HarmonyOS开发案例：【智能煤气检测】

样例简介

智能煤气检测系统通过实时监测环境中烟雾浓度，当一氧化碳浓度超标时，及时向用户发出警报。在连接网络后，配合数字管家应用，用户可以远程配置智能煤气检测系统的报警阈值，远程接收智能煤气检测系统报警信息。实现对危险及时报警，及时处理，守护居家安全。

运行效果

样例原理

如上图所示，智能煤气检测系统整体方案框架可以分为：智能煤气检测系统设备、数字管家应用、云平台三部分。智能煤气检测系统设备端按照MQTT协议与华为IOT物联网平台进行通信。当智能煤气系统监测现场一氧化碳浓度发生变化时，设备端上报数据至云平台最终同步到数字管家，当一氧化碳浓度超过阈值时，则会进行报警，并将报警信息也上报至云平台最终同步到数字管家；当用户通过数字管家调整报警系统阈值时，命令数据先发送至云平台，再由云平台下发至设备侧。

工程版本
  • 系统版本/API版本：OpenHarmony 1.0.1 release
  • hb版本：0.2.0
  • 工具链版本：gcc_riscv32-linux-7.3.0

快速上手

准备硬件环境

  • 一氧化碳气体传感器（MQ7）

  • 小熊派bearpi_hm_nano开发底板

  • 预装HarmonyOS手机一台

    注：HarmonyOS是华为基于开源项目OpenHarmony开发的面向多种全场景智能设备的商用版本

小熊派nano 通用底板与一氧化碳气体传感器连接具体细节如下：

小熊派nano 通用底板 V3.3 Pin 接一氧化碳气体传感器 VCC Pin;

小熊派nano 通用底板 GND Pin 接一氧化碳气体传感器 GND Pin;

小熊派nano 通用底板 GPIO_13 Pin 接一氧化碳气体传感器 AO Pin;

准备开发环境

鸿蒙开发文档参考：qr23.cn/AKFP8k点击或复制转到。

搜狗高速浏览器截图20240326151450.png

安装必备软件

开发基础环境由windows 工作台和Linux 编译服务器组成。windows 工作台可以通过samba 服务或ssh 方式访问Linux编译服务器。其中windows 工作台用来烧录和代码编辑，Linux编译服务器用来编译OpenHarmony代码，为了简化步骤，Linux编译服务器推荐安装Ubuntu20.04。

安装和配置Python
  • 打开Linux终端。
  • 输入如下命令，查看python版本号，需要使用python3.7以上版本。
python3 --version
  • 安装并升级Python包管理工具（pip3）。
sudo apt-get install python3-setuptools python3-pip -y
sudo pip3 install --upgrade pip
安装hb
  • 运行如下命令安装hb
python3 -m pip install build/lite
  • 设置环境变量
vim ~/.bashrc

将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。

export PATH=~/.local/bin:$PATH

执行如下命令更新环境变量。

source ~/.bashrc
  • 执行"hb -h"，有打印以下信息即表示安装成功.
usage: hb

OHOS build system

positional arguments:
  {build,set,env,clean}
    build               Build source code
    set                 OHOS build settings
    env                 Show OHOS build env
    clean               Clean output

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
安装交叉编译环境

在Linux编译服务器上搭建好基础开发环境后，需要安装OpenHarmony 编译Hi3861 平台特有的开发环境。

安装编译依赖基础软件
sudo apt-get install -y build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev
安装Scons
  • 打开Linux 终端。
  • 运行如下命令，安装Scons安装包。
python3 -m pip install scons
  • 运行如下命令，查看是否安装成功。如果安装成功，查询结果下图所示。
scons -v

下图 Scons安装成功界面，版本要求3.0.4以上

5

安装python模块
sudo pip3 install setuptools kconfiglib pycryptodome ecdsa six --upgrade --ignore-installed six
安装gcc_riscv32交叉工具链
  • 打开Linux终端。
  • 下载gcc_riscv32镜像。
  • 交叉工具链加入系统环境 将压缩包解压到根目录
tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz -C ~

设置环境变量。

vim ~/.bashrc

将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。

export PATH=~/gcc_riscv32/bin:$PATH

生效环境变量。

source ~/.bashrc
  • 在命令行中输入如下命令，如果能正确显示编译器版本号，表明编译器安装成功。
riscv32-unknown-elf-gcc -v
准备工程

本用例采用repo的方式从码云官仓下载系统系统源码以及开发板适配代码，使用git从gitee的sig仓库拉取设备应用代码。

配置git
  • 提前注册准备码云gitee账号。
  • git工具下载安装
sudo apt install git
sudo apt install git-lfs
  • 生成/添加SSH密钥：生成密钥 使用gitee账号绑定的邮箱生成密钥对
ssh-keygen -t ed25519 -C "xxxxx@xxxxx.com"
  • 查看生成的密钥
cat ~/.ssh/id_ed25519.pub
  • 复制生成后的 ssh key，返回gitee个人主页，通过主页 「个人设置」->「安全设置」->「SSH 公钥」 ，将生成的“SSH密钥”添加到仓库中。
  • 配置git用户信息
git config --global user.name "yourname"
git config --global user.email "your-email-address"
git config --global credential.helper store
准备repo
curl https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 > /usr/local/bin/repo
chmod a+x /usr/local/bin/repo
pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests
准备系统源码

特别注意：请下载OpenHarmony 1.0.1 版本，后续会更新支持OpenHarmony其他版本

mkdir ~/OpenHarmony1.01
cd ~/OpenHarmony1.01
repo init -u git@gitee.com:openharmony/manifest.git -b OpenHarmony_1.0.1_release --no-repo-verify
repo sync -c
repo forall -c 'git lfs pull'
准备开发板适配代码

本样例的代码在本版本系统下还未上主干，需要clone本仓库并将dev/device/bearpi目录拷贝到系统的device目录下面

git clone https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home.git --depth=1
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/device/bearpi ~/OpenHarmony1.01/device/
准备设备侧应用代码

设备侧应用代码需要拷贝本仓库的dev/team_x目录到系统的vendor目录下面，然后将本仓库的三方库拷贝到系统的三方库目录下面

cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/device/bearpi ~/OpenHarmony1.01/device/ 
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/team_x  ~/OpenHarmony1.01/vendor/
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/third_party/iot_link  ~/OpenHarmony1.01/third_party/
工程效果

整合并修改完成后的目录结构如下图：

5

编译

进入到OpenHarmony系统源码根目录下，输入hb set命令即可看到我们的应用，选择并确认即可。

hb set  // 如果是第一次编译，Input code path 命令行中键入"./" 指定OpenHarmony工程编译根目录后 回车。

如下图所示，使用键盘上下键选中智能煤气检测系统。

然后输入hb build -f命令做全量编译

hb build -f

编译成功后会生成固件到out/bearpi/smart_co_detection/Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin

烧录/安装

本开发样例属于轻设备应用样例，其安装需要和系统固件一起烧录到SOC中。本样例烧录方式采用Hi3861的Hiburn烧录工具。使用Hiburn将生成的固件out/bearpi/smart_co_detection/Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin烧录到Hi3861即可，如下图所示：

详细的代码编译及固件烧录步骤，请参考 编译和烧录指南

操作体验
设备配网
  • 在设备上电前需准备好安装了数字管家应用的HarmonyOS手机， 并在设置中开启手机的NFC功能；
  • 写设备NFC标签;
  • 烧录完成后，上电。开发者在观察开发板上状态LED灯以８Hz的频率闪烁时，将手机上半部靠近开发板NFC标签处；
  • 无需任何操作手机将自动拉起数字管家应用并进入配网状态，配网过程中无需输入热点账号密码。

设备控制

配网完成后，数字管家应用会自动进入智能煤气检测系统的控制页面，通过控制页面可以实现对智能煤气检测系统报警浓度阈值的控制。

一氧化碳浓度超标告警

当检测到的一氧化碳浓度数值，超过预先设定的阈值时，会通知数字管家应用告警，并且告警消息还会推送同一家庭账号的所有成员。

鸿蒙语言有TS、ArkTS等语法，那么除了这些基础知识之外，其核心技术点有那些呢？下面就用一张整理出的鸿蒙学习路线图表示：

从上面的OpenHarmony技术梳理来看，鸿蒙的学习内容也是很多的。现在全网的鸿蒙学习文档也是非常的少，下面推荐一些：完整内容可在头像页保存，或这qr23.cn/AKFP8k甲助力

内容包含：《鸿蒙NEXT星河版开发学习文档》

  • ArkTS
  • 声明式ArkUI
  • 多媒体
  • 通信问题
  • 系统移植
  • 系统裁剪
  • FW层的原理
  • 各种开发调试工具
  • 智能设备开发
  • 分布式开发等等。

这些就是对往后开发者的分享，希望大家多多点赞关注喔！

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