OpenHarmony南向開發(fā)案例：【智能門鎖】

一. 簡(jiǎn)介

本demo是基于Openharmony 3.1 Beta本版開發(fā)，不僅可以接收數(shù)字管家應(yīng)用下發(fā)的指令來控制門鎖開啟，而且還可以通過數(shù)字管家設(shè)置不同的開鎖密碼以及一次性密碼，實(shí)現(xiàn)給臨時(shí)用戶一個(gè)臨時(shí)密碼，保證門戶安全。當(dāng)然除了開鎖的功能，智能門鎖還可以通過檢測(cè)門與門鎖距離自動(dòng)上鎖以及如果長(zhǎng)時(shí)間未上鎖，上報(bào)告警消息到數(shù)字管家，及時(shí)提醒用戶關(guān)門關(guān)鎖等功能。

1. 交互流程：

如上圖所示，智能門鎖整體方案原理圖可以大致分成：智能門鎖設(shè)備、數(shù)字管家應(yīng)用、云平臺(tái)三部分。智能門鎖通過MQTT協(xié)議連接華為IOT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)命令的接收和屬性上報(bào)。 關(guān)于智能設(shè)備接入華為云IoT平臺(tái)的詳細(xì)細(xì)節(jié)；智能設(shè)備與數(shù)字管家應(yīng)用之間的設(shè)備模型定義可以參考；鴻蒙開發(fā)文檔：qr23.cn/AKFP8k點(diǎn)擊或者復(fù)制轉(zhuǎn)到即可。

2. 實(shí)物簡(jiǎn)介：

如上圖所示，上面是XR806開發(fā)板，中間的是hcsr04超聲波距離傳感器，下面是E53_IA1擴(kuò)展板。

鴻蒙next開發(fā)指導(dǎo)文檔mau123789是v直接前往拿學(xué)習(xí)
我們是通過距離傳感器感應(yīng)門的距離，進(jìn)行自動(dòng)上鎖，也可以在一定時(shí)間內(nèi)無法上鎖而產(chǎn)生告警信息上傳到數(shù)字管家。

E53_IA1擴(kuò)展板主要是通過控制電機(jī)模擬開關(guān)鎖的一個(gè)動(dòng)作。

接線說明：

距離傳感器有4根線，其中echo接XR806的PA19，trig接XR806的PA20。

E53_IA1擴(kuò)展板主需要接3根線，其中IO控制腳接XR806的PA12。

3. 實(shí)物操作體驗(yàn)

二. 快速上手

1. 硬件準(zhǔn)備

• xr806模組。
• hcsr04超聲波模塊。
• E53_IA1擴(kuò)展板。
• 預(yù)裝HarmonyOS手機(jī)一臺(tái)。

2. 環(huán)境準(zhǔn)備

參照文檔：[ XR806快速上手指導(dǎo)文檔]

3. 編譯前準(zhǔn)備

設(shè)備側(cè)代碼下載

下載方式：使用git 命令下載，指令如下（用戶也可以根據(jù)需要將該倉庫fork到自己的目錄下后進(jìn)行下載）

cd ~/
git clone git@gitee.com:openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home.git

代碼拷貝

cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/team_x  ~/openharmony/vendor/
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/third_party/iot_link  ~/openharmony/third_party/

整合并修改完成后的目錄結(jié)構(gòu)如下圖：

SOC代碼下載替換

當(dāng)前官方soc代碼由于DHCP暫未適配，所以暫時(shí)不支持AP模式，這時(shí)需要下載并替換之前SOC代碼。如果官方soc代碼已修復(fù)該問題，可忽略此步驟。

git clone https://gitee.com/moldy-potato-chips/xr806_-ap_mode.git
mv ~/openharmony/device/soc/allwinner ~/allwinner.org			// 不建議直接刪除，
cp -raf xr806_-ap_mode ~/openharmony/device/soc/allwinner

修改文件

• 修改編譯依賴
  打開 device/soc/allwinner/xradio/xr806/BUILD.gn，添加應(yīng)用依賴(deps字段):

  module_group(module_name) {
    modules = [
        "src",
        "project",
        "include",
    ]
    configs = [
      ":SdkLdCconfig",
    ]
    deps = [ "http://vendor/team_x/smart_lock/demo_smart_lock:app_smart_lock" ]
  }
  

• 修改編譯方式
  將demo依賴的庫編譯方式(static_library)修改為(source_set):
  具體依賴查看demo_smart_lock目錄下的BUILD.gn:

  deps = [
          "../../common/iot_wifi_xradio:iot_wifi",
          "../../common/iot_cloud:iot_cloud",
          "../../common/iot_boardbutton_xradio:iot_boardbutton",
          "../../common/iot_list:iot_list",
          "../../common/iot_sntp:iot_sntp",
          "../../common/iot_boardled_xradio",
          "http://third_party/cJSON:cJSON"
      ]
  

  其中//third_party/cJSON目錄下的BUILD.gn建議參照下面的修改:

  source_set("cJSON") {
    sources = [
      "cJSON.c",
      "cJSON_Utils.c",
    ]
    ldflags = [ "-lm" ]
  }
  

• 修改iot_link中的部分文件
  third_party/iot_link目錄下文件改動(dòng)較多，此處以patch方式做修改，patch在路徑在(team_x/smart_lock/iot_link_patch_xr806.patch)，主要修改內(nèi)容：

  1. BUILD.gn修改source_set.
  2. fd為0時(shí)通訊會(huì)異常，做了規(guī)避操作(socket創(chuàng)建時(shí)多創(chuàng)建一個(gè))。
  3. 部分mbedtl接口未適配，做一些簡(jiǎn)單適配以及無法適配的接口需要注釋
  4. 弱引用導(dǎo)致無法鏈接相關(guān)符號(hào)，因此需要注釋相關(guān)文件中的弱引用。
  5. osDelay接口在XR806中未實(shí)現(xiàn)，需要替換為OS_Msleep();

  以上內(nèi)容修改的修改均在iot_link_patch_xr806.patch中，只需將該patch文件拷貝到third_party/iot_link目錄下，并執(zhí)行打補(bǔ)丁即可：

  cp -af vendor/team_x/smart_lock/iot_link_patch_xr806.patch third_party/iot_link		// 拷貝patch文件到對(duì)應(yīng)目錄
  cd third_party/iot_link/															// cd 到對(duì)應(yīng)目錄
  patch -p1< ./iot_link_patch_xr806.patch												// 執(zhí)行打patch動(dòng)作
  

• 修改GPIO查找方式
  因?yàn)镚PIO框架修改了設(shè)備驅(qū)動(dòng)注冊(cè)的管腳號(hào)，導(dǎo)致應(yīng)用無法根據(jù)HCS的引腳操作對(duì)應(yīng)的GPIO，此問題已經(jīng)提issue，如果該問題已解決，可以忽略此步驟。
  打開drivers/framework/support/platform/src/gpio/gpio_manager.c，將cntlr->start = start；注釋即可。

  static int32_t GpioManagerAdd(struct PlatformManager *manager, struct PlatformDevice *device)
  {
      uint16_t start;
      struct GpioCntlr *cntlr = CONTAINER_OF(device, struct GpioCntlr, device);
  
      if ((start = GpioCntlrQueryStart(cntlr, &manager- >devices)) >= GPIO_NUM_MAX) {
          PLAT_LOGE("GpioCntlrAdd: query range for start:%d fail:%d", cntlr- >start, start);
          return HDF_ERR_INVALID_PARAM;
      }
  
  //    cntlr- >start = start;
      DListInsertTail(&device- >node, &manager- >devices);
      PLAT_LOGI("%s: start:%u count:%u", __func__, cntlr- >start, cntlr- >count);
      return HDF_SUCCESS;
  }
  

• 將對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)文件復(fù)制到drvier對(duì)應(yīng)目錄：
  因?yàn)橹鱾}代碼中未將對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)文件合并到driver/adpater/platform對(duì)應(yīng)的目錄下，固需要手動(dòng)將文件拷貝到對(duì)應(yīng)目錄。若主倉已合入，可忽略此步驟。
  注意：（如果已用xr806_-ap_mode替換原來的soc文件，則需要將拷貝原來被替換的對(duì)應(yīng)文件，因?yàn)閤r806_-ap_mode中的驅(qū)動(dòng)文件非最新版）

  // 拷貝gpio驅(qū)動(dòng)
  cp -af device/soc/allwinner/xradio/drivers/gpio/gpio_xradio.* driver/adpater/platform/gpio
  
  // 修改driver/adpater/platform/gpio/BUILD.gn文件，加上gpio_xradio的編譯
  
  hdf_driver(module_name) {
    sources = []
    if (defined(LOSCFG_SOC_COMPANY_BESTECHNIC)) {
      sources += [ "gpio_bes.c" ]
    }
  
    if (defined(LOSCFG_SOC_COMPANY_ALLWINNER)) {
      sources += [ "gpio_xradio.c" ]
    }
  
    include_dirs = [ "." ]
  }
  

• 為了節(jié)省ram資源，可以把無用的資源先關(guān)閉，如關(guān)閉內(nèi)部codec，將 device/soc/allwinner/xradio/xr806/project/prj_config.h中的PRJCONF_INTERNAL_SOUNDCARD_EN設(shè)置為0，如下：

  /* Xradio internal codec sound card enable/disable */
  #define PRJCONF_INTERNAL_SOUNDCARD_EN   0
  

4. 編譯&燒錄

更新hb

首先可以查看一下hb的版本，如果hb版本為0.4.4就不需要更新。

## 查看hb版本
hb --version

## 更新hb, 以下指令需要在openharmony SDK根目錄執(zhí)行
pip3 uninstall ohos_build
pip3 install build/lite

編譯

1. hb set 選擇demo指令，具體命令如下：

hb set -root

如下圖所示，使用鍵盤上下鍵選中smart_lock

2. hb build 全量編譯命令

   hb build -f
   

燒錄

參照文檔:[ XR806快速上手指導(dǎo)文檔]

5. 設(shè)備配網(wǎng)

• 在設(shè)備上電前需準(zhǔn)備好安裝了數(shù)字管家應(yīng)用的HarmonyOS手機(jī), 并在設(shè)置中開啟手機(jī)的NFC功能；
• 寫設(shè)備NFC標(biāo)簽;
• 燒錄完成后，上電。開發(fā)者在觀察開發(fā)板上狀態(tài)LED燈以８Hz的頻率閃爍時(shí)，將手機(jī)上半部靠近開發(fā)板NFC標(biāo)簽處(無NFC標(biāo)簽的可用NFC貼紙?zhí)娲?；
• 碰一碰后手機(jī)將自動(dòng)拉起數(shù)字管家應(yīng)用并進(jìn)入配網(wǎng)狀態(tài)。
• 配網(wǎng)過程中需要 連接設(shè)備的AP熱點(diǎn)，然后填寫需要配置的wifi的密碼。
• 最后點(diǎn)擊配置，手機(jī)會(huì)將ssid以及對(duì)應(yīng)的密碼通過AP熱點(diǎn)發(fā)送到設(shè)備。
• 當(dāng)設(shè)備端藍(lán)燈每5s閃爍一次則代碼設(shè)備聯(lián)網(wǎng)成功。

6. 設(shè)置主密碼并通過主密碼開鎖

• 數(shù)字管家下發(fā)修改密碼指令以及修改后的密碼
• 設(shè)備端接收指令以及修改后的密碼進(jìn)行更新
• 數(shù)字管家下方開鎖指令以及開鎖密碼
• 設(shè)備端接收指令并判斷密碼是否正確，正確的話電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)模擬開鎖，否則向數(shù)字管家發(fā)送密碼錯(cuò)誤信息

7. 設(shè)置臨時(shí)密碼

• 數(shù)字管家下發(fā)創(chuàng)建臨時(shí)密碼指令以及創(chuàng)建臨時(shí)密碼時(shí)的信息，主要包括臨時(shí)密碼標(biāo)志，臨時(shí)密碼信息，臨時(shí)密碼生效時(shí)間段。
• 設(shè)備端接收指令并保存信息。
• 臨時(shí)用戶通過數(shù)字管家下發(fā)開鎖指令以及開發(fā)密碼。
• 設(shè)備端接收指令并判斷密碼是否正確以及該密碼是否在當(dāng)前時(shí)間段生效，正確的話電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)模擬開鎖，否則向數(shù)字管家發(fā)送密碼錯(cuò)誤信息。

8. 門未關(guān)告警

• 設(shè)備端執(zhí)行完開門指令后會(huì)一直通過超聲波距離傳感器來判斷門是否可以關(guān)閉，如果超過5分鐘發(fā)現(xiàn)門不能關(guān)閉，則主動(dòng)向數(shù)字管家發(fā)送門未關(guān)的告警信息。
• 數(shù)字管家通過系統(tǒng)消息查看到告警消息。
• 數(shù)字管家可以從設(shè)備控制頁面進(jìn)入到告警消息頁面，也可以通過點(diǎn)擊告警消息進(jìn)入到告警界面。

9. 模擬自動(dòng)關(guān)門

• 設(shè)備端執(zhí)行開門動(dòng)作后,用手或者其他物體靠近超聲波距離傳感器
• 設(shè)備每隔10S檢測(cè)一次超聲波距離傳感器，發(fā)現(xiàn)在設(shè)定范圍內(nèi)(模擬門已關(guān))，則控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(模擬關(guān)門動(dòng)作),同時(shí)上報(bào)關(guān)門信息到數(shù)字管家

審核編輯 黃宇