【OpenHarmony开发样例】基于BearPi套件开发的智能甲醛检测系统

手机

一、介绍
本项目是基于BearPi套件开发的智能甲醛检测系统Demo，该设备硬件部分主要由小熊派单板套件和和甲醛检测传感器组成。智能甲醛检测系统可以通过云和手机建立连接，可以在手机上设置甲醛浓度阈值，传感器感知到的甲醛浓度超过阈值之后，将会通过云传给手机，并报警。
1. 交互流程

2. 实物简介

我们使用小熊派bearpi_hm_nano开发底板+ SGP30传感器拓展板来模拟智能甲醛检测设备。

RESET按键控制设备重启；
RESET按键组合控制按键可以清除已保存的配网信息，具体操作：先按下控制按键F2，然后按下RESET按键；
通过NFC模块实现设备碰一碰快速配网；
3. 实物操作体验

二、快速上手
1. 硬件准备

硬件名称	数量数量
小熊派bearpi_hm_nano 开发板	x1
SGP30传感器	x1
预装HarmonyOS手机	x1

小熊派nano 通用底板与SGP30传感器连接如实物图所示，具体细节如下：
电源线：分别连接SGP30传感器vcc pin和bearpi开发板V3.3 pin;
GND：分别连接SGP30传感器vcc pin和bearpi开发板GND pin;
I2C sda：分别连接SGP30传感器sda pin和bearpi开发板GPIO_0 pin;
I2C scl：分别连接SGP30传感器scl pin和bearpi开发板GPIO_1 pin。

2. Linux编译服务器基础环境准备
本次搭建的开发基础环境由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。
如果使用ubuntu20.04，python版本无需切换。输入如下命令，查看python版本号，需要使用python3.7以上版本,否则参考系统基础环境搭建。
1. python3 --version
复制代码
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

复制代码

安装hb

运行如下命令安装hb
1. python3 -m pip install --user ohos-build
复制代码

设置环境变量
1. vim ~/.bashrc
复制代码
将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。
1. export PATH=~/.local/bin:$PATH
复制代码
执行如下命令更新环境变量。
1. source ~/.bashrc
复制代码
执行"hb -h"，有打印以下信息即表示安装成功.
1. usage: hb
3. OHOS build system
5. positional arguments:
6. {build,set,env,clean}
7. build Build source code
8. set OHOS build settings
9. env Show OHOS build env
10. clean Clean output
12. optional arguments:
13. -h, --help show this help message and exit
复制代码

3. Hi3861开发环境准备
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

复制代码

安装Scons

打开Linux 终端。
运行如下命令，安装Scons安装包。
1. python3 -m pip install scons
复制代码
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。
1. scons -v
复制代码
下图 Scons安装成功界面，版本要求3.0.4以上

安装python模块

sudo pip3 install setuptools kconfiglib pycryptodome ecdsa six --upgrade --ignore-installed six

复制代码

安装gcc_riscv32（WLAN模组类编译工具链）

打开Linux终端。
下载gcc_riscv32镜像，下载链接。
设置环境变量
将压缩包解压到根目录
1. tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz -C ~
复制代码
设置环境变量。
1. vim ~/.bashrc
复制代码
将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。
1. export PATH=~/gcc_riscv32/bin:$PATH
复制代码
生效环境变量。
1. source ~/.bashrc
复制代码
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。
1. riscv32-unknown-elf-gcc -v
复制代码

4. 源码下载&编译准备
1.码云工具下载

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

复制代码

2.代码下载
1) OpenHarmony代码下载

#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'

复制代码

2) 设备侧代码下载
具体仓库地址：https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/
具体下载命令如下：

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

复制代码

3) 编译前准备

代码拷贝
1. 假设knowledge_demo_smart_home和源码OpenHarmony1.01均存放在你的ubuntu用户根目录下，命令如下：
2. cp -rfa ~/knowledge_demo_smart_home/dev/device/bearpi ~/OpenHarmony1.01/device/
3. cp -rfa ~/knowledge_demo_smart_home/dev/team_x ~/OpenHarmony1.01/vendor/
4. cp -rfa ~/knowledge_demo_smart_home/dev/third_party/iot_link ~/OpenHarmony1.01/third_party/
复制代码
整合并修改完成后的目录结构如下图：
5. 编译&烧录
编译命令：
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甲醛检测设备
复制代码

hb build // 如果需要全量编译，可以添加-f 选项

复制代码

详细的代码编译及固件烧录步骤，请参考编译和烧录指南

6. 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，详情见数字管家应用开发, 并在设置中开启手机的NFC功能；
- 写设备NFC标签，详细操作见设备NFC标签指导文档;
- 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。具体无感配网相关流程参考无感配网指南
  
  7. 操作体验
  1）阈值设置
  配网完成后，数字管家应用会自动进入智能台灯的控制页面，通过控制页面设置甲醛传感器告警阈值。
  2）甲醛超标告警
  
  当检测到的甲醛数值，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。

任凭风吹 · 2022-3-16 18:09:35

[b]一、介绍[/b]
本项目是基于BearPi套件开发的智能甲醛检测系统Demo，该设备硬件部分主要由小熊派单板套件和和甲醛检测传感器组成。智能甲醛检测系统可以通过云和手机建立连接，可以在手机上设置甲醛浓度阈值，传感器感知到的甲醛浓度超过阈值之后，将会通过云传给手机，并报警。
[b]1. 交互流程[/b]
[img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/1.png[/img]
[b]2. 实物简介[/b]
[img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/4.jpg[/img]
我们使用小熊派bearpi_hm_nano开发底板+ SGP30传感器拓展板来模拟智能甲醛检测设备。

RESET按键控制设备重启；
RESET按键组合控制按键可以清除已保存的配网信息，具体操作：先按下控制按键F2，然后按下RESET按键；
通过NFC模块实现设备碰一碰快速配网；
[b]3. 实物操作体验[/b]
[img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/zhenggexiao.gif[/img]

[b]二、快速上手[/b]
[b]1. 硬件准备[/b][table]
[tr][td][align=left]硬件名称[/align][/td][td]数量数量[/td][/tr]
[tr][td][align=left]小熊派bearpi_hm_nano 开发板[/align][/td][td]x1[/td][/tr]
[tr][td][align=left]SGP30传感器[/align][/td][td]x1[/td][/tr]
[tr][td][align=left]预装HarmonyOS手机[/align][/td][td]x1[/td][/tr]
[/table]小熊派nano 通用底板与SGP30传感器连接如实物图所示，具体细节如下：
电源线：分别连接SGP30传感器vcc pin和bearpi开发板V3.3 pin;
GND：分别连接SGP30传感器vcc pin和bearpi开发板GND pin;
I2C sda：分别连接SGP30传感器sda pin和bearpi开发板GPIO_0 pin;
I2C scl：分别连接SGP30传感器scl pin和bearpi开发板GPIO_1 pin。

[b]2. Linux编译服务器基础环境准备[/b]
本次搭建的开发基础环境由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。

[b]安装和配置Python[/b][list=1]
[*]打开Linux终端。
[*]如果使用ubuntu20.04，python版本无需切换。输入如下命令，查看python版本号，需要使用python3.7以上版本,否则参考系统基础环境搭建。
[code]python3 --version[/code]
[*]安装并升级Python包管理工具（pip3）。
[/list][code]sudo apt-get install python3-setuptools python3-pip -y
sudo pip3 install --upgrade pip[/code][b]安装hb[/b][list=1]
[*]运行如下命令安装hb
[code]python3 -m pip install --user ohos-build[/code]
[/list][list=1]
[*]设置环境变量
[code]vim ~/.bashrc[/code]将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。
[code]export PATH=~/.local/bin:$PATH[/code]执行如下命令更新环境变量。
[code]source ~/.bashrc[/code]
[*]执行"hb -h"，有打印以下信息即表示安装成功.
[code]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[/code]
[/list][b]3. Hi3861开发环境准备[/b]
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。
[b]安装编译依赖基础软件[/b][code]sudo apt-get install -y build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev[/code][b]安装Scons[/b][list=1]
[*]打开Linux 终端。
[*]运行如下命令，安装Scons安装包。
[code]python3 -m pip install scons[/code]
[*]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。
[code]scons -v[/code]下图 Scons安装成功界面，版本要求3.0.4以上
[img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/3.png[/img]
[/list][b]安装python模块[/b][code]sudo pip3 install setuptools kconfiglib pycryptodome ecdsa six --upgrade --ignore-installed six[/code][b]安装gcc_riscv32（WLAN模组类编译工具链）[/b][list=1]
[*]打开Linux终端。
[*]下载gcc_riscv32镜像，下载链接。
[*]设置环境变量
将压缩包解压到根目录
[code]tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz -C ~[/code]设置环境变量。
[code]vim ~/.bashrc[/code]将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。
[code]export PATH=~/gcc_riscv32/bin:$PATH[/code]生效环境变量。
[code]source ~/.bashrc[/code]
[*]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。
[code]riscv32-unknown-elf-gcc -v[/code]
[/list][b]4. 源码下载&编译准备[/b]
[b]1.码云工具下载[/b][code]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[/code]
[b]2.代码下载[/b]
[b]1) OpenHarmony代码下载[/b][code]#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'[/code]
[b]2) 设备侧代码下载[/b]
具体仓库地址：[url=https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/[/url]
具体下载命令如下：
[code]git clone git@gitee.com:openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home.git[/code][b]3) 编译前准备[/b][list=1]
[*]代码拷贝
[code]假设knowledge_demo_smart_home和源码OpenHarmony1.01均存放在你的ubuntu用户根目录下，命令如下：
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/[/code]
[*]整合并修改完成后的目录结构如下图：
[/list] [img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/2.png[/img]
[b]5. 编译&烧录[/b]
编译命令：[code]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甲醛检测设备[/code] [img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/5.jpg[/img]
[code]hb build // 如果需要全量编译，可以添加-f 选项[/code]详细的代码编译及固件烧录步骤，请参考编译和烧录指南
[b]6. 设备配网[/b][list=1]
[*]在设备上电前需准备好安装了数字管家应用的HarmonyOS手机，详情见数字管家应用开发, 并在设置中开启手机的NFC功能；
[*]写设备NFC标签，详细操作见设备NFC标签指导文档;
[*]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。具体无感配网相关流程参考无感配网指南
[/list] [img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/wuganxiao.gif[/img]
[b]7. 操作体验[/b]
1）阈值设置
配网完成后，数字管家应用会自动进入智能台灯的控制页面，通过控制页面设置甲醛传感器告警阈值。
2）甲醛超标告警

当检测到的甲醛数值，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。

[img]https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/raw/master/dev/docs/smart_tvocdetection/resource/caozuoxiao.gif[/img]

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