【开源样例】Py4OH：自制开源鸿蒙空气质量监控系统（上）

今天为大家隆重介绍一位 Py4OH 家族的新成员 – 小凌派开发板，目前已经进入 Py4OH 主线，基于 OpenHarmoy 3.0 LTS 并完整支持 Py4OH 所有特性。

小凌派开发板是一款由福州市凌睿智捷电子有限公司基于OpenHarmony打造的L0级物联网开发板，采用E53接口标准，可接入所有的E53案例扩展板：

• 主控为瑞芯微RK2206芯片，200MHz主频

• RAM：256KB、ROM：16KB、PSRAM：8M、FLASH：8M
  

• 板载NFCForum Type 2 Tag芯片及天线，可实现HarmonyOS“碰一碰”功能
  

• 支持 IEEE 802.11b/g/n 制式，AP 模式
  

• 丰富的外设接口，包含 GPIO、UART、 I2C、ADC、DAC、PWM 等
  

• 两个TypeC USB接口，一个用于供电及下载，一个用于串口调试
  

小凌派提供了多个好玩的扩展板，比如：智慧手势扩展板，智慧农业扩展板，有了这些扩展板，我们可以来做点有意思的东西。

做点什么呢？嗯，空气质量监控系统！！！

智慧农业扩展板上集成了温湿度传感器SHT30，LED灯，直流电机，而温湿度传感器SHT30可以说是为我们的空气质量监控系统量身打造：当环境温度在体感舒适度（大约18-25摄氏度）之外，则LED警报指示灯开始闪烁；否则关闭LED警报指示灯。

实现思路：开发板上电后，先进行必要的初始化，然后每隔1秒通过SHT30获取当前环境的温度和湿度；当温度处于体感舒适度时关闭LED灯，否则改变LED灯的状态（闪烁）。

有了实现思路就可以很轻松的画出设计图。

首先就是交互图。交互图可以帮助我们理清楚开发板与扩展板之间的关系，这是至关重要的，只有理清楚关系才可能从代码层面出发，想明白先做什么再做什么。

从上面的交互图可以看出，在开发板一侧需要一个程序变量代表扩展板上的SHT30传感器，同时也需要一个程序变量代表扩展板上的LED灯。有了这两个变量，就可以直接获取温度数据和湿度数据，并且可以轻松愉快的控制LED灯状态了！！！

嗯，这是什么？同学们！！这是面向对象编程啊。

Py4OH使用的是Python语言进行设备开发，而Python语言完美支持面向对象编程啊！

这又能怎样？这就可以简化编程了！！

不信？？来，看看下面的流程图！

整个流程图描述的逻辑是非常简单的，仅仅是表达了我们想做的东西。相信大家也看出来了，“简单”是依赖于 th 和 light 所具备的能力，这两个变量（对象）所对应的类型将SHT30与LED的复杂性及控制逻辑全部隐藏，使得它们变成了黑盒，我们只需要知道如何使用即可！

OK！铺垫已经足够，是时候展示真正的技术了！

import pin
import sht30
import gpio
import os
i2cx = 0  # SHT30是一种i2c设备，位于0号i2c上
freq = 400000 # i2c通信频率
sda = gpio.make_id([0, 'A', 0]) # 计算sda所对应的引脚号
scl = gpio.make_id([0, 'A', 1])  # 计算scl所对应的引脚号
th = sht30.SHT30(i2cx, sda, scl, freq)  # 创建名为th的SHT30对象
th.open() # 通过th对象打开SHT30设备
lpin = gpio.make_id([0, 'A', 2]) # 计算接入LED灯的引脚号
light = pin.Pin(lpin) # 创建LED灯对象
while True :
  t = th.temperature() # 获取温度数据
  h = th.humidity()   # 获取湿度数据
  
  if t != None :
    print('temperature = ' + str(t))
    
  if h != None :
    print('humidity = ' + str(h))
    
  if (18 <= t) and (t <= 25) :
    light.low()   # 若当前温度在体感舒适度范围内，则关闭LED灯
  else :
     light.change() # 若当前温度不在体感舒适度范围内，则改变LED灯的状态，即：闪烁
    
  os.sleep(1)

（左右移动查看全部内容）

很明显，LED灯不是第一次出现我的文章中，SHT30也不是！如果有同学对它们的驱动方式还不熟悉，可以参考我之前的两篇帖子《使用Python开发鸿蒙设备程序（1-GPIO外设控制）》和《使用Python开发鸿蒙设备程序（2-I2C应用实例）》，在这里重点强调的是使用面向对象技术对它们进行封装，增加代码复用性。

要面向对象封装，必须的，先定义接口！

'''
  This is just a demo for interface definition.
'''
class Pin:
  is_high = False  
  def __init__(self, pin_num):
    pass
    
  def high(self):
    # output 1
    self.is_high = True
    
  def low(self):
    # output 0
    self.is_high = False
    
  def status(self):
    return 1 if self.is_high else 0
    
  def change(self):
    if self.is_high:
      self.low()
    else:
      self.high()
      
  def __del__(self):
    pass
class SHT30:
  sht30_addr = 0x44
  write_cmd = (sht30_addr << 1) | 0x00
  read_cmd = (sht30_addr << 1) | 0x01
  def __init__(self, i2cx, sda, scl, freq):
    pass
  def open(self):
    pass
  
  def close(self):
    pass
  def temperature(self):
    return None
  def humidity(self):
    return None
    
  def __del__(self):
    pass

（左右移动查看全部内容）

由于实现细节太多，大家可以在附件中直接下载完整代码自行参考学习。

看到这，是不是觉得我有炒冷饭的嫌疑？！

又拿LED灯和SHT30温湿度传感器来写水文！！

哈哈！如果你这么想，那么请看看标题，，，这只是《上》，还有《下》呢！！

下一篇文章，我会带着大家将其它设备接入小凌派开发板，然后编程获取当前环境的PM2.5和PM10数据，并在数据不理想时启动直流电机（风扇）对空气质量进行调整。

最后，给大家展示一下Py4OH命令行的输出。

To be continued...

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原文标题：【开源样例】Py4OH：自制开源鸿蒙空气质量监控系统（上）

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