OpenHarmony 项目实战：基于全志 XR806 实现的上下位机双 OpenHarmony 智能门锁样例

一、简介

本 demo 是基于 Openharmony 3.1 Beta 本版开发，不仅可以接收数字管家应用下发的指令来控制门锁开启，而且还可以通过数字管家设置不同的开锁密码以及一次性密码，实现给临时用户一个临时密码，保证门户安全。当然除了开锁的功能，智能门锁还可以通过检测门与门锁距离自动上锁以及如果长时间未上锁，上报告警消息到数字管家，及时提醒用户关门关锁等功能。

1. 交互流程：

如上图所示，智能门锁整体方案原理图可以大致分成：智能门锁设备、数字管家应用、云平台三部分。智能门锁通过 MQTT 协议连接华为 IOT 物联网平台，从而实现命令的接收和属性上报。 关于智能设备接入华为云 IoT 平台的详细细节可以参考 连接 IOT 云平台指南；智能设备与数字管家应用之间的设备模型定义可以参考 profile .

2. 实物简介：

如上图所示，上面是 XR806 开发板，中间的是 hcsr04 超声波距离传感器，下面是 E53_IA1 扩展板。

我们是通过距离传感器感应门的距离，进行自动上锁，也可以在一定时间内无法上锁而产生告警信息上传到数字管家。

E53_IA1 扩展板主要是通过控制电机模拟开关锁的一个动作。

接线说明：

距离传感器有 4 根线，其中 echo 接 XR806 的 PA19，trig 接 XR806 的 PA20。

E53_IA1 扩展板主需要接 3 根线，其中 IO 控制脚接 XR806 的 PA12。

实物操作体验

二、快速上手

1. 硬件准备

xr806 模组

hcsr04 超声波模块

E53_IA1 扩展板

预装 HarmonyOS 手机一台

2. 环境准备
参照文档: XR806 快速上手指导文档

3. 编译前准备
设备侧代码下载
具体仓库地址：https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/

下载方式：使用 git 命令下载，指令如下（用户也可以根据需要将该仓库 fork 到自己的目录下后进行下载）

cd ~/
git clone [e-mail]:openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home.git

代码拷贝

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录结构如下图：

SOC 代码下载替换
当前官方 soc 代码由于 DHCP 暂未适配，所以暂时不支持 AP 模式，这时需要下载并替换之前 SOC 代码。如果官方 soc 代码已修复该问题，可忽略此步骤。

git clone https://gitee.com/moldy-potato-chips/xr806_-ap_mode.git
mv ~/openharmony/device/soc/allwinner ~/allwinner.org			// 不建议直接删除，
cp -raf xr806_-ap_mode ~/openharmony/device/soc/allwinner

修改文件

修改编译依赖
打开 device/soc/allwinner/xradio/xr806/BUILD.gn，添加应用依赖 (deps 字段):

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

修改编译方式

将 demo 依赖的库编译方式 (static_library) 修改为 (source_set):
具体依赖查看 demo_smart_lock 目录下的 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",
        "//third_party/cJSON:cJSON"
    ]

其中 //third_party/cJSON 目录下的 BUILD.gn 建议参照下面的修改:

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 目录下文件改动较多，此处以 patch 方式做修改，patch 在路径在 (team_x/smart_lock/iot_link_patch_xr806.patch)，主要修改内容：

1.BUILD.gn 修改 source_set.
2.fd 为 0 时通讯会异常，做了规避操作 (socket 创建时多创建一个)。
3. 部分 mbedtl 接口未适配，做一些简单适配以及无法适配的接口需要注释
4. 弱引用导致无法链接相关符号，因此需要注释相关文件中的弱引用。
5.osDelay 接口在 XR806 中未实现，需要替换为 OS_Msleep ();

以上内容修改的修改均在 iot_link_patch_xr806.patch 中，只需将该 patch 文件拷贝到 third_party/iot_link 目录下，并执行打补丁即可：

cp -af vendor/team_x/smart_lock/iot_link_patch_xr806.patch third_party/iot_link		// 拷贝patch文件到对应目录
cd third_party/iot_link/															// cd 到对应目录
patch -p1< ./iot_link_patch_xr806.patch												// 执行打patch动作

修改 GPIO 查找方式

因为 GPIO 框架修改了设备驱动注册的管脚号，导致应用无法根据 HCS 的引脚操作对应的 GPIO，此问题已经提 issue，如果该问题已解决，可以忽略此步骤。

打开 drivers/framework/support/platform/src/gpio/gpio_manager.c，将 cntlr->start = start；注释即可。

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;
}

将对应的驱动文件复制到 drvier 对应目录：

因为主仓代码中未将对应的驱动文件合并到 driver/adpater/platform 对应的目录下，固需要手动将文件拷贝到对应目录。若主仓已合入，可忽略此步骤。

注意：（如果已用 xr806_-ap_mode 替换原来的 soc 文件，则需要将拷贝原来被替换的对应文件，因为 xr806_-ap_mode 中的驱动文件非最新版）

// 拷贝gpio驱动
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的编译

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 = [ "." ]
}

为了节省 ram 资源，可以把无用的资源先关闭，如关闭内部 codec，将 device/soc/allwinner/xradio/xr806/project/prj_config.h 中的 PRJCONF_INTERNAL_SOUNDCARD_EN 设置为 0，如下：

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

4. 编译 & 烧录
更新 hb
首先可以查看一下 hb 的版本，如果 hb 版本为 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根目录执行
pip3 uninstall ohos_build
pip3 install build/lite

编译

1.hb set 选择demo指令，具体命令如下：
hb set -root

如下图所示，使用键盘上下键选中 smart_lock

2.hb build 全量编译命令

hb build -f

烧录
参照文档: XR806 快速上手指导文档

5. 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 NFC 标签的可用 NFC 贴纸替代)；

碰一碰后手机将自动拉起数字管家应用并进入配网状态。

配网过程中需要 连接设备的 AP 热点，然后填写需要配置的 wifi 的密码。

最后点击配置，手机会将 ssid 以及对应的密码通过 AP 热点发送到设备。

当设备端蓝灯每 5s 闪烁一次则代码设备联网成功。

6. 设置主密码并通过主密码开锁

数字管家下发修改密码指令以及修改后的密码

设备端接收指令以及修改后的密码进行更新

数字管家下方开锁指令以及开锁密码

设备端接收指令并判断密码是否正确，正确的话电机转动模拟开锁，否则向数字管家发送密码错误信息

7. 设置临时密码

数字管家下发创建临时密码指令以及创建临时密码时的信息，主要包括临时密码标志，临时密码信息，临时密码生效时间段。

设备端接收指令并保存信息。

临时用户通过数字管家下发开锁指令以及开发密码。

设备端接收指令并判断密码是否正确以及该密码是否在当前时间段生效，正确的话电机转动模拟开锁，否则向数字管家发送密码错误信息。

8. 门未关告警

设备端执行完开门指令后会一直通过超声波距离传感器来判断门是否可以关闭，如果超过 5 分钟发现门不能关闭，则主动向数字管家发送门未关的告警信息。

数字管家通过系统消息查看到告警消息。

数字管家可以从设备控制页面进入到告警消息页面，也可以通过点击告警消息进入到告警界面。

9. 模拟自动关门

设备端执行开门动作后，用手或者其他物体靠近超声波距离传感器
设备每隔 10S 检测一次超声波距离传感器，发现在设定范围内 (模拟门已关)，则控制电机转动 (模拟关门动作), 同时上报关门信息到数字管家

审核编辑 黄宇