【OpenHarmony样例】基于Hi3516开发板开发的智能相机

开发板

一. 概述
本Demo是基于Hi3516开发板，使用开源OpenHarmony3.0-LTS开发的应用。通过获取摄像头数据，实现预览拍照以及路视频等功能。并且通过后台AI服务识别唤醒词来进行语音控制拍照及录视频。

1. 应用运行效果图：

此为相机的预览界面。

2. 智能相机使用示意图

如上图所示，用户对着相机说对应的唤醒此，相机收集到对应的音频，经过AI服务识别对应的文字，最后传到相机进行对应的操作。

二. 快速上手

1. 开发环境准备硬件准备

1）预装windows系统的PC机
2）Hi3516DV300 IoT Camera开发板
3）USB转串口线、网线（Windows工作台通过USB转串口线、网线与Hi3516DV300 开发板连接）
其中Hi3516开发板介绍参照文档：Hi3516开发板介绍

Linux编译服务器基础环境准备
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,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）。
1. sudo apt-get install python3-setuptools python3-pip -y
2. sudo pip3 install --upgrade pip
复制代码

安装LLVM

下载LLVM工具。
解压LLVM安装包至~/llvm路径下。
1. tar -zxvf llvm.tar -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=~/llvm/bin:$PATH
复制代码
使环境变量生效。
1. source ~/.bashrc
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

Hi3516开发环境准备将Linux shell改为bash查看shell是否为bash，在终端运行如下命令

ls -l /bin/sh

复制代码

如果显示为“/bin/sh -> bash”则为正常，否则请按以下方式修改：

sudo rm -rf /bin/sh
sudo ln -s /bin/bash /bin/sh

复制代码

安装编译依赖基础软件（仅Ubuntu 20+需要）

sudo apt-get install build-essential && sudo apt-get install gcc && sudo apt-get install g++ && sudo apt-get install make && sudo apt-get install zlib* && sudo apt-get install libffi-dev

复制代码

安装文件打包工具

打开Linux编译服务器终端。
运行如下命令，安装dosfstools。
1. sudo apt-get install dosfstools
复制代码
运行如下命令，安装mtools。
1. sudo apt-get install mtools
复制代码
运行如下命令，安装mtd-utils。
1. sudo apt-get install mtd-utils
复制代码

安装hc-gen

打开Linux编译服务器终端。
下载hc-gen工具。点击下载地址下载。
解压hc-gen安装包到Linux服务器~/hc-gen路径下。
1. tar -xvf hc-gen-0.65-linux.tar -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=~/hc-gen:$PATH
复制代码
使环境变量生效。
1. source ~/.bashrc
复制代码

安装Java 虚拟机环境

打开Linux编译服务器终端。
安装Java运行时环境（JRE）。
1. sudo apt-get install default-jre
复制代码
安装Java sdk开发工具包。
1. sudo apt-get install default-jdk
复制代码

PS:
java虚拟机是应用签名打包时才会用到的，SDK中默认的3个系统应用是需要签名打包，所以需要安装java虚拟机，没有安装的话，应用签名打包时会报如下错误：

如果不涉及到应用的签名打包，可以不用安装此环境。

源码下载&&编译准备
环境搭完后，就该准备代码了。
OpenHarmony源码下载方法多种多样，本文重点介绍linux + repo方式下载。
下载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

复制代码

下载OpenHarmony源码

#特别注意：请下载OpenHarmony 3.0 LTS 版本，后续会更新支持OpenHarmony其他版本
#repo init -u git@gitee.com:openharmony/manifest.git -b OpenHarmony-3.0-LTS --no-repo-verify
#repo sync -c
#repo forall -c 'git lfs pull'

复制代码

下载智能相机代码

具体仓库地址: knowledge_demo_smart_home
通过git命令下载(方便后期代码上传管理，建议先将仓库fork到自己账号目录，然后再下载)：

git clone git@gitee.com:xxxxxxx/knowledge_demo_smart_home.git
其中xxxxxxx为fork后相关账号名字。

复制代码

代码拷贝

a. 在OpenHarmony的vendor目录下新建一个team_x的目录：

mkdir vendor/team_x

复制代码

b. 将下载的智能中控屏代码的代码拷贝到新建的team_x下面：

cp -rf ../knowledge_demo_smart_home/dev/team_x/smart_camera/ vendor/team_x/

复制代码

到此，代码就准备完成，可以进行编译了。

2. 代码编译代码目录结构
在编译代码前，可以先了解一下代码目录结构,我们的demo主要包含2个部分，一个是相机(demo_cameraApp)，负责相机相关功能，其次就是AI语音识别服务(demo_keyword_spotting),否则语音是采集以及识别。
demo_cameraApp 代码目录结构:

|—— BUILD.gn // 编译脚本
|—— resources // 资源文件
|—— config.json // 安装包所需要的json文件
|—— include
| |—— smart_camera_ability.h // 入口类的头文件
| |—— smart_camera_ability_slice.h // 相机页面类定义的头文件
| |—— camera_manager.h // 相机功能封装类的头文件
| |—— event_listener.h // 监听事件类的头文件
| |—— server_socket.h // socket 服务相关接口的头文件
| |__ ui_config.h // 相机UI相关宏定义的头文件
|
|__ src
|—— smart_camera_ability.cpp
|—— smart_camera_ability_slice.cpp // 相机页面相关实现
|—— camera_manager.cpp // 相机功能封装类的实现
|__ server_socket.c // socket 服务相关接口的实现,主要用来接收ai识别后的结果

复制代码

demo_keyword_spotting 代码目录结构:

|—— BUILD.gn // 编译脚本
|—— kws_app.cpp // 应用入口
|—— kws_manager.cpp // 语音识别管理相关实现
|—— kws_manager.h // 语音识别管理头文件
|—— audio_cache.cpp // 语音采集相关实现
|—— audio_cache.h // 语音采集头文件
|—— client_socket.c // socket 服务相关接口的实现,主要用来发送识别后的结果
|__ client_socket.h // socket 服务相关接口的头文件

复制代码

特别说明： AI语音识别服务是一个后台服务应用，因此我们需要通过设置让它自启动，配置文件如下

vendor/team_x/smart_camera/init_configs/init_liteos_a_3516dv300.cfg

复制代码

具体修改步骤：

在services服务模块最后添加以下代码

"services" : [
.
.
.
{
"name" : "kws_app",
"path" : ["/bin/smart_kws_app"],
"uid" : 2,
"gid" : 2,
"once" : 0,
"importance" : 0,
"caps" : []
}
]

复制代码

在jobs模块中找到"name" : "post-init",在"cmd"的最后加上”start kws_app“

{
"name" : "post-init",
"cmds" : [
.
.
.
"start kws_app"
]
}

复制代码

代码编译

源码和环境准备完后，接下来就是编译，编译涉及的指令有2条，hb set和hb build -f 。
hb set -- 设置工程目录和选择对应的目标，通过键盘的上下键来选择。

hb build -f -- 开始全量编译。（hb build 为增量编译）

编译完后会生成对应整个系统固件(u-boot-hi3516dv300.bin,OHOS_Image.bin, rootfs_vfat.img, userfs_vfat.img)以及我们应用对应的so文件。
其中u-boot-hi3516dv300.bin在device/hisilicon/hispark_taurus/sdk_liteos/uboot/out/boot/：

OHOS_Image.bin, rootfs_vfat.img,以及userfs_vfat.img在out目录下：

对应的libsmart_camera.so在out/hispark_taurus/smart_camera/usr/lib/ 目录下：

AI服务可执行程序在out/hispark_taurus/smart_camera/bin/ 目录下:

以下表格为所有生成的固件及对应的位置：

生产固件及应用文件的名称	对应文件路径	文件说明
u-boot-hi3516dv300.bin	device/hisilicon/hispark_taurus/sdk_liteos/uboot/out/boot/	系统启动引导程序
OHOS_Image.bin	out/hispark_taurus/smart_camera/	系统内核固件
rootfs_vfat.img	out/hispark_taurus/smart_camera/	文件系统
userfs_vfat.img	out/hispark_taurus/smart_camera/	用户数据分区
libsmart_camera.so	out/hispark_taurus/smart_camera/libs/usr/	智能相机应用的库文件
smart_kws_app	out/hispark_taurus/smart_camera/bin/	ai语音识别服务执行程序

3. 固件烧录烧录工具选择

固件编译完后，是需要烧录到单板的。这里我们用的是HiTool工具烧录的。(HiTool工具下载地址:HiHope官网)
烧录步骤

打开HiTool工具，如下图：

烧写步骤按照图中标注即可。点击烧入后，烧录工具会提示重新上电，此时重启单板即可。

烧录结果

烧录成功后，会弹出如下提示，单板也会自行启动。

烧录失败的话需要根据失败提示查找一下原因。一般情况需要检查一下串口是否连接正常，网线是否正确插入，IP是否选择正常等。

查看IP的方法：当单板上电后并正确插入网线后，点击工具上刷新按钮，此时单板IP会自动添加到服务器IP列表中。

IDE烧录
另外，OpenHarmony官网有提供一种通过IDE来烧录的，具体烧录步骤请参考文档：3516上快速运行Hello OHOS。

特别说明

如果是第一次烧录程序的话，单板在启动的时候需要设置bootargs，否则不能正常启动。单板第一次启动会停在hisilicon界面：

我们需要输入以下指令：

setenv bootcmd "mmc read 0x0 0x80000000 0x800 0x4800; go 0x80000000";
setenv bootargs "console=ttyAMA0,115200n8 root=emmc fstype=vfat rootaddr=10M rootsize=20M rw";
saveenv
reset

复制代码

到此，烧录已经完成，设备也正常启动。

4. 应用安装打包应用

本demo是以安装包的形式安装到系统中启动运行的。因此，在安装应用前，需要将应用打包成安装包。

将编译好的libsmart_camera.so文件与工程目录下的res以及config.json文件通过压缩打包成zip格式(三个文件直接压缩，不能压缩文件夹)，并将后缀名改为hap(smart_camera.hap)。

挂载NFS

应用打包后，我们是通过NFS方式将单板挂载到本地，通过相关的指令来安装的，NFS挂载方法参照社区文章：Hi3516通过NFS挂载方式与Windows共享文件。

安装

通过nfs是单板连接到本地电脑后，我们可以通过bm安装指令进行安装。bm 安装工具在系统编译完后会自动生成，路径在:
out/hispark_taurus/smart_camera/dev_tools/bin/

由于bm默认安装的应用为已经签名的应用，所以我们在安装前需要先将签名去掉。