OpenHarmony-家庭医生终端系统-水质检测

一、项目介绍

基于OpenHarmony使用HI3861实现水质的检测和上传（具有独立APP）

采集水质TDS
具有WEB配网功能
与服务器进行连接并实现数据交互
可使用清洁能源（太阳能板进行供电和充电）
开发基于OpenHarmony的控制APP
具有离线屏幕显示功能（OLED-0.96寸）

二、WEB配网

教程视频：

（1）碰一碰配网介绍

通过一机一码的形式，识别到NFC后云端验证设备，进行弹窗拉起，再由NAN或AP的方式，实现发送配网的SSID和Password。

NAN配网

操作设备上配网键让设备进入配网模式
手机碰一碰设备上的NFC标签，拉起轻应用
选择配网wifi
调用 discoveryByNAN接口code为0
调用connectDevice接口连接设备
调用configDeviceNet接口开始配网
调用disconnectDevice接口断开网络
调用检测设备是否上线接口
检测到设备上线，调用绑定设备接口

AP配网

操作设备上配网键让设备进入配网模式
手机碰一碰设备上的NFC标签，拉起轻应用
选择配网wifi
调用discoveryByNAN接口code不为0
调用discoveryBySoftAp接口搜索当前设备的ap，搜索不到的话尝试直接去连接ap
调用connectDevice接口连接设备
调用configDeviceNet接口开始配网
调用disconnectDevice接口断开网络
调用检测设备是否上线接口
检测到设备上线，调用绑定设备接口

（2）WEB配网

本章主要讲述如何实现web配网，是在STA模式下，模拟为一个网站服务器，当手机或其它设备进行访问时，检测是否为浏览器的协议头（HTTP），返回一个封装好的网页界面，通过网页上输入框的填写实现配网。

HTTP协议介绍：

http协议->超文本传输协议
应用：编写基于http协议的数据传输程序（网站中浏览器端获取网页的过程）
http请求作用：将要获取的内容以http协议的格式发送给服务端，服务端根据格式进行解析获取到其真实内容，将结果以http协议的格式回复给客户端

（3）WEB配网界面

html源代码如下

<html><head><meta charset="UTF-8" /><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge"><title>程皖配网</title></head><body><form name="my"><div align="center"><font size="16">欢迎使用程皖配网</font> </div><br><div align="center">WiFi名称：<input type="text" name="s" placeholder="请输入您WiFi的名称" id="aa" style="text-align:center"></div><br><div align="center">WiFi密码：<input type="text" name="p" placeholder="请输入您WiFi的密码" id="bb"></div><br><div align="center">服务器IP：<input type="text" name="i" placeholder="请输入您的服务器IP" id="cc"></div><br><div align="center">服务器端口：<input type="text" name="t" placeholder="请输入您的服务器端口" id="dd"></div> <br><div align="center"><input type="button" value="连接" onclick="wifi()" style="width:150px;height:40px"  ></div></form><script language="javascript">function wifi(){var ssid = my.s.value;var password =my.p.value;var tcp_ip = my.i.value;var tcp_port = my.t.value;var xmlhttp=new XMLHttpRequest();xmlhttp.open("GET","/HandleVal?ssid="+ssid+"&password="+password+"&tcp_ip="+tcp_ip+"&tcp_port="+tcp_port,true);xmlhttp.send()}</script></body></html>

实现的效果如下：

(4)soft模式下实现网页服务器

该部分步骤分为四步：打开WIFI、进入softap模式，创建tcp服务器，解析HTTP指令。此处可参照

润和开源项目：

https://gitee.com/hihopeorg/HarmonyOS-IoT-Application-Development/tree/master

1）打开WIFI

ret = hi_wifi_init(APP_INIT_VAP_NUM, APP_INIT_USR_NUM);
    if (ret != HISI_OK) {
        printf("wifi init failed!\n");
    } else {
        printf("wifi init success!\n");
    }

2）进入softap模式

在softap.c文件下WifiAPTask函数，注册回调
   //注册wifi事件的回调函数
    g_wifiEventHandler.OnHotspotStaJoin = OnHotspotStaJoinHandler;
    g_wifiEventHandler.OnHotspotStaLeave = OnHotspotStaLeaveHandler;
    g_wifiEventHandler.OnHotspotStateChanged = OnHotspotStateChangedHandler;

    error = RegisterWifiEvent(&g_wifiEventHandler);

3)创建socket通道后进入判断接受内容循环

while (1)
        {
            if ((ret = recv(new_fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0)) == -1)
            {
                printf("recv error \r\n");
            }else
            {
            //printf("recv :%s\r\n", recvbuf);
            //返回s1中包含s2所有字符的最大起始段长度
            //size_t strspn(const char *s1, const char *s2);
            char* p= strstr(recvbuf,TEST);
            uint16_t DIR_buff = p - recvbuf;
            printf("\r\nThe GET HTTP num:%d\r\n",DIR_buff);
            if(DIR_buff<10)
            {
              Set_clint_flag = 1;

            }else if(DIR_buff>40)
            {
              Set_clint_flag = 2;

              char *p1, *p2;
              p1 = strstr(recvbuf, "ssid=");
              p2 = strstr(recvbuf, "&password");
               if(p1!=0 && p2!=0 && p1<p2)
               {
                   p1 += strlen("ssid=");
                   memcpy(get_ssid, p1, p2 - p1);
                   printf("\r\nget the ssid = %s\r\n", get_ssid);  
               }
              p1 = strstr(recvbuf, "password=");
              p2 = strstr(recvbuf, "&tcp_ip");
               if(p1!=0 && p2!=0 && p1<p2)
               {
                   p1 += strlen("password=");
                   memcpy(get_pwd, p1, p2 - p1);
                   printf("get the ssid = %s\r\n", get_pwd);  
               }
              WifiConnect(get_ssid,get_pwd);

            }else
            {
                Set_clint_flag = 3;
            }
            
            bzero(recvbuf, sizeof(recvbuf));
            //close(new_fd);
            }

            sleep(2);

            if(Set_clint_flag==1)
            {

        
            if ((ret = send(new_fd, httphard1, strlen(httphard1), 0)) == -1)
            {
                perror("send : ");
                
            }
            if ((ret = send(new_fd, webtr, strlen(webtr), 0)) == -1)
            {
                perror("send : ");
                
            }
                
                Set_clint_flag = 0;
                new_fd = -1;
                break;            
            }else if(Set_clint_flag==2)
            {
                Set_clint_flag = 0;
                new_fd = -1;
                WifiConnect(get_ssid,get_pwd);
                break;   
            }else if(Set_clint_flag==3)
            {
                Set_clint_flag = 0;
                new_fd = -1;
                break;      
            }
            sleep(2);
        }

在这个循环中实现了判断当前是否为HTTP指令，如果接收到访问信号就回发网页具体内容，实现手机显示网页。

在填写SSID和PWD后点击提交，此时手机再向HI3861发出HTTP指令，中间携带填入的信息，该部分由以下程序读取：

p1 = strstr(recvbuf, "ssid=");
              p2 = strstr(recvbuf, "&password");
               if(p1!=0 && p2!=0 && p1<p2)
               {
                   p1 += strlen("ssid=");
                   memcpy(get_ssid, p1, p2 - p1);
                   printf("\r\nget the ssid = %s\r\n", get_ssid);  
               }

此时得到帐号密码后尝试连接，即实现网页配网

WifiConnect(get_ssid,get_pwd);

三、外设驱动

本系统使用到usart（PM2.5传感器）、IIC（OLED显示屏）、单总线（DHT11）三个部分和TCP（双线程收发）几个部分

Winodows下HI3861开发：

HI3861：鸿蒙网页显示传感器数据：

（1）打开外设使能

在usr_config.mk文件中去掉注释

CONFIG_I2C_SUPPORT=y
CONFIG_UART0_SUPPORT=y

(2)OLED显示屏驱动

OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display）。OLED由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

该传感器使用的IIC协议，经过IIC使能后初始化OLED就可以使用了：

hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_13, HI_IO_FUNC_GPIO_13_I2C0_SDA);
    hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_14, HI_IO_FUNC_GPIO_14_I2C0_SCL);
    ret = hi_i2c_deinit(HI_I2C_IDX_0);
    ret |= hi_i2c_init(HI_I2C_IDX_0, 100000); 
    if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
        printf("IIC error\n");
    }else
    {
        printf("IIC sucesefful\n");
    }
    OLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示
    OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示

其中主要用到的函数是void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1)：


//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//size:选择字体 12/16/24
//取模方式 逐列式
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1)
{
u8 i,m,temp,size2,chr1;
u8 y0=y;
size2=(size1/8+((size1%8)?1:0))*(size1/2);  //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数
chr1=chr-' ';  //计算偏移后的值
for(i=0;i<size2;i++)
{
//temp=asc2_1206[chr1][i];
if(size1==12)
        {temp=asc2_1206[chr1][i];} //调用1206字体
else if(size1==16)
        {temp=asc2_1608[chr1][i];} //调用1608字体
else return;

        for(m=0;m<8;m++)           //写入数据
        {
            if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y);
            else OLED_ClearPoint(x,y);
            temp<<=1;
            y++;
            if((y-y0)==size1)
            {
                y=y0;
                x++;
                break;
            }
}
  }
}

通过该函数，就能实现传感器数值和字符的显示。

（3）数据发送和接收

因为HI3861的线程限制，这边使用双线程，一个实现TCP数据的发送，另一个实现TCP数据的接收

发送线程：

void TcpClientTest(const char* host, unsigned short port)
{
    ssize_t retval = 0;
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // TCP socket
    SET_SOCKET_ID = sockfd;
    struct sockaddr_in serverAddr = {0};
    serverAddr.sin_family = AF_INET;  // AF_INET表示IPv4协议
    serverAddr.sin_port = htons(port);  // 端口号，从主机字节序转为网络字节序
    if (inet_pton(AF_INET, host, &serverAddr.sin_addr) <= 0) {  // 将主机IP地址从“点分十进制”字符串 转化为 标准格式（32位整数）
        printf("inet_pton failed!\r\n");
        goto do_cleanup;
    }

    // 尝试和目标主机建立连接，连接成功会返回0 ，失败返回 -1
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
        printf("connect failed!\r\n");
        goto do_cleanup;
    }
    printf("connect to server %s success!\r\n", host);
    Wifi_SOCKET_GET();

while (1)
{
    osDelay(500);
    /////////////////////////////////////////////////////////上传函数
    retval = send(sockfd, buff, 6,0);//其中buff为数据
}

    do_cleanup:
    printf("do_cleanup...\r\n");
    closesocket(sockfd);
}

接收处理线程：

static BOOL Wifi_SOCKET_RUN(void)
{
    ssize_t retval = 0;

    while(1)
    {

    retval = recv(SET_SOCKET_ID, &response, sizeof(response), 0);
        if(retval>0)
    {
        response[retval] = '\0';
        if(response[0] == 'o')
        {
            printf("send open!\r\n");//此处对接收到的数据进行处理，并执行对应内容
        }
    }
    }
    do_cleanup:
    printf("do_cleanup...\r\n");
    closesocket(SET_SOCKET_ID);
}

void Wifi_SOCKET_GET(void)
{
    osThreadAttr_t attr;

    attr.name = "Wifi_SOCKET_RUN";
    attr.attr_bits = 0U;
    attr.cb_mem = NULL;
    attr.cb_size = 0U;
    attr.stack_mem = NULL;
    attr.stack_size = 2048;
    attr.priority = 25;

    if (osThreadNew((osThreadFunc_t)Wifi_SOCKET_RUN, NULL, &attr) == NULL)
    {
        printf("Falied to create WifiAPTask!\r\n");
    }
}

（4）水质测量驱动（ADC）

水质的测量选择使用TDS传感器，该传感器为ADC类型的传感器，需要采集传感器的线性电压，调用HI3861的ADC硬件。

四、APP开发

（1）环境搭建

使用的是官方下载地址：https://developer.harmonyos.com/cn/develop/deveco-studio#download_beta

我这边用的是今年三月份的版本，不过不影响，界面没什么变化

（2）TCP数据交互

该部分参考官方手册：https://docs.openharmony.cn/pages/v3.2Beta/zh-cn/application-dev/reference/apis/js-apis-socket.md/

import socket from '@ohos.net.socket';
let tcp = socket.constructTCPSocketInstance();

tcp.bind({address: '0.0.0.0', port: 12121, family: 1}, err => {
  if (err) {
    console.log('bind fail');
    return;
  }
  console.log('bind success');
})

tcp.on('message', value => {
  console.log("on message, message:" + value.message + ", remoteInfo:" + value.remoteInfo)
  let da = resolveArrayBuffer(value.message);
  let dat_buff = String(da);
//此处对接受到的数据进行处理



});
//将接受到的数据转化为文本型           
function resolveArrayBuffer(message){

  if (message instanceof ArrayBuffer) {
    let dataView = new DataView(message)
    let str = ""
    for (let i = 0;i < dataView.byteLength; ++i) {
      let c = String.fromCharCode(dataView.getUint8(i))
      if (c !== "\n") {
        str += c
      }
    }
    return str;
  }
}
//数据的发送函数
function send_once(Con_buff) {
  if (flag == false) {

    let promise = tcp.connect({ address: { address: 'xxx.xxx.xxx.xxx', port: xxxx, family: 1 }, timeout: 2000 });
    promise.then(() => {
      console.log('connect success');
      flag = true;
      tcp.send({
        data: Con_buff
      }, err => {
        if (err) {
          console.log('send fail');
          return;
        }
        console.log('send success');
      })
    }).catch(err => {
      console.log('connect fail');
    });

  } else if (flag == true) {
    tcp.send({
      data: Con_buff
    }, err => {
      if (err) {
        console.log('send fail');
        return;
      }
      console.log('send success');
    })
  }
}

（3）界面设计

OpenHarmony界面设计（简单）教程：

本APP共用到了按钮、图片、标签三个部分，其对应的官网连接如下

按钮（Button）：https://docs.openharmony.cn/pages/v3.2Beta/zh-cn/application-dev/reference/arkui-ts/ts-basic-components-button.md/

图片（Image）:https://docs.openharmony.cn/pages/v3.2Beta/zh-cn/application-dev/reference/arkui-ts/ts-basic-components-image.md/

标签（TEXT）：https://docs.openharmony.cn/pages/v3.2Beta/zh-cn/application-dev/reference/arkui-ts/ts-basic-components-text.md/

竖向排列（Column）：

https://docs.openharmony.cn/pages/v3.2Beta/zh-cn/application-dev/reference/arkui-ts/ts-container-column.md/

横向排列(Row):https://docs.openharmony.cn/pages/v3.2Beta/zh-cn/application-dev/reference/arkui-ts/ts-container-row.md/

（4）参数动态更新

@State srtText: string = "测试变量";
 Text(this.srtText) //动态
        .fontSize(60)
        .fontWeight(FontWeight.Bold)
        .fontColor("#e94674")
      Button() {    //按钮控件
        Text('点击')
          .fontSize(50)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
      }.type(ButtonType.Capsule)
      .margin({
        top: 200
      })
      .width('50%')
      .height('10%')
      .backgroundColor('#0D9FFB')
      .onClick(() => {    //点击事件
          this.srtText = "更改内容"//更改数据
      })

在使用 @State变量对组件进行刷新时，发现只能在build中实现动态刷新，在外部创建全局变量或者外部函数的方式都不能实现，查阅资料后得到如下部分：

官方文档：https://docs.openharmony.cn/pages/v3.1/zh-cn/application-dev/ui/ts-application-states-appstorage.md/

AppStorage与组件同步

在管理组件拥有的状态中，已经定义了如何将组件的状态变量与父组件或祖先组件中的@State装饰的状态变量同步，主要包括@Prop、@Link、@Consume。

本章节定义如何将组件变量与AppStorage同步，主要提供@StorageLink和@StorageProp装饰器。

@StorageLink装饰器

组件通过使用@StorageLink(key)装饰的状态变量，与AppStorage建立双向数据绑定，key为AppStorage中的属性键值。当创建包含@StorageLink的状态变量的组件时，该状态变量的值将使用AppStorage中的值进行初始化。在UI组件中对@StorageLink的状态变量所做的更改将同步到AppStorage，并从AppStorage同步到任何其他绑定实例中，如PersistentStorage或其他绑定的UI组件。

@StorageProp装饰器

组件通过使用@StorageProp(key)装饰的状态变量，将与AppStorage建立单向数据绑定，key标识AppStorage中的属性键值。当创建包含@StoageProp的状态变量的组件时，该状态变量的值将使用AppStorage中的值进行初始化。AppStorage中的属性值的更改会导致绑定的UI组件进行状态更新。

let varA = AppStorage.Link('varA')
let envLang = AppStorage.Prop('languageCode')
@Entry
@Component
struct ComponentA {
  @StorageLink('varA') varA: number = 2
  @StorageProp('languageCode') lang: string = 'en'
  private label: string = 'count'

  private aboutToAppear() {
    this.label = (this.lang === 'zh') ? '数' : 'Count'
  }

  build() {
    Row({ space: 20 }) {

      Button(`${this.label}: ${this.varA}`)
        .onClick(() => {
          AppStorage.Set<number>('varA', AppStorage.Get<number>('varA') + 1)
        })
      Button(`lang: ${this.lang}`)
        .onClick(() => {
          if (this.lang === 'zh') {
            AppStorage.Set<string>('languageCode', 'en')
          } else {
            AppStorage.Set<string>('languageCode', 'zh')
          }
          this.label = (this.lang === 'zh') ? '数' : 'Count'
        })
    }
  }
}

即通过AppStorage.Link和 @StorageLink的方式，可实现外部动态刷新Text组件和image组件（等等之类都可以），方便我们在全局调用时更新数据。

打马过草原 · 2022-9-9 14:27:21

太棒了，点赞

玩硬件的女孩纸 · 2022-9-20 19:04:59

干货满满

醉清歌 · 2022-9-21 11:21:59

棒棒棒

挽你何用 · 2022-9-23 15:46:18

非常值得学习，太棒了

感谢相遇 · 2022-9-29 18:13:07

文章很详细，感谢分享

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