HarmonyOS IoT设备开发实战

HarmonyOS（鸿蒙操作系统）是一款“面向未来”的操作系统，是万物互联的基础，会给人们的生活带来巨大的变化！ 《HarmonyOS IoT设备开发实战》介绍如何使用HarmonyOS开发物联网设备端软件，具体包括外设控制、网络编程、物联网平台接入等。从0到1，教你开发一个物联网应用。

《HarmonyOS IoT设备开发实战》主要介绍如何使用HarmonyOS开发物联网设备端软件，具体包括外设控制、网络编程、物联网平台接入等。本书的实例程序均在HiSpark Wi-Fi IoT开发套件上进行测试和演示，部分章节内容也适用于其他支持HarmonyOS的物联网设备。《HarmonyOS IoT设备开发实战》共8章，分为4篇，即环境准备篇、外设控制篇、传输协议篇、物联网应用篇。环境准备篇包含第1章，主要内容为如何搭建HarmonyOS开发环境。外设控制篇包含第2章~第4章，主要内容为如何使用HarmonyOS控制外设。传输协议篇包含第5章和第6章，主要内容为如何使用HarmonyOS控制Wi-Fi，以及如何使用HarmonyOS进行网络编程。物联网应用篇包含第7章和第8章。通过学习第7章，读者能够对内核对象有比较深刻的理解。第8章的主要内容包括如何集成MQTT客户端SDK，以及如何开发一个物联网应用。《HarmonyOS IoT设备开发实战》适合物联网设备开发、测试工程师阅读，也适合开设相关课程的院校师生阅读，还适合对HarmonyOS生态未来发展趋势感兴趣的推动者、从业者和潜在的生态建设参与者阅读。

 

环境准备篇
第1章 搭建HarmonyOS开发环境3
1.1 海思Hi3861芯片简介4
1.2 Wi-Fi IoT开发套件简介4
1.2.1 核心板简介5
1.2.2 底板简介6
1.2.3 交通灯板简介7
1.2.4 炫彩灯板简介8
1.2.5 环境检测板简介9
1.2.6 OLED显示屏板简介10
1.2.7 NFC扩展板简介11
1.3 准备HarmonyOS开发环境11
1.3.1 开发环境简介12
1.3.2 硬件准备12
1.3.3 软件准备13
1.4 搭建HarmonyOS 编译环境14
1.4.1 安装编译环境依赖的软件包15
1.4.2 下载编译和构建工具15
1.4.3 安装编译和构建工具16
1.4.4 安装Samba服务17
1.5 下载和编译HarmonyOS源代码18
1.5.1 获取HarmonyOS源代码18
1.5.2 HarmonyOS 源代码目录简介19
1.5.3 编译HarmonyOS源代码20
1.6 使用HUAWEI DevEco Device Tool20
1.6.1 下载HUAWEI DevEco Device Tool及其依赖的软件21
1.6.2 安装HUAWEI DevEco Device Tool22
1.6.3 映射Samba服务的共享目录到本地磁盘26
1.6.4 用HUAWEI DevEco Device Tool导入项目28
1.7 使用串口调试工具30
1.7.1 下载CH340芯片相关软件31
1.7.2 安装CH340芯片的驱动31
1.7.3 串口调试工具简介32
1.7.4 用串口调试工具查看串口日志33
外设控制篇
第2章 用HarmonyOS控制I/O设备36
2.1 从编写Hello World开始36
2.1.1 编写Hello World程序源代码36
2.1.2 将源代码编译成二进制文件37
2.1.3 将二进制文件烧录到开发板37
2.1.4 通过“串口”查看程序的运行结果42
2.2 使用GPIO模块输出高/低电平43
2.2.1 GPIO简介43
2.2.2 HarmonyOS IoT硬件子系统的GPIO模块与输出相关的API43
2.2.3 核心板可编程LED灯部分的原理图说明44
2.2.4 通过GPIO模块控制LED灯亮和灭45
2.3 使用GPIO模块实现按键输入47
2.3.1 HarmonyOS IoT硬件子系统的GPIO模块与输入相关的API48
2.3.2 核心板USER按键部分的原理图说明49
2.3.3 通过查询GPIO状态控制LED灯49
2.3.4 通过注册GPIO中断控制LED灯52
2.4 使用PWM模块输出方波54
2.4.1 PWM简介54
2.4.2 HarmonyOS IoT硬件子系统的PWM模块的相关API55
2.4.3 交通灯板的蜂鸣器部分的相关原理图说明56
2.4.4 通过输出PWM方波控制蜂鸣器发声57
2.4.5 通过PWM模块在蜂鸣器上播放音乐59
2.4.6 通过PWM模块控制蜂鸣器的音量和LED灯的亮度61
第3章 使用HarmonyOS感知环境状态63
3.1 使用ADC获取模拟传感器的状态63
3.1.1 HarmonyOS IoT硬件的ADC通道63
3.1.2 Wi-Fi IoT开发套件的炫彩灯板原理图说明65
3.1.3 通过光敏电阻感知环境光67
3.1.4 通过人体红外传感器感知人员靠近69
3.1.5 传感器状态控制三色LED灯的颜色69
3.1.6 使用ADC值区分同一个引脚上的不同按键71
3.2 其他ADC传感器的使用76
3.2.1 与环境检测板MQ-2相关的原理图说明76
3.2.2 MQ-2可燃气体传感器简介78
3.2.3 读取MQ-2可燃气体传感器的ADC值78
3.3 使用I2C接口获取数字温湿度传感器的状态79
3.3.1 HarmonyOS IoT硬件的I2C接口79
3.3.2 AHT20数字温湿度传感器简介82
3.3.3 环境检测板上与AHT20数字温湿度传感器相关的原理图说明83
3.3.4 实现AHT20数字温湿度传感器驱动库84
3.3.5 获取AHT20数字温湿度传感器的值87
第4章 OLED显示屏的驱动和控制93
4.1 使用HarmonyOS驱动OLED显示屏93
4.1.1 OLED简介93
4.1.2 OLED显示屏的原理图94
4.1.3 OLED的初始化96
4.1.4 在OLED显示屏上绘制画面98
4.1.5 在OLED显示屏上绘制ASCII字符串101
4.2 在OLED显示屏上显示中文106
4.2.1 中文字符编码和中文字体106
4.2.2 实现中文字体绘制107
传输协议篇
第5章 使用HarmonyOS控制Wi-Fi115
5.1 Wi-Fi背景知识简介115
5.1.1 Wi-Fi简介115
5.1.2 Wi-Fi工作模式简介118
5.2 HarmonyOS IoT硬件的Wi-Fi STA模式编程119
5.2.1 扫描其他Wi-Fi接入点119
5.2.2 连接到某个Wi-Fi接入点121
5.3 HarmonyOS IoT硬件的Wi-Fi AP模式编程121
5.3.1 创建Wi-Fi热点121
5.3.2 提供DHCP服务125
5.4 HarmonyOS IoT硬件Wi-Fi通用函数129
第6章 HarmonyOS网络编程134
6.1 TCP/IP简介134
6.2 LwIP开源项目简介141
6.3 TCP编程148
6.3.1 TCP客户端程序148
6.3.2 TCP服务端程序151
6.4 UDP编程155
6.4.1 UDP客户端程序155
6.4.2 UDP服务端程序157
物联网应用篇
第7章 HarmonyOS IoT设备内核的编程接口161
7.1 CMSIS-RTOS API V2简介及HarmonyOS适配情况161
7.2 线程162
7.3 等待168
7.4 软定时器170
7.5 互斥锁174
7.6 信号量177
7.7 消息队列181
第8章 MQTT协议简介187
8.1 什么是MQTT协议187
8.2 应用场景188
8.3 MQTT协议的特性188
8.4 MQTT协议的订阅与发布模型介绍189
8.4.1 基于MQTT协议的消息传递189
8.4.2 报文类型说明189
8.4.3 在基本消息的订阅与发布流程中常用的报文介绍190
8.4.4 基于MQTT协议的消息发布与订阅的三种方式192
8.5 Paho-MQTT简介194
8.6 Paho-MQTT的消息传输测试196
8.6.1 下载代码并进行编译与烧录196
8.6.2 输入测试命令197
8.6.3 服务端应用Mosquitto的使用197
8.7 使用MQTT方式连接华为云199
附录207
附录A VirtualBox的安装和使用207
附录B 在VirtualBox中安装Ubuntu 20.04系统212
附录C 使用SSH客户端登录服务器227
附录D 使用开源镜像站加速安装apt软件包和pip软件包230
附录E Hi3861引脚功能复用表231