【OpenHarmony开发样例】基于全志XR806开发板开发的智能体重秤

一、简介
本demo基于OpenHarmony3.1Beta版本开发，该样例能够接入数字管家应用，通过数字管家应用监测体重秤上报数据，获得当前测量到的体重，身高，并在应用端形成一段时间内记录的体重值，以折线图的形式表现出来，根据计算的BMI值来提醒当前身体健康状态，推送健康小知识。

1.交互流程


如上图所示，智能体重称整体方案原理图可以大致分成：智能体重称设备、数字管家应用、云平台三部分。智能体重称通过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；智能设备同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


如上图示，左边为xr806模组，右边为超声波测距模块，echo脚连接PA19，Triq脚连接PA20,Vcc脚连接5V电源，Gnd脚接地

如上图示，右边为称重模块，clk脚接PB15，dt脚接PB14，vcc脚接5V，gnd脚接地，称重传感器红色线接E+，黑色线接E-，白色线接A-，绿色线接A+

左边xr806模块左下角k1按键，长按k1按键不放，同时上电，4-5秒后松开按键，可以清除已保存得配网信息

xr806模块，在设备正常工作后，按k1按键，可以初始化当前得重量为0，高度为0

二、 快速上手
1.硬件准备

• xr806模组
• hcsr04超声波模块
• hx711称重模块带支架托盘
• 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）
代码拷贝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。
整合并修改完成后的目录结构如下图


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):

• 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_weight_scale目录下的BUILD.gn:
其中//third_party/cJSON目录下的BUILD.gn建议参照下面的修改:
third_party/iot_link目录下的各级使用到的BUILD.gn也需要将编译方式修改为source_set，或者将所有需要编译的文件放在iot_link目录的BUILD.gn中，如下：

• 修改iot_link中的部分文件
  

• third_party/iot_link/network/mqtt/paho_mqtt/port/paho_mqtt_port.c
  测试发现，当fd为0的时候，在执行recv时会立马返回-1，因此做下面规避操作。
  
  1. 
     
  2. 
     
  3. static int __socket_connect(Network *n, const char *host, int port)
     
  4. {
     
  5.         ...
     
  6.         int tmpfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); // to skip fd = 0;
     
  7.         fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
     
  8.         if(fd == -1) {
     
  9.                 return ret;
     
  10.         }
      
  11.         close(tmpfd);       // to skip fd = 0;
      
  12.         ...
      
  13. }
      
  14. 
      
  15. 系统setsockopt函数未适配，因此需要做下面的修改：
      
  16. 
      
  17. static int __socket_read(void *ctx, unsigned char *buf, int len, int timeout)
      
  18. {
      
  19.         int fd;
      
  20.     int ret = 0;
      
  21. #if 0
      
  22.         struct timeval timedelay = {timeout / 1000, (timeout % 1000) * 1000};
      
  23.     if(NULL== uf)
      
  24.     {
      
  25.         return ret;
      
  26.     }
      
  27.    
      
  28.     fd = (int)(intptr_t)ctx;  ///< socket could be zero
      
  29. 
      
  30.     if (timedelay.tv_sec < 0 || (timedelay.tv_sec == 0 && timedelay.tv_usec <= 0))
      
  31.     {
      
  32.         timedelay.tv_sec = 0;
      
  33.         timedelay.tv_usec = 100;
      
  34.     }
      
  35.    
      
  36.     if(0 != setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,&timedelay,sizeof(struct timeval)))
      
  37.     {
      
  38.         return ret;  //could not support the rcv timeout
      
  39.     }
      
  40.     int bytes = 0;
      
  41.     while (bytes < len) {
      
  42.         int rc = recv(fd, &buf[bytes], (size_t)(len - bytes), 0);
      
  43.         printf("[%s|%s|%d]fd = %d, rc = %dn", __FILE__,__func__,__LINE__, fd, rc);
      
  44.         if (rc == -1) {
      
  45.             if (errno != EAGAIN && errno != EWOULDBLOCK) {
      
  46.                 bytes = -1;
      
  47.             }
      
  48.             break;
      
  49.         } else if (rc == 0) {
      
  50.             bytes = 0;
      
  51.             break;
      
  52.         } else {
      
  53.             bytes += rc;
      
  54.         }
      
  55.     }
      
  56.     return bytes;
      
  57. #else
      
  58.         int bytes = 0;
      
  59.     fd_set fdset;
      
  60. 
      
  61.     struct timeval timedelay = {timeout / 1000, (timeout % 1000) * 1000};
      
  62.     if(NULL== buf)
      
  63.     {
      
  64.         return ret;
      
  65.     }
      
  66.    
      
  67.     fd = (int)(intptr_t)ctx;  ///< socket could be zero
      
  68. 
      
  69.     if (timedelay.tv_sec < 0 || (timedelay.tv_sec == 0 && timedelay.tv_usec <= 0))
      
  70.     {
      
  71.         timedelay.tv_sec = 0;
      
  72.         timedelay.tv_usec = 100;
      
  73.     }
      
  74.     timedelay.tv_sec = 2;
      
  75.     FD_ZERO(&fdset);
      
  76.     FD_SET(fd, &fdset);
      
  77. 
      
  78.     ret = select(fd + 1, &fdset, NULL, NULL, &timedelay);
      
  79.     if (ret > 0) {
      
  80.         while (bytes < len) {
      
  81.             int rc = recv(fd, &buf[bytes], (size_t)(len - bytes), 0);
      
  82. //         printf("[%s|%s|%d]fd = %d, rc = %d, errno=%d(%s)n", __FILE__,__func__,__LINE__, fd, rc,errno, strerror(errno));
      
  83.             if (rc == -1) {
      
  84.                 if (errno != EAGAIN && errno != EWOULDBLOCK) {
      
  85.                     bytes = -1;
      
  86.                 }
      
  87.                 break;
      
  88.             } else if (rc == 0) {
      
  89.                 bytes = 0;
      
  90.                 break;
      
  91.             } else {
      
  92.                 bytes += rc;
      
  93.             }
      
  94.         }
      
  95.     }
      
  96. 
      
  97.     return bytes;
      
  98. #endif
      
  99. }
  
  
• third_party/iot_link/network/dtls/mbedtls/mbedtls_port/dtls_interface.c
  在文件顶部添加打印函数定义以及添加mbedtls_calloc以及mbedtls_free的定义，否则编译会提示错误：
  
  1. #define MBEDTLS_LOG LINK_LOG_DEBUG
     
  2. #ifndef mbedtls_calloc
     
  3. #define mbedtls_calloc  calloc
     
  4. #endif
     
  5. #ifndef mbedtls_free
     
  6. #define mbedtls_free  free
     
  7. #endif
  系统部分mbedtls接口不一致，固需要注释部分接口代码：
  
  1. mbedtls_ssl_context dtls_ssl_new(dtls_establish_info_s *info, char plat_type)
     
  2. {
     
  3.         ...
     
  4.         if (info->psk_or_cert == VERIFY_WITH_PSK)
     
  5.     {
     
  6. /*
     
  7.         if ((ret = mbedtls_ssl_conf_psk(conf,
     
  8.                                         info->v.p.psk,
     
  9.                                         info->v.p.psk_len,
     
  10.                                         info->v.p.psk_identity,
      
  11.                                         strlen((const char *)info->v.p.psk_identity))) != 0)
      
  12.         {
      
  13.             MBEDTLS_LOG("mbedtls_ssl_conf_psk failed: -0x%x", -ret);
      
  14.             goto exit_fail;
      
  15.         }
      
  16. */
      
  17.     }
      
  18.     ...
      
  19. }
      
  20. 
      
  21. int dtls_shakehand(mbedtls_ssl_context *ssl, const dtls_shakehand_info_s *info)
      
  22. {
      
  23.         ...
      
  24.         if (MBEDTLS_SSL_IS_CLIENT == info->client_or_server)
      
  25.     {
      
  26.         ret = mbedtls_net_connect(server_fd, info->u.c.host, info->u.c.port, info->udp_or_tcp);
      
  27.         if( 0 != ret)
      
  28.         {
      
  29.             ret = MBEDTLS_ERR_NET_CONNECT_FAILED;
      
  30.             goto exit_fail;
      
  31.         }
      
  32.     }
      
  33.     else
      
  34.     {
      
  35.         //server_fd = (mbedtls_net_context*)atiny_net_bind(NULL, info->u.s.local_port, MBEDTLS_NET_PROTO_UDP);
      
  36.         ///< --TODO ,not implement yet
      
  37.     }
      
  38.         ...
      
  39. }
      
  40. 
      
  41. void dtls_init(void)
      
  42. {
      
  43.     (void)mbedtls_platform_set_calloc_free(calloc, free);
      
  44.     (void)mbedtls_platform_set_snprintf(snprintf);
      
  45. //    (void)mbedtls_platform_set_printf(printf);
      
  46. }
  在iot_link/network/dtls/mbedtls/mbedtls_port/mbed_port.c文件中的dtls_imp_init()函数中，也需要注释掉未实现的接口，否则编译报错：
  
  1. int dtls_imp_init(void)
     
  2. {
     
  3.     int ret =-1;
     
  4. 
     
  5.     // (void)mbedtls_platform_set_calloc_free(calloc, free);
     
  6.     // (void)mbedtls_platform_set_snprintf(snprintf);
     
  7.     // (void)mbedtls_platform_set_printf(printf);
     
  8.     ret = dtls_al_install(&s_mbedtls_io);
     
  9. 
     
  10.     return ret;
      
  11. }
  
  
• 在文件iot_link/network/mqtt/paho_mqtt/port/paho_osdepends.c中添加对应timersub和timeradd的实现(系统中未实现该函数)：
  
  1. // add this for "timersub" && "timeradd"
     
  2. #ifndef        timersub
     
  3. #define timersub(s,t,a) (void) ( (a)->tv_sec = (s)->tv_sec - (t)->tv_sec,
     
  4.         ((a)->tv_usec = (s)->tv_usec - (t)->tv_usec) < 0 &&
     
  5.         ((a)->tv_usec += 1000000, (a)->tv_sec--) )
     
  6. #endif
     
  7. #ifndef        timeradd
     
  8. #define timeradd(s,t,a) (void) ( (a)->tv_sec = (s)->tv_sec + (t)->tv_sec,
     
  9.         ((a)->tv_usec = (s)->tv_usec + (t)->tv_usec) >= 1000000 &&
     
  10.         ((a)->tv_usec -= 1000000, (a)->tv_sec++) )
      
  11. #endif
  
  
• 编译中会有部分头文件提示找不到，这个时候直接将其注释即可(iot_link/network/mqtt/paho_mqtt/port/paho_osdepends.h):
  
  1. #define INVALID_SOCKET SOCKET_ERROR
     
  2. // #include
     
  3. #include
     
  4. #include
     
  5. // #include
     
  6. // #include
     
  7. // #include
     
  8. // #include
     
  9. #include
     
  10. #include
      
  11. #include
      
  12. #include
      
  13. #include
      
  14. #include
      
  15. #endif
      
  16. 
      
  17. #if defined(WIN32)
      
  18. #include
      
  19. #else
      
  20. // #include
      
  21. // #include
      
  22. #endif
  
  
• 因为弱引用导致无法链接相关符号，因此需要注释以下几个文件中的弱引用。
  
  1. 文件一 third_party/iot_link/network/dtls/dtls_al/dtls_al.c
     
  2. #if 0
     
  3. __attribute__((weak))  int dtls_imp_init(void)
     
  4. {
     
  5.     LINK_LOG_DEBUG("%s:###please implement dtls by yourself####",__FUNCTION__);
     
  6.     return -1;
     
  7. }
     
  8. #endif
     
  9. extern int dtls_imp_init(void);
     
  10. 
      
  11. 文件二 third_party/iot_link/network/mqtt/mqtt_al/mqtt_al.c
      
  12. #if 0
      
  13. __attribute__((weak))  int mqtt_imp_init(void)
      
  14. {
      
  15.     LINK_LOG_DEBUG("%s:###please implement mqtt by yourself####",__FUNCTION__);
      
  16.     return -1;
      
  17. }
      
  18. #endif
      
  19. extern int mqtt_imp_init(void);
      
  20. 
      
  21. 文件三 third_party/iot_link/oc_mqtt/oc_mqtt_al/oc_mqtt_al.c
      
  22. #if 0
      
  23. __attribute__ ((weak)) int oc_mqtt_imp_init(void)
      
  24. {
      
  25.     LINK_LOG_DEBUG("%s:###please implement oc mqtt by yourself####",__FUNCTION__);
      
  26.     return 0;
      
  27. }
      
  28. 
      
  29. __attribute__ ((weak)) int oc_mqtt_demo_main(void)
      
  30. {
      
  31.     LINK_LOG_WARN("Please implement the oc mqtt v5 demo yourself");
      
  32.     return -1;
      
  33. }
      
  34. #endif
      
  35. extern int oc_mqtt_demo_main(void);
      
  
  

• 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。

• 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。
  
  1. // 拷贝gpio驱动
     
  2. cp -af device/soc/allwinner/xradio/drivers/gpio/gpio_xradio.* driver/adpater/platform/gpio
     
  3. 
     
  4. // 修改driver/adpater/platform/gpio/BUILD.gn文件，加上gpio_xradio的编译
     
  5. 
     
  6. hdf_driver(module_name) {
     
  7.   sources = []
     
  8.   if (defined(LOSCFG_SOC_COMPANY_BESTECHNIC)) {
     
  9.     sources += [ "gpio_bes.c" ]
     
  10.   }
      
  11. 
      
  12.   if (defined(LOSCFG_SOC_COMPANY_ALLWINNER)) {
      
  13.     sources += [ "gpio_xradio.c" ]
      
  14.   }
      
  15. 
      
  16.   include_dirs = [ "." ]
      
  17. }
      
  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：
  
  1. /* Xradio internal codec sound card enable/disable */
     
  2. #define PRJCONF_INTERNAL_SOUNDCARD_EN   0
  
  

4、代码编译
生成的固件保存在out/xradio/smart_weight_scale目录下

5、固件烧录
参照文档: XR806快速上手指导文档
6、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。