HarmonyOS IoT設備開發實戰

本書主要介紹如何使用HarmonyOS 開發物聯網設備端軟件，具體包括外設控制、網絡編程、物聯網平臺接入等。本書的示例程序均在HiSpark Wi-Fi IoT 開發套件上進行測試和演示，部分章節內容也適用於其他支持HarmonyOS 的物聯網設備。 本書共8 章，分為4 篇，即環境準備篇、外設控制篇、傳輸協議篇、物聯網應用篇。環境準備篇包含第1 章，主要內容為如何搭建HarmonyOS 開發環境。外設控制篇包含第2 章～第4 章，主要內容為如何使用HarmonyOS 控制外設。傳輸協議篇包含第5 章和第6 章，主要內容為如何使用HarmonyOS 控制Wi-Fi，以及如何使用HarmonyOS 進行網絡編程。物聯網應用篇包含第7 章和第8 章。通過學習第7 章，讀者能夠對內核對象有比較深刻的理解。第8 章的主要內容包括如何集成MQTT 客戶端SDK，以及如何開發一個物聯網應用。

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業務遍及中國、日本、東南亞、北美等區域，擁有全球化的技術洞察、技術資源與服務到達能力，能夠為客戶提供全面、即時、高效、前沿的數字化科技服務。

環境準備篇
第1章搭建HarmonyOS開發環境
1.1 海思Hi3861芯片簡介
1.2 Wi-Fi IoT開發套件簡介
1.2.1 核心板簡介
1.2.2 底板簡介
1.2.3 交通燈板簡介
1.2.4 炫彩燈板簡介
1.2.5 環境檢測板簡介
1.2.6 OLED顯示屏板簡介
1.2.7 NFC擴展板簡介
1.3 準備HarmonyOS開發環境
1.3.1 開發環境簡介
1.3.2 硬件準備
1.3.3 軟件準備
1.4 搭建HarmonyOS 編譯環境
1.4.1 安裝編譯環境依賴的軟件包
1.4.2 下載編譯和構建工具
1.4.3 安裝編譯和構建工具
1.4.4 安裝Samba服務
1.5 下載和編譯HarmonyOS源代碼
1.5.1 獲取HarmonyOS源代碼
1.5.2 HarmonyOS 源代碼目錄簡介
1.5.3 編譯HarmonyOS源代碼
1.6 使用HUAWEI DevEco Device Tool
1.6.1 下載HUAWEI DevEco Device Tool及其依賴的軟件
1.6.2 安裝HUAWEI DevEco Device Tool
1.6.3 映射Samba服務的共享目錄到本地磁盤
1.6.4 用HUAWEI DevEco Device Tool導入項目
1.7 使用串口調試工具
1.7.1 下載CH340芯片相關軟件
1.7.2 安裝CH340芯片的驅動
1.7.3 串口調試工具簡介
1.7.4 用串口調試工具查看串口日誌

外設控制篇
第2章用HarmonyOS控制I/O設備
2.1 從編寫Hello World開始
2.1.1 編寫Hello World程序源代碼
2.1.2 將源代碼編譯成二進製文件
2.1.3 將二進製文件燒錄到開發板
2.1.4 通過“串口”查看程序的運行結果
2.2 使用GPIO模塊輸出高/低電平
2.2.1 GPIO簡介
2.2.2 HarmonyOS IoT硬件子系統的GPIO模塊與輸出相關的API
2.2.3 核心板可編程LED燈部分的原理圖說明
2.2.4 通過GPIO模塊控制LED燈亮和滅
2.3 使用GPIO模塊實現按鍵輸入
2.3.1 HarmonyOS IoT硬件子系統的GPIO模塊與輸入相關的API
2.3.2 核心板USER按鍵部分的原理圖說明
2.3.3 通過查詢GPIO狀態控制LED燈
2.3.4 通過註冊GPIO中斷控制LED燈
2.4 使用PWM模塊輸出方波
2.4.1 PWM簡介
2.4.2 HarmonyOS IoT硬件子系統的PWM模塊的相關API
2.4.3 交通燈板的蜂鳴器部分的相關原理圖說明
2.4.4 通過輸出PWM方波控制蜂鳴器發聲
2.4.5 通過PWM模塊在蜂鳴器上播放音樂
2.4.6 通過PWM模塊控制蜂鳴器的音量和LED燈的亮度

第3章使用HarmonyOS感知環境狀態
3.1 使用ADC獲取模擬傳感器的狀態
3.1.1 HarmonyOS IoT硬件的ADC通道
3.1.2 Wi-Fi IoT開發套件的炫彩燈板原理圖說明
3.1.3 通過光敏電阻感知環境光
3.1.4 通過人體紅外傳感器感知人員靠近
3.1.5 傳感器狀態控制三色LED燈的顏色
3.1.6 使用ADC值區分同一個引腳上的不同按鍵
3.2 其他ADC傳感器的使用
3.2.1 與環境檢測板MQ-2相關的原理圖說明
3.2.2 MQ-2可燃氣體傳感器簡介
3.2.3 讀取MQ-2可燃氣體傳感器的ADC值
3.3 使用I2C接口獲取數字溫濕度傳感器的狀態
3.3.1 HarmonyOS IoT硬件的I2C接口
3.3.2 AHT20數字溫濕度傳感器簡介
3.3.3 環境檢測板上與AHT20數字溫濕度傳感器相關的原理圖說明
3.3.4 實現AHT20數字溫濕度傳感器驅動庫
3.3.5 獲取AHT20數字溫濕度傳感器的值

第4章OLED顯示屏的驅動和控制
4.1 使用HarmonyOS驅動OLED顯示屏
4.1.1 OLED簡介
4.1.2 OLED顯示屏的原理圖
4.1.3 OLED的初始化
4.1.4 在OLED顯示屏上繪製畫面
4.1.5 在OLED顯示屏上繪製ASCII字符串
4.2 在OLED顯示屏上顯示中文
4.2.1 中文字符編碼和中文字體
4.2.2 實現中文字體繪製

傳輸協議篇
第5章使用HarmonyOS控制Wi-Fi
5.1 Wi-Fi背景知識簡介
5.1.1 Wi-Fi簡介
5.1.2 Wi-Fi工作模式簡介
5.2 HarmonyOS IoT硬件的Wi-Fi STA模式編程
5.2.1 掃描其他Wi-Fi接入點
5.2.2 連接到某個Wi-Fi接入點
5.3 HarmonyOS IoT硬件的Wi-Fi AP模式編程
5.3.1 創建Wi-Fi熱點
5.3.2 提供DHCP服務
5.4 HarmonyOS IoT硬件Wi-Fi通用函數

第6章HarmonyOS網絡編程
6.1 TCP/IP簡介
6.2 LwIP開源項目簡介
6.3 TCP編程
6.3.1 TCP客戶端程序
6.3.2 TCP服務端程序
6.4 UDP編程
6.4.1 UDP客戶端程序
6.4.2 UDP服務端程序

物聯網應用篇
第7章HarmonyOS IoT設備內核的編程接口
7.1 CMSIS-RTOS API V2簡介及HarmonyOS適配情況
7.2 線程
7.3 等待
7.4 軟定時器
7.5 互斥鎖
7.6 信號量
7.7 消息隊列

第8章MQTT協議簡介
8.1 什麼是MQTT協議
8.2 應用場景
8.3 MQTT協議的特性
8.4 MQTT協議的訂閱與發布模型介紹
8.4.1 基於MQTT協議的消息傳遞
8.4.2 報文類型說明
8.4.3 在基本消息的訂閱與發布流程中常用的報文介紹
8.4.4 基於MQTT協議的消息發布與訂閱的三種方式
8.5 Paho-MQTT簡介
8.6 Paho-MQTT的消息傳輸測試
8.6.1 下載代碼並進行編譯與燒錄
8.6.2 輸入測試命令
8.6.3 服務端應用Mosquitto的使用
8.7 使用MQTT方式連接華為雲

附錄A VirtualBox的安裝和使用
附錄B 在VirtualBox中安裝Ubuntu 20.04系統
附錄C 使用SSH客戶端登錄服務器
附錄D 使用開源鏡像站加速安裝apt軟件包和pip軟件包
附錄E Hi3861引腳功能複用表