Hi3861鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智慧農(nóng)業(yè)

2023-01-11 14:24 作者:華清遠(yuǎn)見(jiàn)研發(fā)中心 0人讀過(guò) | 我要投稿

華清遠(yuǎn)見(jiàn)FS-Hi3861開(kāi)發(fā)套件，支持HarmonyOS 3.0系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)板主控Hi3861芯片內(nèi)置WiFi功能，開(kāi)發(fā)板板載資源豐富，包括傳感器、執(zhí)行器、NFC、顯示屏等，同時(shí)還配套豐富的拓展模塊。開(kāi)發(fā)板配套豐富的學(xué)習(xí)資料，包括全套開(kāi)發(fā)教程、視頻課程、7大項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)案例，

可以幫助學(xué)員系統(tǒng)性學(xué)習(xí)鴻蒙設(shè)備開(kāi)發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)。同時(shí)作為一款物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板，華清遠(yuǎn)見(jiàn)FS-Hi3861開(kāi)發(fā)套件可以進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)全技術(shù)體系的學(xué)習(xí)，包括傳感器、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WiFi/藍(lán)牙）、物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（OpenHarmonyOS）、物聯(lián)網(wǎng)云接入（華為云）等技術(shù)方向，可廣泛應(yīng)用于高校物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教學(xué)、學(xué)生畢設(shè)及企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)評(píng)估。

可學(xué)習(xí)技術(shù)：鴻蒙設(shè)備開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建、鴻蒙裸機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、OpenHarmonyOS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、鴻蒙網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)、華為IoTDA設(shè)備接入、鴻蒙系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等鴻蒙設(shè)備開(kāi)發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)技術(shù)。
可實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：智能照明燈、智能安防報(bào)警、智能農(nóng)業(yè)、智能溫度計(jì)、智能測(cè)距儀、倒車(chē)?yán)走_(dá)、智能小車(chē)。

華清遠(yuǎn)見(jiàn)綜合項(xiàng)目案例包括：

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智能照明燈

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智能溫度計(jì)

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智能安防報(bào)警

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智慧農(nóng)業(yè)

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：倒車(chē)?yán)走_(dá)

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智能測(cè)距儀

? 鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：智能小車(chē)

這7個(gè)綜合項(xiàng)目的難易程度各不相同，方便用戶以循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。項(xiàng)目案例的設(shè)計(jì)，偏重于綜合性更強(qiáng)，更貼近于產(chǎn)品化。每個(gè)項(xiàng)目，都可以使用“NFC碰一碰”進(jìn)行配網(wǎng)。每個(gè)項(xiàng)目，都有微信小程序和華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)。每個(gè)項(xiàng)目，都配套詳細(xì)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)文檔及實(shí)驗(yàn)源碼，非常方便開(kāi)發(fā)者學(xué)習(xí)。

公眾號(hào)“華清遠(yuǎn)見(jiàn)V智能有料”，回復(fù)“鴻蒙項(xiàng)目”，可索取項(xiàng)目配套文檔及源碼。

鴻蒙開(kāi)發(fā)板項(xiàng)目演示視頻：

https://www.bilibili.com/video/BV1pM41127Jp/?spm_id_from=333.999.0.0

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

在智慧農(nóng)業(yè)大棚中，對(duì)土壤濕度進(jìn)行控制，通過(guò)濕度傳感器對(duì)土壤濕度情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)不同農(nóng)作物的濕度需要進(jìn)行判斷是否灌溉（本次項(xiàng)目中，使用風(fēng)扇代替水泵電機(jī)），在此基礎(chǔ)上可以通過(guò)手機(jī)對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，還可以在手機(jī)中設(shè)置當(dāng)前農(nóng)業(yè)物的濕度范圍，并根據(jù)需要是否開(kāi)啟自動(dòng)控制。

開(kāi)發(fā)平臺(tái)：

華清遠(yuǎn)見(jiàn)hi3861鴻蒙開(kāi)發(fā)板?

項(xiàng)目功能：

1. ?設(shè)備端

1) ?NFC配網(wǎng)功能；

2) ?根據(jù)溫濕度傳感器是否自動(dòng)灌溉；

3) ?發(fā)布和訂閱MQTT的消息；

4) ?保存?zhèn)鞲衅鞯拈撝敌畔⒌紿i3861模塊中的Flash存儲(chǔ)中。

2. ?微信小程序端

1) ?可以將配網(wǎng)信息數(shù)據(jù)寫(xiě)入NFC標(biāo)簽中；

2) ?可以手動(dòng)控制水泵電機(jī)的開(kāi)關(guān)；

3) ?可以設(shè)置濕度傳感器的閾值范圍；

4) ?可以手動(dòng)是否開(kāi)啟自動(dòng)控制功能；

5) ?在界面中顯示當(dāng)前濕度傳感器的數(shù)據(jù)和風(fēng)扇當(dāng)前的狀態(tài)；

項(xiàng)目框架

本項(xiàng)目使用的是華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為中間服務(wù)器，在設(shè)備端（Hi3861），首先進(jìn)行連接附近的WiFi熱點(diǎn)，與華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建立MQTT連接，并且使用JSON格式數(shù)據(jù)進(jìn)行交互數(shù)據(jù)；在應(yīng)用端（微信小程序），使用HTTP協(xié)議與華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行連接，使用華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相關(guān)的API進(jìn)行交互數(shù)據(jù)。

在設(shè)備端，在連接不上附近WiFi熱點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)在OLED顯示屏上顯示，連接WiFi熱點(diǎn)失敗的提示信息，此時(shí)我們可以使用微信小程序上的NFC燒寫(xiě)界面，將WiFi名稱(chēng)和密碼進(jìn)行燒寫(xiě)開(kāi)發(fā)板上的NFC標(biāo)簽，然后再重新開(kāi)發(fā)板進(jìn)行重新連接新的WiFi熱點(diǎn)。

設(shè)備端在空閑的時(shí)候，監(jiān)聽(tīng)訂閱的主題中是否接收到云平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)下來(lái)的數(shù)據(jù)，如果接收到了，進(jìn)行JSON的數(shù)據(jù)解析，然后控制相關(guān)設(shè)備。

整體框架

應(yīng)用端框架

設(shè)備端框架

硬件部分

主控部分

本項(xiàng)目使用的是WF-H861-RTA1模組作為主控，此模組是基于Hi3861V100芯片設(shè)計(jì)的，該芯片是一款高度集成的2.4GHz芯片，集成了IEEE 802.11b/g/n基帶和RF電路，包括功率放大器PA、低噪聲放大器LNA、RF balun、天線開(kāi)關(guān)以及電源管理模塊等。

支持20MHz標(biāo)準(zhǔn)帶寬和5MHz/10MHz窄帶寬，提供最大72.2Mbit/s物理層速率。并且集成了高性能32位微處理器，提供SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPIO以及多路ADC模擬輸入等豐富的外設(shè)接口，同時(shí)支持SDIO2.0接口，時(shí)鐘最高支持50MHz。

主控部分原理圖如下圖所示：

模組的外設(shè)引腳功能，如下圖所示：

NFC通信部分

NFC通信使用的是恩智浦公司生產(chǎn)的NT3H1101芯片，此芯片支持I2C通信，支持可配置的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)引腳，內(nèi)部配備有EEPROM存儲(chǔ)芯片，允許在RF和I2C之間快速傳出數(shù)據(jù)，不收EEPROM內(nèi)存的寫(xiě)入周期進(jìn)行限制。

OLED顯示屏部分

采用SSD1306芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)0.96寸OLED顯示屏，本顯示屏使用黃+藍(lán)屏幕進(jìn)行顯示。點(diǎn)陣數(shù)量為128*64。

溫濕度傳感器部分

SHT20，新一代 Sensirion 濕度和溫度傳感器在尺寸與智能方面建立了新的標(biāo)準(zhǔn)：它嵌入了適于回流焊的雙列扁平無(wú)引腳DFN封裝，底面3 x3mm，高度1.1mm。傳感器輸出經(jīng)過(guò)標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn) I 2 C 格式。SHT20配有一個(gè)全新設(shè)計(jì)的CMOSens?芯片、一個(gè)經(jīng)過(guò)改進(jìn)的電容式濕度傳感元件和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的能隙溫度傳感元件，其性能已經(jīng)大大提升甚至超出了前一代傳器（SHT1x 和 SHT7x）的可靠性水平。例如，新一代濕度傳感器，已經(jīng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)使其在高濕環(huán)境下的性能更穩(wěn)定。每一個(gè)傳感器都經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)和測(cè)試。在產(chǎn)品表面印有產(chǎn)品批號(hào)，同時(shí)在芯片內(nèi)存儲(chǔ)了電子識(shí)別碼，可以通過(guò)輸入命令讀出這些識(shí)別碼。此外，SHT20的分辨率可以通過(guò)輸入命令進(jìn)行改變（8/12bit乃至12/14bit的 RH/T），傳感器可以檢測(cè)到電池低電量狀態(tài)，并且輸出校驗(yàn)和，有助于提高通信的可靠性。由于對(duì)傳感器做了改良和微型化改進(jìn)，因此它的性價(jià)比更高-并且最終所有設(shè)備都將得益于尖端的節(jié)能運(yùn)行模式?？梢允褂靡粋€(gè)新的測(cè)試包 EK-H4 對(duì)SHT20進(jìn)行測(cè)試。

本章使用到的硬件為SHT20，在FS_ESP32A開(kāi)發(fā)板上，使用到了IO26和IO27引腳。其原理圖如下圖所示：

軟件部分

云平臺(tái)配置

注冊(cè)華為云賬號(hào)并登錄

3. ?打開(kāi)華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的網(wǎng)址https://www.huaweicloud.com/，打開(kāi)網(wǎng)址之后，點(diǎn)擊右上角的“注冊(cè)”。

4. ?在“注冊(cè)”頁(yè)面中，填入手機(jī)號(hào)進(jìn)行注冊(cè)，所有信息填寫(xiě)完成之后，點(diǎn)擊“注冊(cè)按鈕”進(jìn)行注冊(cè)，注冊(cè)成功之后，進(jìn)入下一步。

5. ?注冊(cè)完成之后，再次進(jìn)入華為云的官網(wǎng)進(jìn)行登錄。

6. ?在登錄界面，填入剛剛注冊(cè)的“手機(jī)號(hào)”、“華為賬號(hào)”和“密碼”，然后點(diǎn)擊“登錄”。

7. ?登錄成功之后，點(diǎn)擊右上角的“控制臺(tái)”。

8. ?在控制臺(tái)的左上角，因?yàn)椤皹?biāo)準(zhǔn)版免費(fèi)試用僅對(duì)企業(yè)用戶開(kāi)放，個(gè)人用戶建議使用北京四基礎(chǔ)版”，所以選擇地區(qū)為“北京四”，然后點(diǎn)擊左側(cè)“服務(wù)列表”。

9. ?在“服務(wù)列表”的搜索框中搜索“IoTDA”，然后點(diǎn)擊“設(shè)備接入 IoTDA”。

10. ?點(diǎn)擊“平臺(tái)接入地址”，需要在記事本記錄“MQTT協(xié)議設(shè)備接入IP地址和端口號(hào)”。

11. ?我們只需要使用設(shè)備接入的MQTT協(xié)議就可以，記住這個(gè)服務(wù)器的地址。

創(chuàng)建新產(chǎn)品

12. ?點(diǎn)擊左側(cè)的產(chǎn)品，點(diǎn)擊右上角的創(chuàng)建產(chǎn)品按鈕。

13. ?選擇所屬的資源，產(chǎn)品名稱(chēng)填寫(xiě)smartFarm_Hi3861，數(shù)據(jù)格式默認(rèn)，廠商名稱(chēng)和設(shè)備類(lèi)型任意，點(diǎn)擊確定。

14. ?在左側(cè)菜單欄中，找到所有設(shè)備，點(diǎn)擊注冊(cè)設(shè)備。

15. ?選擇所屬資源空間，所屬產(chǎn)品，填寫(xiě)設(shè)備標(biāo)識(shí)碼為hi3861，秘鑰為fs123456，當(dāng)然也可以自己定義。

注意：生成好的設(shè)備ID和設(shè)備秘鑰一定到妥善保管，只生成這一份。

創(chuàng)建產(chǎn)品模型

16. ?點(diǎn)擊左側(cè)“產(chǎn)品”，點(diǎn)擊設(shè)備新創(chuàng)建好的產(chǎn)品名稱(chēng)“smartFarm_Hi3861”

17. ?點(diǎn)擊自定義模型。

18. ?填加基礎(chǔ)服務(wù)（base）

19. ?添加控制服務(wù)（control）

20. ?在“基礎(chǔ)服務(wù)”中添加“fan”屬性。

21.在“基礎(chǔ)服務(wù)”中添加“humidity”屬性。

22. ?在“基礎(chǔ)服務(wù)”中添加“temperature”屬性。

23. ?在“基礎(chǔ)服務(wù)”中添加“autoMode”屬性。

24. ?在“基礎(chǔ)服務(wù)”中添加“humi_up”屬性。

25. ?在“基礎(chǔ)服務(wù)”中添加“humi_down”屬性。

26. ?在“控制服務(wù)”中添加“fan”命令。

27. ?在“控制服務(wù)”中添加“autoMode”命令。

28. ?在“控制服務(wù)”中添加“humidity”命令。

根據(jù)設(shè)備信息，生成用戶名和密碼

29. ?打開(kāi)由華為云提供的生成用戶名和密碼的網(wǎng)址，進(jìn)行生成。

https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/

30. ?填寫(xiě)生成好的設(shè)備ID和設(shè)備秘鑰，點(diǎn)擊按鈕，生成用戶名和密碼。

注意：下面的圖片提供了方法。

31. ?將生成好的信息（ClientID、Username、Password），修改文件“/applications/sample/wifi-iot/app/smarFarm/sys_config.h”，下面內(nèi)容直接替換。

32. ?修改華為云平臺(tái)的MQTT服務(wù)器的IP地址，打開(kāi)Windows下cmd控制端，在控制端輸入內(nèi)容。

33. ?然后修改/applications/sample/wifi-iot/app/smarFarm/sys_config.h文件中IP地址和端口號(hào)。

設(shè)備端編譯

導(dǎo)入程序

34. ?將【FS_Hi3861開(kāi)發(fā)板光盤(pán)資料/程序源碼/硬件驅(qū)動(dòng)源碼/bsp】目錄，拷貝到【OpenHarmony/base/iot_hardware】目錄下。如下圖所示：

35. ?將【FS_Hi3861開(kāi)發(fā)板光盤(pán)資料/程序源碼/硬件驅(qū)動(dòng)源碼/綜合實(shí)驗(yàn)源碼/智慧農(nóng)業(yè)/設(shè)備端/smartFarm】目錄拷貝到【OpenHarmony/application/sample/wifi-iot/app】目錄下。

修改文件

36. ?修改【OpenHarmony/base/iot_hardware/bsp/include/hal_bsp_ssd1306_bmps.h】文件，將“#define smartFarm 0”改為“#define smartFarm 1”。如下圖所示：

37. ?修改【OpenHarmony/application/sample/wifi-iot/app/BUILD.gn】文件，添加下面一句：

"smartFarm:smartFarm_demo"

其余的注釋掉，只保留這一句話。

編譯程序

38. ?在Vscode的左側(cè)按鈕中，打開(kāi)DevEco Device Tool開(kāi)發(fā)工具，在開(kāi)發(fā)工具中首先點(diǎn)擊“Clean”，再點(diǎn)擊“build”進(jìn)行編譯源碼。

39. ?編譯完成之后，會(huì)在終端中提示“SUCCESS”字樣，說(shuō)明編譯完成。

40. ?編譯完成之后，將要燒寫(xiě)的.bin文件拷貝到共享目錄下。在VSCode中打開(kāi)終端：

1) ?點(diǎn)擊“+”，新建一個(gè)新的終端，如下圖所示：

2) ?然后在工程源碼的目錄下，輸入以下命令，將文件拷貝到共享目錄下。

cp out/hispark_pegasus/wifiiot_hispark_pegasus/Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin /mnt/hgfs/share/

燒寫(xiě)程序

41. ?打開(kāi)【FS_Hi3861開(kāi)發(fā)板光盤(pán)資料\工具軟件\HarmonyOS相關(guān)工具\(yùn)Hiburn】程序燒寫(xiě)軟件，點(diǎn)擊左上角“setting”中“com setting”選項(xiàng)，配置一下串口的波特率為2000000，然后點(diǎn)擊確定，如下圖所示：

42. ?此時(shí)需要開(kāi)發(fā)本通過(guò)串口線連接電腦，電腦端的設(shè)備管理器會(huì)出現(xiàn)一個(gè)串口端口號(hào)，當(dāng)然也可以通過(guò)燒寫(xiě)軟件中“Refresh”按鈕進(jìn)行刷新，然后選擇要燒寫(xiě)的bin文件，操作步驟如下圖所示：