OpenHarmony輕量設備開發(fā)理論與實戰(zhàn)
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本書系統地介紹了OpenHarmony輕量設備開發(fā)的必備知識。在本書完稿時，相關課程已經在高校完成了三個學期的教學，并持續(xù)優(yōu)化迭代。
本書的學習門檻低、內容深入淺出、知識結構合理。本書注重知識間的關聯性、連貫性和階梯性，將計算機理論知識和OpenHarmony實踐緊密結合，更加注重實踐內容對理論理解的反哺，同步培養(yǎng)知識和能力，“授人以魚，并且授人以漁”。本書的內容支持目前所有在用的OpenHarmony版本，并且有能力支持未來的新版本，注重教/學效率，創(chuàng)立了“OpenHarmony輕量設備教/學全家桶”。
全書共分10章，包括OpenHarmony及其開發(fā)套件、搭建OpenHarmony開發(fā)環(huán)境、OpenHarmony開發(fā)入門、OpenHarmony內核編程接口、控制I/O設備、感知環(huán)境狀態(tài)、OLED顯示屏的驅動和控制、控制Wi-Fi、網絡編程及MQTT編程。
作者簡介
齊耀龍
河北大學計算機教學部副教授，河北大學校企合作（全球500強企業(yè)）項目孵化基地負責人，具有豐富的教育和IT行業(yè)經驗。致力于很多領域（包括物聯網、嵌入式智能設備、OpenHarmony等）的理論與技術研究、產品研發(fā)、教學與人才培養(yǎng)工作。出版過《大學計算機》《大學計算機實驗教程》等十余本高校教材。擔任“OpenHarmony南向開發(fā)基礎”“OpenHarmony北向開發(fā)基礎”等多門課程的負責人，擁有20余年一線教學經驗、數百小時慕課等的教學視頻制作經驗。首期OpenHarmony開源開發(fā)者成長計劃唯一的高校導師，國內較早系統性構建OpenHarmony課程的高校教師，參與了OpenHarmony知識體系的構建工作。
江蘇潤開鴻數字科技有限公司
江蘇潤開鴻數字科技有限公司（簡稱“潤開鴻”）于2022 年成立于南京，是由江蘇潤和軟件股份有限公司（簡稱“潤和軟件”）投資成立的全資子公司。潤開鴻聚焦于OpenHarmony 國產化數字底座，面向以垂直行業(yè)為代表的千行百業(yè)提供深度融合行業(yè)特征與業(yè)務場景的終端商用設備操作系統發(fā)行版及解決方案。
潤開鴻傳承了潤和軟件深耕行業(yè)多年的客戶資源與專家團隊，依托從芯片、硬件、操作系統到應用軟件的軟硬件一體化產品與解決方案能力，深耕金融、能源兩大賽道，同時廣泛賦能醫(yī)療、智慧城市、工業(yè)、教育等多個垂直行業(yè)，聯合生態(tài)伙伴和行業(yè)客戶共建共享萬物智聯的數字世界。
精彩書評
OpenHarmony作為開放原子開源基金會孵化及運營，業(yè)界共同建設、維護的重要開源項目，凝聚了各成員單位、共建伙伴、生態(tài)參與方積極創(chuàng)新的力量，也承載了大家對下一代操作系統發(fā)展及未來產業(yè)變革的期待。作為下一代智能終端操作系統，OpenHarmony是打造“數字底座”的基礎支撐。本書聚焦于OpenHarmony的輕量設備開發(fā)領域，文字通俗易懂、內容由淺入深，既有理論，又有實踐，不僅適合初學者，而且適合專業(yè)“選手”，是一本不可多得的OpenHarmony入門圖書。希望讀者能夠通過本書，了解更多的OpenHarmony相關知識，掌握相關開發(fā)技能，積極參與OpenHarmony開源社區(qū)建設并貢獻自己的力量。
——開放原子開源基金會理事長助理 劉京娟
本書將OpenHarmony的理論知識與輕量設備開發(fā)的典型實踐有機地融合在一起，帶領讀者探索OpenHarmony在輕量設備開發(fā)中的奧秘與無限可能。對于廣大的初學者和高校學生而言，這不僅是一本理想的啟蒙教材，還是一個無比貼心的“引路人”。期待本書在全國各大高校的OpenHarmony相關課程和技術俱樂部中引起廣泛的討論，激發(fā)極大的學習熱情。
——OpenHarmony TSC（技術指導委員會）委員、OpenHarmony社區(qū)KOL、華為開發(fā)者專家（HDE） —— 張榮超
本書系統地描述了OpenHarmony輕量設備開發(fā)的知識，包括開發(fā)套件、開發(fā)和編譯環(huán)境構建、控制I/O設備、網絡通信功能等。本書內容邏輯清晰、階梯性強、深入淺出，同時配備了大量的實踐環(huán)節(jié)，是學習OpenHarmony輕量設備開發(fā)的重要工具。
——北京郵電大學信息與通信工程學院教授、博士生導師 李永華
本書基于下一代智能終端操作系統OpenHarmony，配合潤和智能家居開發(fā)套件展開知識講解，在內容編排上注重知識的構建，采用生動的、易于理解的方式解釋技術概念，通過豐富的實際案例使理論變得更為具體，讓讀者可以更好地將理論知識轉化為實用技能。
從本書中可以看到，OpenHarmony操作系統不僅具備廣泛的適用性，還擁有許多優(yōu)秀的設計思想和創(chuàng)新技術。這些技術的應用和推廣將大幅提高輕量設備系統的開發(fā)與運行效率，具有非常重要的意義。對于學生或開發(fā)者而言，這些知識是物聯網、計算機科學、電子信息、自動化等相關專業(yè)的入門基礎，同時提供了一條從零開始的OpenHarmony開發(fā)路徑。
——上海杉達學院信息科學與技術學院副教授、華為開發(fā)者專家（HDE） 祝欣蓉
目錄
第1章 OpenHarmony及其開發(fā)套件
1.1 初識OpenHarmony
1.2 潤和Pegasus智能家居開發(fā)套件簡介
第2章 搭建OpenHarmony開發(fā)環(huán)境
2.1 搭建開發(fā)環(huán)境（Windows系統）
2.2 搭建編譯環(huán)境（Ubuntu系統）
2.3 下載和編譯OpenHarmony源碼
2.4 構建開發(fā)網絡
第3章 OpenHarmony開發(fā)入門
3.1 HelloWorld
3.2 輕量系統的編譯構建
3.3 編譯構建系統的使用
3.4 輕量系統的數據持久化
第4章 OpenHarmony內核編程接口
4.1 OpenHarmony內核簡介
4.2 線程管理
4.3 通用等待功能
4.4 定時器管理
4.5 互斥鎖管理
4.6 信號量管理
4.7 消息隊列管理
第5章 控制I/O設備
5.1 GPIO輸出電平
5.2 GPIO按鍵輸入
5.3 PWM輸出方波
第6章 感知環(huán)境狀態(tài)
6.1 使用ADC獲取模擬傳感器的數據
6.2 使用ADC獲取可燃氣體傳感器的數據
6.3 使用I2C獲取數字溫濕度傳感器的數據
第7章 OLED顯示屏的驅動和控制
7.1 I2C驅動OLED顯示屏
7.2 在OLED顯示屏上顯示漢字
7.3 第三方OLED顯示屏驅動庫
7.4 二維碼生成器模塊
7.4.1 模塊簡介
7.4.2 模塊的源碼結構
7.4.3 模塊API介紹
7.4.4 模塊的接入方法
7.4.5 案例程序
第8章 控制Wi-Fi
8.1 Wi-Fi的基本概念
8.1.1 Wi-Fi簡介
8.1.2 Wi-Fi的連接過程
8.1.3 Wi-Fi工作模式簡介
8.2 Wi-Fi STA模式編程
8.2.1 Wi-Fi編程的VS Code IntelliSense設置
8.2.2 相關API介紹
8.2.3 掃描Wi-Fi熱點
8.2.4 案例程序：掃描Wi-Fi熱點
8.2.5 連接Wi-Fi熱點
8.2.6 案例程序：連接Wi-Fi熱點
8.3 Wi-Fi AP模式編程
8.3.1 相關API介紹
8.3.2 創(chuàng)建Wi-Fi熱點
8.3.3 提供DHCP服務
8.3.4 案例程序：創(chuàng)建Wi-Fi熱點
8.4 EasyWiFi模塊
8.4.1 EasyWiFi模塊簡介
8.4.2 EasyWiFi模塊的源碼結構
8.4.3 EasyWiFi模塊的API介紹
8.4.4 模塊的接入方法
8.4.5 案例程序
第9章 網絡編程
9.1 TCP客戶端編程
9.1.1 LwIP開源項目簡介
9.1.2 相關API介紹
9.1.3 網絡編程的VS Code IntelliSense設置
9.1.4 TCP客戶端的工作流程
9.1.5 網絡工具netcat
9.1.6 案例程序
9.2 TCP服務端編程
9.2.1 相關API介紹
9.2.2 TCP服務端的工作流程
9.2.3 案例程序
9.3 UDP客戶端編程
9.3.1 相關API介紹
9.3.2 UDP客戶端的工作流程
9.3.3 案例程序
9.4 UDP服務端編程
9.4.1 相關API介紹
9.4.2 UDP服務端的工作流程
9.4.3 案例程序
第10章 MQTT編程
10.1 MQTT簡介
10.1.1 MQTT
10.1.2 MQTT的應用場景
10.1.3 MQTT的技術特性
10.1.4 廣義上的發(fā)布/訂閱模式
10.1.5 MQTT的訂閱與發(fā)布模型
10.2 Paho-MQTT
10.2.1 Paho-MQTT簡介
10.2.2 Paho-MQTT源碼的結構
10.2.3 Paho-MQTT編程的VS Code IntelliSense設置
10.2.4 Paho-MQTT的編譯
10.2.5 MQTT代理Mosquitto
10.2.6 在設備端發(fā)布消息
10.2.7 在設備端訂閱消息
10.3 MQTT客戶端編程
10.3.1 對Paho-MQTT進行封裝
10.3.2 Paho-MQTT模塊的接入方法
10.3.3 案例程序
10.4 案例：燈光控制
10.4.1 燈光控制案例項目簡介
10.4.2 實現燈光控制案例項目
10.5 案例：環(huán)境光采集
10.5.1 環(huán)境光采集案例項目簡介
10.5.2 實現環(huán)境光采集案例項目
10.6 案例：人體感應
10.6.1 人體感應案例項目簡介
10.6.2 實現人體感應案例項目
10.7 案例：可燃氣體報警
10.7.1 可燃氣體報警案例項目簡介
10.7.2 實現可燃氣體報警案例項目
10.8 案例：溫濕度收集
10.8.1 溫濕度收集案例項目簡介
10.8.2 實現溫濕度收集案例項目
10.9 案例：廣告屏
10.9.1 廣告屏案例項目簡介
10.9.2 實現廣告屏案例項目
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前言/序言
親愛的讀者朋友，您好！本書將帶您進入OpenHarmony的知識殿堂。
OpenHarmony是一個完整的操作系統，在現階段（截至2023年4月）我們可以使用OpenHarmony開發(fā)輕量設備、復雜的富媒體設備，也可以只開發(fā)OpenHarmony的上層應用（類似于安卓平板電腦/安卓手機App開發(fā)）。本書重點介紹的是輕量設備的相關開發(fā)，具備軟硬件結合的特性。因此，上層應用開發(fā)（純軟件方向）、硬件設計與制造（純硬件方向）不是本書介紹的重點內容。
在本書中，您將會系統地學習OpenHarmony輕量設備開發(fā)的必備知識。
本書有以下幾個特點：
第一，學習門檻較低，便于快速入門、快速學習重點知識。入門的門檻高，是現階段很多OpenHarmony初學者遇到的最大的困難。為了解決這個痛點問題，我將OpenHarmony的知識體系進行了完整的梳理，將知識呈現的方式進行了優(yōu)化。只有“踏平門檻”，才能讓初學者輕松入門、愉悅地進入OpenHarmony的知識殿堂。
第二，文字通俗易懂，內容的呈現由淺入深，階梯性強。作為一名從業(yè)20余年并撰寫過十余本高校教材的高等教育工作者，我深知閱讀一本過于“文言化”的技術類圖書是非常頭疼的。因此，我將文字通俗化，讓您能夠閱讀得輕松、理解得透徹，這是本書的重要著力點。另外，我非常尊重學習的規(guī)律，將OpenHarmony的知識體系從易到難逐級展開，并且注重知識間的
