​如何通过Network Kit实现智能家居设备的局域网发现与通信?

​如何通过Network Kit实现智能家居设备的局域网发现与通信?是否支持基于MQTT或CoAP协议的低功耗物联网设备连接?


HarmonyOS NEXT
2025-03-26 17:46:38
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金刚鹦鹉

1. 局域网设备发现

技术方案

基于UDP组播的发现机制

设备在局域网内通过UDP广播发送自身信息(如设备ID、服务类型),手机端监听组播地址实现发现:

import socket from '@ohos.net.socket';

// 设备端广播自身信息
const udpServer = socket.constructUDPSocketInstance();
udpServer.bind({ address: '0.0.0.0', port: 5683 }, (err) => {
  const deviceInfo = JSON.stringify({ id: 'device_123', type: 'light' });
  udpServer.send({ data: deviceInfo, address: '224.0.0.251', port: 5683 });
});

// 手机端监听组播消息
const udpClient = socket.constructUDPSocketInstance();
udpClient.on('message', (data) => {
  const device = JSON.parse(data.message); // 解析设备信息
  console.log('发现设备:', device.id);
});
udpClient.bind({ address: '224.0.0.251', port: 5683 });
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mDNS(Bonjour/DNS-SD)

通过​@ohos.net.mdns​模块实现服务发现(需设备支持mDNS协议):

import mdns from '@ohos.net.mdns';

// 设备端注册服务
const serviceInfo = {
  serviceName: '_smartlight._tcp',
  serviceType: mdns.ServiceType.TCP,
  port: 8080,
  attributes: { id: 'light_001' }
};
mdns.addService(serviceInfo);

// 手机端发现服务
mdns.createDiscovery('_smartlight._tcp', (service) => {
  console.log('发现设备:', service.attributes.id);
});
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  1. 设备通信实现

方案1:基于HTTP RESTful API

使用Network Kit发送HTTP请求控制设备:

import http from '@ohos.net.http';

// 控制智能灯具
const request = http.createHttp();
await request.request('http://192.168.1.100:8080/light', {
  method: http.RequestMethod.PUT,
  header: { 'Content-Type': 'application/json' },
  extraData: JSON.stringify({ brightness: 50 })
});
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方案2:基于TCP/UDP自定义协议

通过Socket实现二进制指令交互:

import socket from '@ohos.net.socket';

// 手机端发送指令
const tcpClient = socket.constructTCPSocketInstance();
await tcpClient.connect({ address: '192.168.1.100', port: 8080 });
tcpClient.send({ data: 'ON' }); // 发送开灯指令
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3. 支持MQTT/CoAP协议MQTT连接

// 初始化客户端
const client = new Paho.MQTT.Client('mqtt://broker.example.com', 'clientId');
client.connect({
  onSuccess: () => {
    client.subscribe('home/light/control');
  }
});

// 发布控制指令
client.publish('home/light/control', JSON.stringify({ cmd: 'toggle' }));
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MQTT over WebSocket:若设备支持WebSocket,可直接通过Network Kit连接:

import webSocket from '@ohos.net.webSocket';

const ws = webSocket.createWebSocket();
ws.connect('ws://mqtt-broker:1883/mqtt');
ws.send('CONNECT client_id'); // MQTT协议握手
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CoAP连接

  • 集成CoAP库:使用轻量级CoAP库(如​​CoAP-node​​的HarmonyOS移植版:
import coap from 'coap';

// 手机端发送CoAP请求
const req = coap.request('coap://192.168.1.100:5683/light');
req.on('response', (res) => {
  console.log('状态码:', res.code);
});
req.end();
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原生UDP支持:CoAP基于UDP,可直接通过Socket实现:

// 发送CoAP报文(需手动封装协议头)
const coapPacket = buildCoapPacket({ code: 'PUT', payload: 'brightness=50' });
udpClient.send({ address: '192.168.1.100', port: 5683, data: coapPacket });
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4. 低功耗优化技术策略

  • 协议选择
  • CoAP:专为低功耗设备设计,支持UDP和Confirmable/Non-Confirmable消息模式。
  • MQTT-SN:MQTT的传感器网络变种,适配低带宽、高延迟网络。
  • 通信频率控制
    通过心跳包间隔调整降低能耗:
// MQTT心跳设置
client.connect({ keepAliveInterval: 600 }); // 10分钟一次心跳
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休眠唤醒机制

设备端使用HarmonyOS低功耗框架(如​@ohos.powermgr​):

import power from '@ohos.powermgr';
// 设备进入深度睡眠
power.deepsleep(30000); // 休眠30秒
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5. 安全通信

  • DTLS/TLS加密
    对CoAP(DTLS)和MQTT(TLS)启用加密:
// MQTT over TLS
const client = new Paho.MQTT.Client('ssl://broker.example.com:8883', 'clientId');

// CoAP over DTLS(需硬件支持)
const dtlsSocket = socket.constructUDPSocketInstance();
dtlsSocket.enableDTLS({ psk: '预共享密钥' });
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设备认证

通过预置证书或Token验证设备合法性:

// MQTT连接时携带Token
client.connect({
  userName: 'device_123',
  password: 'secure_token'
});
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2025-03-29 00:30:38
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