HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程 原创 精华

发布于 2022-3-14 14:44
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HarmonyOS Connect设备开发,相信不少刚入门的开发者都被这些问题所困扰,面对五花八门的开发板不知道该怎么选取?芯片、模组、开发板傻傻分不清?如何使用代码控制开发板?

 

本期,我们将一一为你解答。

 

一、芯片适配方案


芯片,是一种将电路集中制造在半导体晶圆表面上的小型化方式,它可以通过系统指令对端口设备进行控制。如果把系统比作一个设备的灵魂,那么芯片就是设备的心脏,芯片厂商基于OpenHarmony的Linux内核、LiteOS-A内核及LiteOS-M内核,面向 HarmonyOS Connect 业务提供了不同的芯片适配方案,如图1所示: 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图1 芯片适配方案

 

在HarmonyOS Connect设备开发过程中,采用通过 HarmonyOS Connect 认证的芯片和模组能帮开发者缩短设备开发和认证周期,如图2所示,列举了官网上已认证的几款芯片: 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图2 已认证的芯片

 

不同类型的芯片适用于不同领域的产品,因此,可以得出一个结论,在进行设备开发前,我们应该明确所开发的设备的类型并选取适合的芯片。 

 

二、芯片、模组、开发板


在设备开发过程中,我们接触最多的就是芯片、模组、开发板,它们之间有何区别及联系,我们应该怎么选取呢?下文将为你解答。 

 

1. 芯片


如图3所示,是一款高度集成的2.4GHz SoC Wi-Fi的Hi3861V100芯片。这个仅有指甲盖大小的空间里,却集成了IEEE 802.11b/g/n基带、功率放大器PA、低噪声放大器LNA、RF balun、天线开关以及电源管理等模块。 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图3 Hi3861V100芯片

 

由于芯片的尺寸较小,管脚没有直接引出,天线、电容、电感以及MCU都需要借助外部电路去布置。如果开发者想利用芯片实现Wi-Fi功能,就需要设计芯片的天线部分电路并增加Flash芯片来保存数据,这个实现过程研发成本较高。至此,便有了下面的模组。 

 

2. 模组


很多模组厂商针对各类芯片设计出各式各样的模组。如图4所示,是 Hi3861RNIV100模组,相较于Hi3861V100芯片,该模组还集成了电源电路、Flash芯片、天线电路等,让开发者直接忽略了上节中芯片Wi-Fi功能实现的部分,大大降低了Wi-Fi开发的难度。同时,模组还可以满足用户对芯片二次开发的需求。 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图4 Hi3861RNIV100模组

 

模组是面向产品的,模组在完成测试及验证后便可直接嵌入到产品中。另外,一个芯片可以制定多个模组,相同的芯片,可通过控制模组的Flash大小、天线的材质、模组尺寸来适配各类智能产品。那么如何对模组的功能进行快速的测试验证呢?这就有了下面的开发板。 

 

3. 开发板


如图5所示,是搭载了Hi3861RNIV100模组的开发板(以下简称Hi3861开发板),提供了更加丰富的外围资源,包括标准的E53接口、NFC标签、USB Type-C、复位按键、用户按键、射频天线、串口转换电路等,方便了用户对Hi3861RNIV100模组的功能进行快速的测试验证。 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区

图5 Hi3861开发板

 

开发板是面向“测试学习”的,在提供测试验证模组性能的同时,还可帮助刚入门的开发者对模组进行快速地学习了解,因此,开发板可看作模组到产品的一个“中间临时变量”,如图6所示: 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图6 芯片、模组、开发板的区别

 

总结下来就是,一个芯片可以制定多个模组、一个模组可以嵌入到不同的开发板。这就是为什么我们经常看到基于Hi3861开发板的原因。 

 

4. 如何选取开发板


通过上文的介绍,相信大家已经了解了芯片、模组、开发板之间的关系,下面我们来看看如何选取开发板吧。 

 

(1)根据设备的类型,选取合适的芯片

 

如第一章提到的,选取开发板前,我们应该确定待开发设备的类型,并选取合适的芯片。 

 

(2)根据设备的功能需求,选择合适的模组

 

模组选择时,应该确定待开发设备所具备的功能,充分考虑功能、成本、尺寸等因素。模组功能越多,引出的引脚更多,模组体积可能更大,成本就越高。例如,如果待开发的设备只需要Wi-Fi功能,则选择Wi-Fi模组,如果待开发的设备需要Wi-Fi+蓝牙功能,则可以选择选择Combo模组。 

 

(3)根据不同的应用场景,选择相应的开发板

 

模组确认后,我们怎么选取开发板呢?基于不同的应用场景,不同的开发板套件提供的扩展板不同。如图7所示,例举了几个比较典型的扩展板,可通过E53接口进行扩展,使能开发智能加湿器、智能台灯、智能安防、智能烟感等案例,让案例开发更加灵活、方便。 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图7 典型的扩展板

 

所以,选取开发板时,先确定待开发设备的应用场景,再根据各种开发板套件提供的扩展板来选取最合适的开发板。 

 

三、如何控制开发板


相信你已经选择了一款适合自己的开发板啦,现在我们来看看如何通过代码控制它吧。如图8所示,是Hi3861开发板上搭载的E53标准接口,通过OpenHarmony提供的丰富的外设操作能力对E53接口进行控制,从而实现设备开发。 

 

HarmonyOS小白入门设备开发的“芯”路历程-开源基础软件社区图8 搭载的E53接口

 

本文介绍如何通过调用OpenHarmony的NDK接口在Hi3861开发板上编写一个创建Wi-Fi热点程序。 

 

1. 关键API


完成Wi-Fi热点创建,主要使用了以下几个API。

 

2. 实现步骤


完成Wi-Fi热点创建,需要以下几步。 

 

(1)通过 RegisterWifiEvent 接口向系统注册热点状态改变事件、STA站点加入事件、STA站点退出事件,相关回调函数如下: 

 

代码如下:

 

//注册wifi事件的回调函数
    g_wifiEventHandler.OnHotspotStaJoin = OnHotspotStaJoinHandler;
    g_wifiEventHandler.OnHotspotStaLeave = OnHotspotStaLeaveHandler;
    g_wifiEventHandler.OnHotspotStateChanged = OnHotspotStateChangedHandler;
    error = RegisterWifiEvent(&g_wifiEventHandler);
    if (error != WIFI_SUCCESS)
    {
        printf("RegisterWifiEvent failed, error = %d.\r\n",error);
        return -1;
    }
    printf("RegisterWifiEvent succeed!\r\n");


(2)调用 SetHotspotConfig 接口,设置指定的热点配置。代码如下: 

 

//设置指定的热点配置
    HotspotConfig config = {0};

    strcpy(config.ssid, AP_SSID);
    strcpy(config.preSharedKey, AP_PSK);
    config.securityType = WIFI_SEC_TYPE_PSK;
    config.band = HOTSPOT_BAND_TYPE_2G;
    config.channelNum = 7;

    error = SetHotspotConfig(&config);
    if (error != WIFI_SUCCESS)
    {
        printf("SetHotspotConfig failed, error = %d.\r\n", error);
        return -1;
    }
    printf("SetHotspotConfig succeed!\r\n");


(3)调用 EnableHotspot 接口,使能Wi-Fi AP 模式。代码如下:

 

//启动wifi热点模式
    error = EnableHotspot(); 
    if (error != WIFI_SUCCESS)
    {
        printf("EnableHotspot failed, error = %d.\r\n", error);
        return -1;
    }
    printf("EnableHotspot succeed!\r\n");


 (4)调用 IsHotspotActive 接口,检查AP热点模式是否启用,代码如下:

 

//检查热点模式是否使能
    if (IsHotspotActive() == WIFI_HOTSPOT_NOT_ACTIVE)
    {
        printf("Wifi station is not actived.\r\n");
        return -1;
    }
printf("Wifi station is actived!\r\n");


 (5)调用 netifapi_netif_set_addr 函数设置网卡信息,并调用 netifapi_dhcps_start 函数启动dhcp服务。代码如下: 

 

//启动dhcp
    g_lwip_netif = netifapi_netif_find("ap0");
    if (g_lwip_netif) 
    {
        ip4_addr_t bp_gw;
        ip4_addr_t bp_ipaddr;
        ip4_addr_t bp_netmask;


        IP4_ADDR(&bp_gw, 192, 168, 1, 1);           /* input your gateway for example: 192.168.1.1 */
        IP4_ADDR(&bp_ipaddr, 192, 168, 1, 1);       /* input your IP for example: 192.168.1.1 */
        IP4_ADDR(&bp_netmask, 255, 255, 255, 0);    /* input your netmask for example: 255.255.255.0 */


        err_t ret = netifapi_netif_set_addr(g_lwip_netif, &bp_ipaddr, &bp_netmask, &bp_gw);
        if(ret != ERR_OK)
        {
            printf("netifapi_netif_set_addr failed, error = %d.\r\n", ret);
            return -1;
        }
        printf("netifapi_netif_set_addr succeed!\r\n");


        ret = netifapi_dhcps_start(g_lwip_netif, 0, 0);
        if(ret != ERR_OK)
        { 
            printf("netifapi_dhcp_start failed, error = %d.\r\n", ret);
            return -1;
        }
        printf("netifapi_dhcps_start succeed!\r\n");


以上就是本期全部内容。通过本文的介绍,你心中的疑惑是不是已经解开了?如果是,那么恭喜你,你已经入门HarmonyOS Connect设备开发了,我们期待你的加入。 

 

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