HarmonyOS小白入門設備開發的“芯”路歷程

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HarmonyOS Connect設備開發，相信不少剛入門的開發者都被這些問題所困擾，面對五花八門的開發板不知道該怎么選取？芯片、模組、開發板傻傻分不清？如何使用代碼控制開發板？

 

本期，我們將一一為你解答。

 

一、芯片適配方案

芯片，是一種將電路集中制造在半導體晶圓表面上的小型化方式，它可以通過系統指令對端口設備進行控制。如果把系統比作一個設備的靈魂，那么芯片就是設備的心臟，芯片廠商基於OpenHarmony的Linux內核、LiteOS-A內核及LiteOS-M內核，面向 HarmonyOS Connect 業務提供了不同的芯片適配方案，如圖1所示： 

 

圖1 芯片適配方案

 

在HarmonyOS Connect設備開發過程中，采用通過 HarmonyOS Connect 認證的芯片和模組能幫開發者縮短設備開發和認證周期，如圖2所示，列舉了官網上已認證的幾款芯片： 

 

圖2 已認證的芯片

 

不同類型的芯片適用於不同領域的產品，因此，可以得出一個結論，在進行設備開發前，我們應該明確所開發的設備的類型並選取適合的芯片。 

 

二、芯片、模組、開發板

在設備開發過程中，我們接觸最多的就是芯片、模組、開發板，它們之間有何區別及聯系，我們應該怎么選取呢？下文將為你解答。 

 

1. 芯片

如圖3所示，是一款高度集成的2.4GHz SoC Wi-Fi的Hi3861V100芯片。這個僅有指甲蓋大小的空間里，卻集成了IEEE 802.11b/g/n基帶、功率放大器PA、低噪聲放大器LNA、RF balun、天線開關以及電源管理等模塊。 

 

圖3 Hi3861V100芯片

 

由於芯片的尺寸較小，管腳沒有直接引出，天線、電容、電感以及MCU都需要借助外部電路去布置。如果開發者想利用芯片實現Wi-Fi功能，就需要設計芯片的天線部分電路並增加Flash芯片來保存數據，這個實現過程研發成本較高。至此，便有了下面的模組。 

 

2. 模組

很多模組廠商針對各類芯片設計出各式各樣的模組。如圖4所示，是 Hi3861RNIV100模組，相較於Hi3861V100芯片，該模組還集成了電源電路、Flash芯片、天線電路等，讓開發者直接忽略了上節中芯片Wi-Fi功能實現的部分，大大降低了Wi-Fi開發的難度。同時，模組還可以滿足用戶對芯片二次開發的需求。 

 

圖4 Hi3861RNIV100模組

 

模組是面向產品的，模組在完成測試及驗證后便可直接嵌入到產品中。另外，一個芯片可以制定多個模組，相同的芯片，可通過控制模組的Flash大小、天線的材質、模組尺寸來適配各類智能產品。那么如何對模組的功能進行快速的測試驗證呢？這就有了下面的開發板。 

 

3. 開發板

如圖5所示，是搭載了Hi3861RNIV100模組的開發板（以下簡稱Hi3861開發板），提供了更加豐富的外圍資源，包括標准的E53接口、NFC標簽、USB Type-C、復位按鍵、用戶按鍵、射頻天線、串口轉換電路等，方便了用戶對Hi3861RNIV100模組的功能進行快速的測試驗證。 

 

圖5 Hi3861開發板

 

開發板是面向“測試學習”的，在提供測試驗證模組性能的同時，還可幫助剛入門的開發者對模組進行快速地學習了解，因此，開發板可看作模組到產品的一個“中間臨時變量”，如圖6所示： 

 

圖6 芯片、模組、開發板的區別

 

總結下來就是，一個芯片可以制定多個模組、一個模組可以嵌入到不同的開發板。這就是為什么我們經常看到基於Hi3861開發板的原因。 

 

4. 如何選取開發板

通過上文的介紹，相信大家已經了解了芯片、模組、開發板之間的關系，下面我們來看看如何選取開發板吧。 

 

（1）根據設備的類型，選取合適的芯片

 

如第一章提到的，選取開發板前，我們應該確定待開發設備的類型，並選取合適的芯片。 

 

（2）根據設備的功能需求，選擇合適的模組

 

模組選擇時，應該確定待開發設備所具備的功能，充分考慮功能、成本、尺寸等因素。模組功能越多，引出的引腳更多，模組體積可能更大，成本就越高。例如，如果待開發的設備只需要Wi-Fi功能，則選擇Wi-Fi模組，如果待開發的設備需要Wi-Fi+藍牙功能，則可以選擇選擇Combo模組。 

 

（3）根據不同的應用場景，選擇相應的開發板

 

模組確認后，我們怎么選取開發板呢？基於不同的應用場景，不同的開發板套件提供的擴展板不同。如圖7所示，例舉了幾個比較典型的擴展板，可通過E53接口進行擴展，使能開發智能加濕器、智能台燈、智能安防、智能煙感等案例，讓案例開發更加靈活、方便。 

 

圖7 典型的擴展板

 

所以，選取開發板時，先確定待開發設備的應用場景，再根據各種開發板套件提供的擴展板來選取最合適的開發板。 

 

三、如何控制開發板

相信你已經選擇了一款適合自己的開發板啦，現在我們來看看如何通過代碼控制它吧。如圖8所示，是Hi3861開發板上搭載的E53標准接口，通過OpenHarmony提供的豐富的外設操作能力對E53接口進行控制，從而實現設備開發。 

 

圖8 搭載的E53接口

 

本文介紹如何通過調用OpenHarmony的NDK接口在Hi3861開發板上編寫一個創建Wi-Fi熱點程序。 

 

1. 關鍵API

完成Wi-Fi熱點創建，主要使用了以下幾個API。

 

2. 實現步驟

完成Wi-Fi熱點創建，需要以下幾步。 

 

（1）通過 RegisterWifiEvent 接口向系統注冊熱點狀態改變事件、STA站點加入事件、STA站點退出事件，相關回調函數如下： 

 

代碼如下：

 

//注冊wifi事件的回調函數
    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）調用 SetHotspotConfig 接口，設置指定的熱點配置。代碼如下： 

 

//設置指定的熱點配置
    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）調用 EnableHotspot 接口，使能Wi-Fi AP 模式。代碼如下：

 

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

 

 （4）調用 IsHotspotActive 接口，檢查AP熱點模式是否啟用，代碼如下：

 

//檢查熱點模式是否使能
    if (IsHotspotActive() == WIFI_HOTSPOT_NOT_ACTIVE)
    {
        printf("Wifi station is not actived.\r\n");
        return -1;
    }
printf("Wifi station is actived!\r\n");

 

 （5）調用 netifapi_netif_set_addr 函數設置網卡信息，並調用 netifapi_dhcps_start 函數啟動dhcp服務。代碼如下： 

 

//啟動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");

 

以上就是本期全部內容。通過本文的介紹，你心中的疑惑是不是已經解開了？如果是，那么恭喜你，你已經入門HarmonyOS Connect設備開發了，我們期待你的加入。