基于OpenHarmony的智能喝水提醒器

一、硬件说明

Neptune OpenHarmony物联网IOT模组Wi-Fi&蓝牙双模开发板、超声波模块、蜂鸣器模块、杜邦线若干

开发板相关资料：https://gitee.com/hihope_iot/docs/tree/master/Neptune

实现效果

将水杯放到超声波传感器前，实现15分钟提示一次喝水。

二、项目开发流程

1. 接线

1. 编写C语言代码
   
   主要完成以下逻辑：
   
   （1）编写蜂鸣器、超声波测距的代码
   
   （2）不断获取水杯的位置
   
   （3）对获取到的水杯距离做判断
   
   （4）如果超过时间阈值，开始报警，否则关闭报警

task_drink_Water.h

 #ifndef _TASK_DRINK_WATER_H
  #define _TASK_DRINK_WATER_H

  #include "los_compiler.h"

  #ifdef __cplusplus
  #if __cplusplus
  extern "C" {
  #endif /* __cplusplus */
  #endif /* __cplusplus */

  VOID CreateDrinkWaterTask(VOID);

  #ifdef __cplusplus
  #if __cplusplus
 }
  #endif /* __cplusplus */
  #endif /* __cplusplus */

  #endif /* _TASK_DRINK_WATER_H */

task_drink_water.c

 #include "task_drink_water.h"
 #include "stdio.h"
 #include "los_task.h"
 #include "utils_file.h"
 #include "wm_gpio.h"

 #define TASK_DRINK_WATER_PRIORITY        6  //喝水提醒任务的优先级

 #define TRIG_GPIO WM_IO_PB_00    //超声波触发检测IO口，PB0
 #define ECHO_GPIO WM_IO_PB_05		 //超声波响应检测IO口，PB5，高电平时间就是超声波发送出去到被接收器接受的时间
 #define BUZZER_GPIO WM_IO_PB_01  //蜂鸣器控制IO口，PB1

/**
 * @brief  开启和关闭蜂鸣器，开启时提醒用户喝水
 * @param[in] value : 1：开启，0：关闭
 * @retval
 */
VOID RemindToDrinkWater(u8 value) {
	tls_gpio_cfg(WM_IO_PB_01, WM_GPIO_DIR_OUTPUT, WM_GPIO_ATTR_PULLLOW);
	tls_gpio_write(WM_IO_PB_01, value);
}

/**
 * @brief  通过超声波测距启动一次测距，返回测量的距离，单位mm
 * @retval 返回单位mm
 */
INT64 GetDistanceMM(VOID) {
	UINT64 checkStart;
	UINT64 timeCount;
	UINT64 waitStart;

	tls_gpio_cfg(TRIG_GPIO, WM_GPIO_DIR_OUTPUT, WM_GPIO_ATTR_PULLLOW); //设置触发脚为输出
	tls_gpio_cfg(ECHO_GPIO, WM_GPIO_DIR_INPUT, WM_GPIO_ATTR_PULLLOW); //设置检测距离IO口为输入

	//控制触发脚超过10us的方波启动检测
	tls_gpio_write(TRIG_GPIO, 1);
	(VOID)LOS_TaskDelay(10);
	tls_gpio_write(TRIG_GPIO, 0);

	waitStart = LOS_SysCycleGet();
	//等待ECHO IO口高电平
	while (tls_gpio_read(ECHO_GPIO) == 0);

	//高电平后开始启动计时
	checkStart = LOS_SysCycleGet();

	//等待ECHO IO口低电平
	while (tls_gpio_read(ECHO_GPIO) == 1);

	//计时结束
	timeCount = LOS_SysCycleGet() - checkStart;
	printf("timeCount = %lld\n", timeCount);

	//根据CPU的频率，将时钟周期转换成ns
	timeCount = (timeCount / OS_SYS_CLOCK) * OS_SYS_NS_PER_SECOND +
	            (timeCount % OS_SYS_CLOCK) * OS_SYS_NS_PER_SECOND / OS_SYS_CLOCK;

	//计算距离  340 米/s * timeCount(ns) * 1000  / 1000000000 / 2
	return (170 * timeCount / 1000000);

}
/**
 * @brief  喝水提醒任务主函数
 * @retval 无
 */
VOID TaskDrinkWaterEntry(VOID) {
	//UINT64 start = LOS_SysCycleGet();
	UINT64 distance;
	UINT64 lastTimeToDrink = 0;
	UINT64 noDrinkingTimeCount;
	u8 lastStatus = 0xFF;

	while (1) {
		distance = GetDistanceMM();
		if (distance > 50) { //杯子离开超声波检测范围超过50mm，当作喝水
			lastTimeToDrink = LOS_SysCycleGet(); //记录上次喝水的时间(杯子离开超声波测距模块即将放回去的时间)
		}
		noDrinkingTimeCount = LOS_SysCycleGet() - lastTimeToDrink;  //当前时间减去上次喝水的时间，算出未喝水的时间。

		//将时间转换成ms
		noDrinkingTimeCount = (noDrinkingTimeCount / OS_SYS_CLOCK) * 1000 +
		                      (noDrinkingTimeCount % OS_SYS_CLOCK) * 1000 / OS_SYS_CLOCK;

		printf("noDrinkingTimeCount = %lld\n", noDrinkingTimeCount);
		if (noDrinkingTimeCount > 10 * 1000) { //超过10秒未喝水进行提醒,时间可改，为了测试方便默认10s
			if (lastStatus != 1) { //如果上次已经开启蜂鸣器，状态未变化的情况下不再开启蜂鸣器。
				printf("Have a break and drink water!,tick = %lld\n", LOS_SysCycleGet());
				RemindToDrinkWater(1); //提醒喝水
				lastStatus = 1;
			}
		} else {
			if (lastStatus != 0) {
				RemindToDrinkWater(0); //杯子放回，关闭提醒。
				lastStatus = 0;
			}

		}
		printf("distance = %lld\n", distance);
		(VOID)LOS_TaskDelay(250); //适当延迟，给其他任务执行的机会
	}
}

/**
 * @brief  创建喝水提醒任务
 * @retval 无
 */
VOID CreateDrinkWaterTask(VOID) {
	UINT32 ret;
	UINT32 taskID1;
	UINT32 taskID2;
	TSK_INIT_PARAM_S stTask = {0};

	printf("TaskSample: DrinkWaterTask create start...\n");
	stTask.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)TaskDrinkWaterEntry;
	stTask.uwStackSize = LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE; //默认任务栈大小，根据需求配置，创建任务时，可以针对性设置
	stTask.pcName = "DrinkWaterTask";
	stTask.usTaskPrio = TASK_DRINK_WATER_PRIORITY;
	ret = LOS_TaskCreate(&taskID1, &stTask);
	if (ret != LOS_OK) {
		printf("DrinkWaterTask create failed\n");
	}
}

main.c

#include "devmgr_service_start.h"
#include "task_drink_water.h"

void UserMain(void) {
	printf("\n user task \n");

#if DEMO_CONSOLE
	CreateDemoTask();
#endif
	CreateDrinkWaterTask();

#if defined(LOSCFG_KERNEL_TEST_FULL) || defined(LOSCFG_KERNEL_TEST)
	LosAppInit();
#else
	if (DeviceManagerStart()) {
		printf("[%s] No drivers need load by hdf manager!", __func__);
	}
#endif
}

1. 搭建软件开发环境，在Ubuntu下编译OpenHarmony系统源码
   
   在windows上写完代码后，在linux下中进行OpenHarmony代码编译
   
   （1）安装docker desktop，如果打开软件出现Docker Desktop stopping就需要安装 wsl_update_x64.msi
   
   （2）使用windows命令行，执行以下命令，以便在docker中准备一个集成好Neptune开发环境的Ubuntu（linux）系统
   
   路径替换成自己的！

docker load -i D:\NeptuneOpenHarmony\software\neptune_openharmony_docker.tar

（3）将OpenHarmony源码包所在路径映射到linux下,路径替换成自己的！

docker run -it --rm -v D:\NeptuneOpenHarmony\software\Neptune:/home/Neptune
neptune_openharmony_docker:latest

（4）进入到/home/Neptune

cd /home/Neptune

（6）解压源码

tar -xvf openharmony_master.tar.gz

（7）将代码文件移动至如下位置

device\soc\winnermicro\wm800\board\app

（8）进入源码目录

cd /home/Neptune/openharmony_master`

（9）启动编译

hb build -f

1. 烧写代码到Neptune开发板
   
   烧写
2. 编译好的文件会被存放在如下目录
   
   out/neptune100/neptune_iotlink_demo/bin/hihope_neptune100.fls
3. 将开发板连接到电脑上
4. 打开Upgrade_Tools_V1.4.13下载工具
5. 做好配置，开始烧写步骤