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智能煤气检测系统

一、简介

智能煤气检测系统通过实时监测环境中烟雾浓度，当一氧化碳浓度超标时，及时向用户发出警报。在连接网络后，配合数字管家应用，用户可以远程配置智能煤气检测系统的报警阈值，远程接收智能煤气检测系统报警信息。实现对危险及时报警，及时处理，守护居家安全。

1.交互流程

如上图所示，智能煤气检测系统整体方案框架可以分为：智能煤气检测系统设备、数字管家应用、云平台三部分。智能煤气检测系统设备端按照MQTT协议与华为IOT物联网平台进行通信。当智能煤气系统监测现场一氧化碳浓度发生变化时，设备端上报数据至云平台最终同步到数字管家，当一氧化碳浓度超过阈值时，则会进行报警，并将报警信息也上报至云平台最终同步到数字管家；当用户通过数字管家调整报警系统阈值时，命令数据先发送至云平台，再由云平台下发至设备侧。关于智能设备接入华为云IoT平台的详细细节可以参考连接IOT云平台指南；智能设备同数字管家应用之间的设备模型定义可以参考profile 。

2.实物简介

我们使用小熊派bearpi_hm_nano开发底板+ MQ7传感器拓展板来模拟智能煤气检测设备。

通过ADC接口获取传感器一氧化碳浓度值，通过GPIO控制蜂鸣器进行报警；

reset按键控制设备重启；reset按键组合控制按键可以清除已保存的配网信息，具体操作：先按下控制按键F2，然后按下reset按键；

通过NFC模块实现设备碰一碰快速配网；

3.实物操作体验

二、快速上手

1、硬件准备

一氧化碳气体传感器（MQ7）
小熊派bearpi_hm_nano开发底板
预装HarmonyOS手机一台

小熊派nano 通用底板与一氧化碳气体传感器连接如实物图所示，具体细节如下：

小熊派nano 通用底板 V3.3 Pin 接一氧化碳气体传感器 VCC Pin;

小熊派nano 通用底板 GND Pin 接一氧化碳气体传感器 GND Pin;

小熊派nano 通用底板 GPIO_13 Pin 接一氧化碳气体传感器 AO Pin;

2、Linux编译服务器基础环境准备

开发基础环境由windows 工作台和Linux 编译服务器组成。windows 工作台可以通过samba 服务或ssh 方式访问Linux编译服务器。其中windows 工作台用来烧录和代码编辑，Linux编译服务器用来编译OpenHarmony代码，为了简化步骤，Linux编译服务器推荐安装Ubuntu20.04。

安装和配置Python

打开Linux终端。
输入如下命令，查看python版本号，需要使用python3.7以上版本,否则参考系统基础环境搭建。
```
python3 --version
```

安装并升级Python包管理工具（pip3）。

sudo apt-get install python3-setuptools python3-pip -y
sudo pip3 install --upgrade pip

安装hb

运行如下命令安装hb

python3 -m pip install --user ohos-build

设置环境变量
```
vim ~/.bashrc
```

将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。

   export PATH=~/.local/bin:$PATH

执行如下命令更新环境变量。

   source ~/.bashrc

执行"hb -h"，有打印以下信息即表示安装成功.

usage: hb
   
OHOS build system
   
positional arguments:
 {build,set,env,clean}
   build               Build source code
   set                 OHOS build settings
   env                 Show OHOS build env
   clean               Clean output
   
optional arguments:
 -h, --help            show this help message and exit

3、Hi3861开发环境准备

在Linux编译服务器上搭建好基础开发环境后，需要安装OpenHarmony 编译Hi3861 平台特有的开发环境。

安装编译依赖基础软件

sudo apt-get install -y build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev

安装Scons

打开Linux 终端。
运行如下命令，安装Scons安装包。
```
python3 -m pip install scons
```
运行如下命令，查看是否安装成功。如果安装成功，查询结果下图所示。
```
scons -v
```

下图 Scons安装成功界面，版本要求3.0.4以上

安装python模块

sudo pip3 install setuptools kconfiglib pycryptodome ecdsa six --upgrade --ignore-installed six

安装gcc_riscv32（WLAN模组类编译工具链）

打开Linux终端。
下载gcc_riscv32镜像，下载链接。
设置环境变量

将压缩包解压到根目录

   tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz -C ~

设置环境变量。

   vim ~/.bashrc

将以下命令拷贝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。

   export PATH=~/gcc_riscv32/bin:$PATH

生效环境变量。

   source ~/.bashrc

在命令行中输入如下命令，如果能正确显示编译器版本号，表明编译器安装成功。
```
riscv32-unknown-elf-gcc -v
```

4、源码下载&编译准备

1.码云工具下载

curl https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 > /usr/local/bin/repo
chmod a+x /usr/local/bin/repo
pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests

2.代码下载

1) OpenHarmony代码下载

#特别注意：请下载OpenHarmony 1.0.1 版本，后续会更新支持OpenHarmony其他版本
repo init -u git@gitee.com:openharmony/manifest.git -b OpenHarmony_1.0.1_release --no-repo-verify
repo sync -c
repo forall -c 'git lfs pull'

2) 设备侧代码下载

具体仓库地址：https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/

下载方式1：直接下载仓库对应zip 包文件

下载方式2：fork knowledge_demo_smart_home仓库后，使用git 命令下载

git clone git@gitee.com:xxxxxxx/knowledge_demo_smart_home.git  // 其中xxxxxxx为fork后相关账号名字。

3) 编译前准备

代码拷贝

cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/device/bearpi ~/OpenHarmony1.01/device/ 
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/team_x  ~/OpenHarmony1.01/vendor/
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/third_party/iot_link  ~/OpenHarmony1.01/third_party/

整合并修改完成后的目录结构如下图：

5、编译&烧录

编译命令：

hb set  // 如果是第一次编译，Input code path 命令行中键入"./" 指定OpenHarmony工程编译根目录后 回车。

如下图所示，使用键盘上下键选中智能煤气检测系统

hb build // 如果需要全量编译，可以添加-f 选项

详细的代码编译及固件烧录步骤，请参考编译和烧录指南

6、设备配网

1) 在设备上电前需准备好安装了数字管家应用的HarmonyOS手机，详情见数字管家应用开发, 并在设置中开启手机的NFC功能； 2) 写设备NFC标签，详细操作见设备NFC标签指导文档;

3) 烧录完成后，上电。开发者在观察开发板上状态LED灯以８Hz的频率闪烁时，将手机上半部靠近开发板NFC标签处；

4) 无需任何操作手机将自动拉起数字管家应用并进入配网状态，配网过程中无需输入热点账号密码。具体无感配网相关流程参考无感配网指南

7、操作体验

1.设备控制

配网完成后，数字管家应用会自动进入智能煤气检测系统的控制页面，通过控制页面可以实现对智能煤气检测系统报警浓度阈值的控制。

2.一氧化碳浓度超标告警

当检测到的一氧化碳浓度数值，超过预先设定的阈值时，会通知数字管家应用告警，并且告警消息还会推送同一家庭账号的所有成员。

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