《Linux网络开发必学教程》19_分布式智能家居项目雏形

需求分析

• 客户端进入室内后能够主动发现服务（如，环境服务，灯光服务）
• 各种服务可以有不同的载体（如：由不同设备提供）
• 各种服务之间，服务与客户端之间完全无耦合（服务可自由增减）
• 客户端可以是移动 APP ，可以是桌面软件 。。。

技术可行性分析

• 发现服务： UDP 广播 + 自定义协议

  • 客户端主动广播服务查询协议包
  • 服务设备接收到协议包，回复协议内容及协议使用方式

• 服务自由增减：自定义协议

  • 服务设备遵循相同的协议：数据传输协议，服务提供模式，等
  • 客户端通过协议使用服务，无需关心服务设备的形态及位置

基础设施

提供服务的设备（嵌入式，服务器，PC，等）必须具备联网能力，且遵循服务协议。

系统概要设计

交互流程

系统详细设计

• 服务发现

  • 客户端主动广播服务发现数据包
    

• 服务应答

  • 服务设备将本机 IP 及能够提供的服务信息发回客户端
    

客户端详细设计

• 通过广播服务发现数据包，收集当前环境的服务信息
• 可用服务通过“菜单”方式呈现，并提示服务使用方式
• 选择服务后，连接到对应设备，通过协议消息发送服务请求命令
• 收到设备回复后，断开设备连接（请求 - 应答）

服务端详细设计

• 联网模块

  • 设备提供服务前，必须联网（无线 or 有线）

• 服务前端

  • 接收服务发现数据包，并应答当前设备服务信息

• 服务后端

  • 服务设备驱动，如：温湿度传感器驱动，灯光控制驱动，等

硬件选型

这里展示使用的小熊派，运行 openharmony 。可以不必关心硬件，直接在 PC 编写相同网络功能可执行文件即可

服务设备软件架构设计

服务设备启动流程

几个问题

• 设备上运行什么操作系统?
• 设备运行的操作系统如何创建多个并行执行任务？
• 设备如何通过 wifi 联网？
• 设备上的网络编程通过什么接口完成？

OpenHarmony 是什么

• 开放原子基金会 （OpenAtom Foundation）旗下开源项目

  • 定位是一个面项全场景的开源分布式操作系统

• 项目包含了分布式操作系统所需的全部能力

  • 包括内核层、系统服务层、应用框架层
• 华为及众多贡献者，在开源社区内直接贡献

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• 轻量系统：硬件资源极其有限，支持的设备最小内存为 128KiB。可支撑的产品如智能家居领域的连接类模组、传感器设备、穿戴类设备等。
• 小型系统：面项应用处理器的设备，支持的设备最小内存为 1MBiB。可支撑的产品如智能家居领域的 IP Camera、电子猫眼、路由器以及智慧出行的行车记录仪等。
• 标准系统：面项应用处理器例如 Arm Cortex-A 的设备，支持的设备最小内存为 128MiB, 可以提供增强的交互能力、3D GPU 以及硬件合成能力、更多控件以及动效更丰富的图形能力、完整的应用框架。可支撑的产品如高端的冰箱显示屏。

OpenHarmony 轻量级系统应用开发精要

• 系统组件裁剪与配置 .//vendor/hisilicon/hispark_pegasus/config.json
• 板载功能裁剪与配置 .//device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteis/build/config/usr_config.mk

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• 在 application/sample/wifi-iot/app 目录下新建工程目录 （如：demo_server）
• 工程目录下新建 BUILD.gn 文件
• 修改 application 目录下的 BUILD.gn 文件画图

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• 注册入口函数
• 创建任务

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "ohos_init.h"
#include "cmsis_os2.h"

static void* Init_Task(const char* arg)
{
    printf("[dt4sw] Hello, D.T.Software!\n");

    return arg;
}

static void Main_Entry(void)
{
    osThreadAttr_t attr = {0};
    
    attr.name = "Init Task";
    attr.stack_size = 1024 * 4;
    attr.priority = 20;

    if( osThreadNew((osThreadFunc_t)Init_Task, NULL, &attr) == NULL )
    {
        printf("[dt4sw] Failed to create task!\n");
    }
}

SYS_RUN(Main_Entry);