10分钟上手OpenHarmony智能家居开发：从配网到多设备联动全攻略-优快云博客

10分钟上手OpenHarmony智能家居开发：从配网到多设备联动全攻略

【免费下载链接】knowledge_demo_smart_home 本仓库的样例都是基于智能家居，从客厅到卧室，从中控到sensor，开发者可以体验各种家居的开发样例，打造自己的家居体验，享受万物互联的快感。项目地址: https://gitcode.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home

你是否曾幻想过这样的智能生活场景：孩子放学回家，家门自动解锁，客厅灯光渐亮，空调调至舒适温度，背景音乐缓缓响起？然而现实中，不同品牌的智能设备往往各自为战，操作繁琐且难以协同。现在，这个问题有了完美解决方案——knowledge_demo_smart_home开源项目，让你轻松构建跨设备的智能场景联动。

读完本文你将获得：

3步完成智能设备无感配网的实战技能
基于OpenHarmony的多设备协同开发框架详解
从0到1搭建"学习模式"场景的完整代码示例
设备端-应用端-服务端全栈开发指南
10+智能家居设备快速接入的标准化方案

项目架构全景解析

knowledge_demo_smart_home采用分布式架构设计，实现了智能设备、应用界面与云端服务的无缝协同。核心架构包含四大组件：

mermaid

核心模块功能

模块	技术栈	主要功能
FA应用	HarmonyOS JS/ETS	设备控制、场景管理、用户界面
服务端	Spring Boot	设备管理、日程调度、用户认证
设备端	OpenHarmony LiteOS	传感器数据采集、执行器控制
数据模型	JSON Schema	设备Profile定义、数据交互协议

项目目录结构清晰，便于开发者快速定位所需组件：

knowledge_demo_smart_home/
├── FA/              # 应用前端代码
│   ├── DistSchedule/  # 数字管家主应用
│   └── DistScheduleEts/ # ETS版本应用
├── Server/          # 后端服务代码
│   ├── distschedule-core/  # 核心服务
│   └── distschedule-dao/   # 数据访问
├── dev/             # 设备端代码
│   ├── device/      # 开发板SDK
│   └── team_x/      # 智能设备应用
└── profile/         # 设备模型定义

快速上手：10分钟体验智能台灯控制

环境准备清单

类别	具体要求
硬件	HarmonyOS手机、BearPi-HM Nano开发板、E53-SC1拓展板
软件	DevEco Studio 3.0+、HiBurn烧录工具、API Version 6 SDK
网络	2.4GHz WiFi环境（不支持5GHz）、NFC功能

步骤1：设备端固件烧录

下载并安装CH340串口驱动：

# Ubuntu系统安装示例
sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r)
sudo apt-get install dkms
git clone https://github.com/juliagoda/CH341SER.git
cd CH341SER
make
sudo make load

使用HiBurn工具烧录固件：
- 选择串口：通过ls /dev/ttyUSB*查看设备
- 波特率设置为921600
- 选择固件文件：dev/docs/quick_start/resource/image/Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin
- 点击"Connect"并复位开发板

步骤2：应用编译安装

克隆项目代码：

git clone https://gitcode.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home.git

在DevEco Studio中打开项目，修改包名：

// entry/src/config.json
{
  "app": {
    "bundleName": "com.yourcompany.distschedule",
    "version": {
      "code": 1000000,
      "name": "1.0.0"
    }
  }
}

配置签名信息并运行应用到HarmonyOS手机。

步骤3：NFC无感配网

准备NFC标签，使用"应用调测助手"生成设备信息：

1246128c7b60ad1ed0286680f19206Lamp01308123456784011512teamX-Lamp01

将手机NFC功能开启，碰一碰NFC标签，自动拉起配网界面：
配网成功后即可进入控制界面，实现灯光开关和亮度调节。

场景实战：打造"学习模式"多设备联动

场景需求分析

当用户启动"学习模式"时，系统需要协同多个智能设备：

智能台灯：开启并调节至4000K暖白光，亮度70%
智能窗帘：关闭50%以减少眩光
空调：调节至26℃
扫地机器人：暂停工作并返回充电座

核心实现代码

1. 场景定义（FA应用端）

// entry/src/main/js/default/pages/scene/StudyMode.js
export default {
  data: {
    sceneName: "学习模式",
    devices: [
      { id: "lamp01", type: "light", action: "setBrightness", params: { value: 70 } },
      { id: "lamp01", type: "light", action: "setTemperature", params: { value: 4000 } },
      { id: "curtain01", type: "curtain", action: "setPosition", params: { value: 50 } },
      { id: "ac01", type: "airconditioner", action: "setTemperature", params: { value: 26 } },
      { id: "robot01", type: "cleaner", action: "pause", params: {} }
    ]
  },
  
  startStudyMode() {
    this.devices.forEach(device => {
      this.$app.$def.controlDevice(
        device.id, 
        device.action, 
        device.params
      ).then(res => {
        console.log(`设备${device.id}操作成功`);
      }).catch(err => {
        console.error(`设备${device.id}操作失败: ${err}`);
      });
    });
  }
}

2. 设备控制接口（服务端）

// distschedule-core/src/main/java/com/example/distschedule/controller/DeviceController.java
@RestController
@RequestMapping("/device")
public class DeviceController {
    
    @Autowired
    private DeviceService deviceService;
    
    @PostMapping("/control")
    public Result controlDevice(@RequestBody DeviceControlDTO controlDTO) {
        try {
            // 1. 验证用户权限
            String userId = SecurityUtils.getCurrentUserId();
            boolean hasPermission = deviceService.checkPermission(userId, controlDTO.getDeviceId());
            
            if (!hasPermission) {
                return Result.fail("无设备控制权限");
            }
            
            // 2. 调用IoT平台API控制设备
            IoTDeviceCommand command = new IoTDeviceCommand();
            command.setDeviceId(controlDTO.getDeviceId());
            command.setCommandName(controlDTO.getAction());
            command.setParams(controlDTO.getParams());
            
            deviceService.sendCommand(command);
            
            // 3. 记录设备操作日志
            OperationLog log = new OperationLog();
            log.setDeviceId(controlDTO.getDeviceId());
            log.setUserId(userId);
            log.setAction(controlDTO.getAction());
            log.setParams(new JSONObject(controlDTO.getParams()).toString());
            log.setCreateTime(new Date());
            
            deviceService.saveOperationLog(log);
            
            return Result.success("设备控制命令已发送");
        } catch (Exception e) {
            log.error("设备控制失败", e);
            return Result.fail("设备控制失败: " + e.getMessage());
        }
    }
}

3. 设备端命令处理（以智能台灯为例）

// dev/team_x/smart_lamp/light_control.c
void handle_command(char *command, char *params) {
    if (strcmp(command, "setBrightness") == 0) {
        cJSON *root = cJSON_Parse(params);
        if (root && cJSON_HasObjectItem(root, "value")) {
            int brightness = cJSON_GetObjectItem(root, "value")->valueint;
            // 设置PWM占空比控制亮度
            pwm_set_duty_cycle(PWM_PORT, brightness);
            printf("亮度已设置为: %d%%\n", brightness);
            
            // 上报当前状态
            report_status("brightness", brightness);
        }
        cJSON_Delete(root);
    } else if (strcmp(command, "setTemperature") == 0) {
        // 色温控制逻辑
        // ...
    }
}

场景触发方式

手动触发：用户在应用界面点击"学习模式"按钮
定时触发：通过日程管理设置固定时间自动启动
语音触发：集成语音助手实现语音指令识别
位置触发：当用户手机进入书房区域时自动启动

设备开发指南：打造自定义智能设备

硬件选择与开发环境搭建

推荐使用BearPi-HM Nano开发板，其资源配置如下：

主芯片：Hi3861V100
内存：288KB RAM
存储：2MB Flash
接口：GPIO/UART/I2C/SPI/PWM

开发环境搭建步骤：

安装DevEco Device Tool：

# Ubuntu系统依赖安装
sudo apt-get install build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev e2fsprogs pkg-config flex bison perl bc openssl libssl-dev libelf-dev libc6-dev binutils binutils-dev libdwarf-dev u-boot-tools mtd-utils gcc-arm-linux-gnueabi cpio device-tree-compiler

配置OpenHarmony SDK：在DevEco Device Tool中指定SDK路径，并安装API Version 6
导入设备端工程：选择dev/team_x/smart_lamp目录导入项目

设备Profile定义

设备与应用间的通信协议通过Profile文件定义，以智能台灯为例：

// profile/智能台灯profile定义.md
{
  "name": "智能台灯",
  "version": "1.0",
  "services": [
    {
      "serviceId": "Light",
      "name": "灯光控制",
      "properties": [
        {
          "propertyId": 1,
          "name": "power",
          "type": "bool",
          "accessMode": "rw",
          "required": true,
          "description": "开关状态: true-开, false-关"
        },
        {
          "propertyId": 2,
          "name": "brightness",
          "type": "int",
          "accessMode": "rw",
          "min": 1,
          "max": 100,
          "step": 1,
          "unit": "%",
          "description": "亮度值"
        },
        {
          "propertyId": 3,
          "name": "colorTemperature",
          "type": "int",
          "accessMode": "rw",
          "min": 2700,
          "max": 6500,
          "step": 100,
          "unit": "K",
          "description": "色温值"
        }
      ],
      "commands": [
        {
          "commandId": 1,
          "name": "toggle",
          "inputParams": [],
          "outputParams": []
        }
      ],
      "events": [
        {
          "eventId": 1,
          "name": "brightnessChanged",
          "params": [
            {
              "name": "brightness",
              "type": "int"
            }
          ]
        }
      ]
    }
  ]
}

设备端核心代码实现

// 主程序入口
void main(void) {
    // 初始化硬件
    HardwareInit();
    
    // 连接WiFi
    WifiConnect("your_ssid", "your_password");
    
    // 初始化MQTT连接
    MqttInit();
    MqttConnect("iot.mqtt.server", 1883, "device_id", "username", "password");
    
    // 订阅命令主题
    MqttSubscribe("devices/device_id/commands", QOS1);
    
    // 注册命令回调函数
    MqttSetCallback(handle_command);
    
    // 主循环
    while (1) {
        // 读取传感器数据
        int brightness = LightSensorRead();
        
        // 上报状态
        ReportStatus("brightness", brightness);
        
        // 延时1秒
        usleep(1000000);
    }
}

服务端部署与扩展

Docker容器化部署

项目提供完整的Docker配置，可一键部署服务端环境：

# Server/docker-compose.yml
version: '3'
services:
  mysql:
    image: mysql:5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
      MYSQL_DATABASE: distschedule
    ports:
      - "3306:3306"
    volumes:
      - mysql_data:/var/lib/mysql
      
  rabbitmq:
    image: rabbitmq:3.6-management
    ports:
      - "5672:5672"
      - "15672:15672"
      
  server:
    build: .
    depends_on:
      - mysql
      - rabbitmq
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      - SPRING_PROFILES_ACTIVE=local
      - SPRING_DATASOURCE_URL=jdbc:mysql://mysql:3306/distschedule
      - SPRING_DATASOURCE_USERNAME=root
      - SPRING_DATASOURCE_PASSWORD=root
      - SPRING_RABBITMQ_HOST=rabbitmq

volumes:
  mysql_data:

部署命令：

cd Server
mvn clean package
docker-compose up -d

服务端API文档

服务启动后可通过Swagger UI查看完整API文档： http://localhost:8080/distschedule-api/swagger-ui/index.html

主要API端点：

端点	功能	权限
/api/device	设备管理	用户
/api/scene	场景管理	用户
/api/schedule	日程管理	用户
/api/family	家庭管理	用户
/api/admin	系统管理	管理员

进阶技巧与最佳实践

设备接入标准化流程

定义Profile文件：遵循项目已有设备模型规范，确保属性、命令和事件定义一致
实现设备SDK：基于统一的设备抽象层开发，提供标准接口
开发控制界面：复用FA应用中的组件，保持UI风格一致
联调与测试：使用项目提供的测试工具验证设备功能

常见问题解决方案

1. 配网失败问题排查

mermaid

2. 设备通信延迟优化

使用MQTT QoS 0减少确认开销
实现本地缓存与批量上报

优化网络心跳间隔：

// 设置MQTT心跳间隔为60秒
MqttSetKeepAlive(60);

性能优化建议

应用端：
- 实现数据懒加载
- 使用虚拟列表优化大量设备场景
- 图片资源压缩与缓存
服务端：
- 数据库索引优化：
```
CREATE INDEX idx_device_status ON device(status, last_active_time);
```
- 使用Redis缓存常用数据
- 实现API请求限流

设备端：

优化传感器采样频率

使用低功耗模式：

// 进入深度睡眠模式
PowerManagerEnterDeepSleep(30000); // 30秒后唤醒

总结与未来展望

knowledge_demo_smart_home项目为OpenHarmony智能家居开发提供了完整的解决方案，通过标准化的设备模型、统一的应用框架和强大的服务后端，大大降低了多设备协同开发的复杂度。无论是初学者还是专业开发者，都能快速上手并构建自己的智能场景。

项目目前已支持10+种智能设备，未来将进一步扩展：

增加AI语音交互能力
支持更多品牌设备接入
提供数据分析与场景推荐功能

立即行动，访问项目仓库开始你的智能家居开发之旅：

git clone https://gitcode.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home

通过这个开源项目，你不仅可以打造个性化的智能生活，还能提升分布式应用开发技能，为未来物联网时代做好准备。现在就加入开发者社区，与全球开发者一起共建OpenHarmony智能家居生态！

提示：项目持续更新，建议定期拉取最新代码并关注项目文档更新。遇到问题可通过项目Issues或社区论坛获取支持。

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考