OpenHarmony轻量设备开发理论与实战

本书系统地介绍了OpenHarmony轻量设备开发的必备知识。在本书完稿时，相关课程已经在高校完成了三个学期的教学，并持续优化迭代。

本书的学习门槛低、内容深入浅出、知识结构合理。本书注重知识间的关联性、连贯性和阶梯性，将计算机理论知识和OpenHarmony实践紧密结合，更加注重实践内容对理论理解的反哺，同步培养知识和能力，“授人以鱼，并且授人以渔”。本书的内容支持目前所有在用的OpenHarmony版本，并且有能力支持未来的新版本，注重教/学效率，创立了“OpenHarmony轻量设备教/学全家桶”。

全书共分10章，包括OpenHarmony及其开发套件、搭建OpenHarmony开发环境、OpenHarmony开发入门、OpenHarmony内核编程接口、控制I/O设备、感知环境状态、OLED显示屏的驱动和控制、控制Wi-Fi、网络编程及MQTT编程。

齐耀龙

河北大学计算机教学部副教授，河北大学校企合作（全球500强企业）项目孵化基地负责人，具有丰富的教育和IT行业经验。致力于很多领域（包括物联网、嵌入式智能设备、OpenHarmony等）的理论与技术研究、产品研发、教学与人才培养工作。出版过《大学计算机》《大学计算机实验教程》等十余本高校教材。担任“OpenHarmony南向开发基础”“OpenHarmony北向开发基础”等多门课程的负责人，拥有20余年一线教学经验、数百小时慕课等的教学视频制作经验。首期OpenHarmony开源开发者成长计划唯一的高校导师，国内较早系统性构建OpenHarmony课程的高校教师，参与了OpenHarmony知识体系的构建工作。

江苏润开鸿数字科技有限公司

江苏润开鸿数字科技有限公司（简称“润开鸿”）于2022 年成立于南京，是由江苏润和软件股份有限公司（简称“润和软件”）投资成立的全资子公司。润开鸿聚焦于OpenHarmony 国产化数字底座，面向以垂直行业为代表的千行百业提供深度融合行业特征与业务场景的终端商用设备操作系统发行版及解决方案。

润开鸿传承了润和软件深耕行业多年的客户资源与专家团队，依托从芯片、硬件、操作系统到应用软件的软硬件一体化产品与解决方案能力，深耕金融、能源两大赛道，同时广泛赋能医疗、智慧城市、工业、教育等多个垂直行业，联合生态伙伴和行业客户共建共享万物智联的数字世界。

1.配套资源丰富。本书目前包含20GB资源，并且在不断地增长完善中。这些资源包括：

52个案例、6个综合案例

52000行源码及注释

8GB配套资源

7GB教学资源

55个配套课件

16周实验指导

开课申请、教学大纲、教学日历

OpenHarmony轻量设备教/学全家桶

机房教学环境及安装指南

2.本书有十大亮点

基于两年（四学期）高校课程教学，反复优化迭代而成，知识体系完整、科学，学习门槛低、阶梯性强；

采用“知识主线+能力辅线”双线结构，“授人以鱼，并且授人以渔”；

理论先行+案例驱动，让读者“知其所以然，然后知其然”；

OpenHarmony在用版本全兼容，并有能力支持未来版本；

注重教/学效率，创立了“OpenHarmony轻量设备教/学全家桶”；

成熟、稳定、高效的个人/学校实验环境；

支持STAD合作学习法，使知识留存率达到90%；

资源完备，个人/教师/学校开箱即用；

将自主、开源的意识与能力培养贯穿全书，符合国家战略大方向和关键领域人才培养需求。

在开放原子开源基金会和华为的指导下，与OpenHarmony行业领军公司合作编写。

3.众多专家联袂推荐

亲爱的读者朋友，您好！本书将带您进入OpenHarmony的知识殿堂。

OpenHarmony是一个完整的操作系统，在现阶段（截至2023年4月）我们可以使用OpenHarmony开发轻量设备、复杂的富媒体设备，也可以只开发OpenHarmony的上层应用（类似于安卓平板电脑/安卓手机App开发）。本书重点介绍的是轻量设备的相关开发，具备软硬件结合的特性。因此，上层应用开发（纯软件方向）、硬件设计与制造（纯硬件方向）不是本书介绍的重点内容。

在本书中，您将会系统地学习OpenHarmony轻量设备开发的必备知识。

本书有以下几个特点：

第一，学习门槛较低，便于快速入门、快速学习重点知识。入门的门槛高，是现阶段很多OpenHarmony初学者遇到的最大的困难。为了解决这个痛点问题，我将OpenHarmony的知识体系进行了完整的梳理，将知识呈现的方式进行了优化。只有“踏平门槛”，才能让初学者轻松入门、愉悦地进入OpenHarmony的知识殿堂。

第二，文字通俗易懂，内容的呈现由浅入深，阶梯性强。作为一名从业20余年并撰写过十余本高校教材的高等教育工作者，我深知阅读一本过于“文言化”的技术类图书是非常头疼的。因此，我将文字通俗化，让您能够阅读得轻松、理解得透彻，这是本书的重要着力点。另外，我非常尊重学习的规律，将OpenHarmony的知识体系从易到难逐级展开，并且注重知识间的关联性、连贯性和阶梯性。您在阅读本书时会发现，每向前走一步，都会有一种水到渠成的感觉。这将使您持续地拥有学习动力和积极的学习心态，不会出现“从入门到放弃”的尴尬结果。从这个角度来讲，本书非常适合个人开发者作为上手OpenHarmony开发的“第一本书”。

第三，将计算机的理论知识和OpenHarmony实践紧密结合，并以案例驱动。我会打通理论和实践环节，让您学有所用。比如，大学本科阶段的计算机专业设置了“数字电路”“操作系统”“数据结构”“计算方法”“C语言程序设计”“计算机网络”“数据库原理”等课程。对这些课程中的相关理论知识，我都进行了恰当的融合。理论可以指导实践，而实践反过来又能帮助我们加深对理论的理解。从这个角度来讲，本书不仅适合个人开发者阅读学习，还非常适合高校将其作为建设OpenHarmony应用型课程的教材，完善计算机专业人才培养体系。

第四，本书采用了“知识主线+能力辅线”的双线结构。我既讲授知识本身，又培养您的自主学习能力，也就是人们常说的“授人以渔”。

第1章 OpenHarmony及其开发套件

1.1 初识OpenHarmony

1.2 润和Pegasus智能家居开发套件简介

第2章 搭建OpenHarmony开发环境

2.1 搭建开发环境（Windows系统）

2.2 搭建编译环境（Ubuntu系统）

2.3 下载和编译OpenHarmony源码

2.4 构建开发网络

第3章 OpenHarmony开发入门

3.1 HelloWorld

3.2 轻量系统的编译构建

3.3 编译构建系统的使用

3.4 轻量系统的数据持久化

第4章 OpenHarmony内核编程接口

4.1 OpenHarmony内核简介

4.2 线程管理

4.3 通用等待功能

4.4 定时器管理

4.5 互斥锁管理

4.6 信号量管理

4.7 消息队列管理

第5章 控制I/O设备

5.1 GPIO输出电平

5.2 GPIO按键输入

5.3 PWM输出方波

第6章 感知环境状态

6.1 使用ADC获取模拟传感器的数据

6.2 使用ADC获取可燃气体传感器的数据

6.3 使用I2C获取数字温湿度传感器的数据

第7章 OLED显示屏的驱动和控制

7.1 I2C驱动OLED显示屏

7.2 在OLED显示屏上显示汉字

7.3 第三方OLED显示屏驱动库

7.4 二维码生成器模块

7.4.1 模块简介

7.4.2 模块的源码结构

7.4.3 模块API介绍

7.4.4 模块的接入方法

7.4.5 案例程序

第8章 控制Wi-Fi

8.1 Wi-Fi的基本概念

8.1.1 Wi-Fi简介

8.1.2 Wi-Fi的连接过程

8.1.3 Wi-Fi工作模式简介

8.2 Wi-Fi STA模式编程

8.2.1 Wi-Fi编程的VS Code IntelliSense设置

8.2.2 相关API介绍

8.2.3 扫描Wi-Fi热点

8.2.4 案例程序：扫描Wi-Fi热点

8.2.5 连接Wi-Fi热点

8.2.6 案例程序：连接Wi-Fi热点

8.3 Wi-Fi AP模式编程

8.3.1 相关API介绍

8.3.2 创建Wi-Fi热点

8.3.3 提供DHCP服务

8.3.4 案例程序：创建Wi-Fi热点

8.4 EasyWiFi模块

8.4.1 EasyWiFi模块简介

8.4.2 EasyWiFi模块的源码结构

8.4.3 EasyWiFi模块的API介绍

8.4.4 模块的接入方法

8.4.5 案例程序

第9章 网络编程

9.1 TCP客户端编程

9.1.1 LwIP开源项目简介

9.1.2 相关API介绍

9.1.3 网络编程的VS Code IntelliSense设置

9.1.4 TCP客户端的工作流程

9.1.5 网络工具netcat

9.1.6 案例程序

9.2 TCP服务端编程

9.2.1 相关API介绍

9.2.2 TCP服务端的工作流程

9.2.3 案例程序

9.3 UDP客户端编程

9.3.1 相关API介绍

9.3.2 UDP客户端的工作流程

9.3.3 案例程序

9.4 UDP服务端编程

9.4.1 相关API介绍

9.4.2 UDP服务端的工作流程

9.4.3 案例程序

第10章 MQTT编程

10.1 MQTT简介

10.1.1 MQTT

10.1.2 MQTT的应用场景

10.1.3 MQTT的技术特性

10.1.4 广义上的发布/订阅模式

10.1.5 MQTT的订阅与发布模型

10.2 Paho-MQTT

10.2.1 Paho-MQTT简介

10.2.2 Paho-MQTT源码的结构

10.2.3 Paho-MQTT编程的VS Code IntelliSense设置

10.2.4 Paho-MQTT的编译

10.2.5 MQTT代理Mosquitto

10.2.6 在设备端发布消息

10.2.7 在设备端订阅消息

10.3 MQTT客户端编程

10.3.1 对Paho-MQTT进行封装

10.3.2 Paho-MQTT模块的接入方法

10.3.3 案例程序

10.4 案例：灯光控制

10.4.1 灯光控制案例项目简介

10.4.2 实现灯光控制案例项目

10.5 案例：环境光采集

10.5.1 环境光采集案例项目简介

10.5.2 实现环境光采集案例项目

10.6 案例：人体感应

10.6.1 人体感应案例项目简介

10.6.2 实现人体感应案例项目

10.7 案例：可燃气体报警

10.7.1 可燃气体报警案例项目简介

10.7.2 实现可燃气体报警案例项目

10.8 案例：温湿度收集

10.8.1 温湿度收集案例项目简介

10.8.2 实现温湿度收集案例项目

10.9 案例：广告屏

10.9.1 广告屏案例项目简介

10.9.2 实现广告屏案例项目