一、簡介

智能金屬探測器是基于 OpenAtom OpenHarmony（以下簡稱“OpenHarmony”）操作系統(tǒng)，利用電磁感應原理來探測周圍的金屬物體。該樣例采用多設(shè)備協(xié)同的方式，兼容 OpenHarmony 設(shè)備開發(fā)與應用開發(fā)，整個樣例體現(xiàn)了 OpenHarmony 的 NAPI、eTS UI、UI 管理狀態(tài) @state 和音頻播放等技術(shù)特性。

本項目由 Geek_Lite_Board 開發(fā)板和潤和 RK3568 開發(fā)板構(gòu)成，Geek_Lite_Board 開發(fā)板主控芯片為 STM32F427IIH6，作為設(shè)備端檢測磁場強度的變化，使用的是 OpenHarmony 3.0 LTS 版本。潤和 RK3568 開發(fā)板是由潤和軟件研發(fā)，采用瑞芯微 RK3568 芯片，作為應用端顯示金屬探測信息，使用的是 OpenHarmony 3.1 Release 版本。

二、運行效果

當周圍有金屬靠近時，設(shè)備端蜂鳴器會發(fā)出警報并把檢測信息通過 Wi-Fi 模組發(fā)送給應用端。在應用端收到檢測信息之后，會通過屏幕顯示檢測狀態(tài)并語音播報檢測結(jié)果。

三、功能實現(xiàn)

Geek_Lite_Board 開發(fā)板通過 AK8963 電子羅盤芯片獲取地球磁場強度。通常地球的磁場強度是 0.4-0.6 高斯，當金屬靠近電子羅盤芯片時，根據(jù)電磁感應原理，金屬在磁場中的感應會引起磁場信號的變化。Geek_Lite_Board 開發(fā)板通過 Wi-Fi 與潤和 RK3568 開發(fā)板實時通信，把檢測到的信息實時上傳。

潤和 RK3568 開發(fā)板作為應用端，采用方舟開發(fā)框架（ArkUI）基于 eTS 擴展的聲明式開發(fā)范式編寫頁面，通過 NAPI 接口接收設(shè)備端 Geek_Lite_Board 開發(fā)板的檢測信息，使用 OpenHarmony 媒體子系統(tǒng)中的音頻播放功能實現(xiàn)語音播報金屬檢測狀態(tài)。

磁場數(shù)據(jù)獲取

AK8963 一款具有高靈敏度霍爾傳感器技術(shù)的三軸電子羅盤集成芯片，內(nèi)部包含磁力傳感器，可以在 x 軸、y 軸、z 軸檢測地球磁場強度。

● 通過Mpu_Read_Bytes()函數(shù)讀芯片數(shù)據(jù)寄存器的值。

uint8_t Mpu_Read_Bytes(uint8_t const regAddr, uint8_t *pData, uint8_t len)

● 獲取 AK8963 的磁場原始數(shù)據(jù)。

Mpu_Data.mag_x = (MPU_BUFF[16] << 8) | MPU_BUFF[15]; // x軸磁場數(shù)據(jù)Mpu_Data.mag_y = (MPU_BUFF[18] << 8) | MPU_BUFF[17]; // y軸磁場數(shù)據(jù)Mpu_Data.mag_z=(MPU_BUFF[20]<8)|MPU_BUFF[19];//z軸磁場數(shù)據(jù)

● 對 AK8963 原始磁場數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化，得到磁場強度，單位高斯。

Gauss_Mag_z = Mpu_Calc.mag_z * 0.15f * 0.01f;

檢測金屬信息

首先采集 100 組 z 軸磁場強度基準數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)做平均處理，由此得到 z 軸磁場強度的零點數(shù)據(jù)。

const uint16_t calibrateCount = 1000; // 測量最大次數(shù)為1000const uint16_t calibrateFrequency = 5; // 每測量5次取一次有效值const uint16_t calibrateAverageCount = 100; // 取100次有效值if(i < calibrateCount){    i++;    if(i%calibrateFrequency == calibrateFrequency){       Mag_z_buff[j++] = Gauss_Mag_z;        if(j >= calibrateAverageCount){            i = calibrateCount;            Mag_z_Flag = true;            for(k=0;k                origin_mag_z += Mag_z_buff[k];            }            origin_mag_z = origin_mag_z / calibrateAverageCount;            // 校準完成，藍燈亮，發(fā)送給應用端 "CalibrateOK"            BLUE_LED_ON();            memset(buff,0x00,sizeof(buff));            sprintf(buff,"angle:%s","CalibrateOK");            ESP8266_send_data(buff,strlen(buff));        }    }}

以 origin_mag_z 作為零點，把獲取到的磁場數(shù)據(jù)與它進行對比，以此來判斷是否檢測到金屬。

NAPI獲取數(shù)據(jù)

NAPI（Native API）是 OpenHarmony 標準系統(tǒng)的一種 JS API 實現(xiàn)機制，適合封裝 IO、CPU 密集型、OS 底層等能力并對外暴露 JS 接口，通過 NAPI 可以實現(xiàn) JS 與 C/C++ 代碼互相訪問。潤和 RK3568 應用端通過 NAPI 來接受設(shè)備端發(fā)出的檢測信息。 ●底層 NAPI 模塊封裝封裝模塊名為 tcpserverapi，下載至 tcpservermodule 文件夾。下載完成后放到 3.1Release 源碼根目錄，并配置編譯腳本；第一次編譯完成需要燒寫整個鏡像，后面修改模塊源碼，只需將庫 send 到板子里面。命令如下：

// 先掛載，再sendhdc_std shell mount -oremount,rw /   hdc_stdfilesendlibtcpserverapi.z.sosystem/lib/module/libtcpserverapi.z.so

●應用端導入 NAPI 模塊

import tcpserverapi from '@ohos.tcpserverapi'

●應用端 NAPI 接口調(diào)用

// 調(diào)用initServer接口 初始化 TCP 服務(wù)器tcpserverapi.initServer() // 調(diào)用recvMsg 獲取并解析Geek_Lite_Board開發(fā)板發(fā)送過來的角度tcpserverapi.recvMsg().then((result) => {      var resultAngle = result.angle;})

UI狀態(tài)顯示與管理

如上圖所示為檢測中頁面，整體布局分為文字標題和檢測狀態(tài)示意圖。

文字標題由 Flex 布局容器 text 組件實現(xiàn)，用于呈現(xiàn)一段信息，如下為 text 接口相關(guān)屬性。

●檢測狀態(tài)示意圖包括頁面背景圖，檢測狀態(tài)圖，檢測結(jié)果說明文字，具體功能由 Flex 彈性布局組件實現(xiàn)。接口原型如下所示：

Flex(options?: { direction?: FlexDirection, wrap?: FlexWrap, justifyContent?: FlexAlign, alignItems?: ItemAlign, alignContent?: FlexAlign })

●通過調(diào)用 recvMsg 接口接送金屬探測器的消息，并修改首頁展示狀態(tài)，關(guān)鍵實現(xiàn)代碼描述如下：

aboutToAppear() {    var intervalID = setInterval(() => {        tcpserverapi.recvMsg().then((result) => {       }   }}

其中 “ var intervalID = setInterval(() => ” 使用了定時器，定時調(diào)用 “recvMsg” 方法，通過 NAPI 獲取金屬檢測結(jié)果。

if (resultMetal.match("metal:")) {    this.metal = resultMetal.slice(6);    console.info('=======' + this.metal)    if (this.metal === 'Detected') {          this.detectionState = '發(fā)現(xiàn)金屬';          this.detection = $r("app.media.img_detected");          this.isDisplay = false;    }    else if (this.metal === 'UnDetected' || this.metal ==='CalibrateOK') {          this.detectionState = '檢測中';          this.detection = $r("app.media.img_detecting");          this.isDisplay = true;     }}

當通過 NAPI 方式獲取到檢測信息為 “ metal:Detected ” 時，設(shè)置 detectionState 為發(fā)現(xiàn)金屬狀態(tài)，屏幕顯示檢測到金屬頁面；當通過 NAPI 方式獲取到的檢測信息為 “ metal:UnDetected ” 時，此時并未檢測到任何金屬信息，設(shè)置 detectionState 為檢測中狀態(tài)，屏幕顯示檢測中狀態(tài)頁面。

語音播報檢測狀態(tài)

檢測到金屬后，RK3568 會播報已探測到金屬的語音信息，達到通知用戶的目的，通過 OpenHarmony 媒體子系統(tǒng)的音頻播放功能實現(xiàn)。OpenHarmony 媒體子系統(tǒng)為開發(fā)者提供一套簡單且易于理解的接口，使得開發(fā)者能夠方便接入系統(tǒng)并使用系統(tǒng)的媒體資源。媒體子系統(tǒng)包含了音頻播放、視頻播放、音頻錄制和視頻錄制等常用功能。音頻播放的主要工作是將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼為可聽見的音頻模擬信號并通過輸出設(shè)備進行播放，同時對播放任務(wù)進行管理。本樣例主要通過導入 media 模塊、創(chuàng)建音頻播放實例、實現(xiàn)音頻播放接口和實現(xiàn)暫停播放接口等流程實現(xiàn)。

●導入media模塊

import media from '@ohos.multimedia.media';

●創(chuàng)建音頻播放實例

// OH media對象privateplayer=media.createAudioPlayer();

●實現(xiàn)音頻播放接口

使用 play() 調(diào)用開始播放音頻資源，需在完成音頻數(shù)據(jù)加載后，即 src 屬性設(shè)置完成后才能調(diào)用。

play():void

四、總結(jié)

本文簡述了如何使用 OpenHarmony 進行多設(shè)備的開發(fā)，演示了 NAPI、eTS UI、UI 管理狀態(tài) @state 和音頻播放等技術(shù)特性的應用，通過這些多元化的功能，我們最終實現(xiàn)了金屬探測器樣例。豐富多樣的 OpenHarmony 開發(fā)樣例離不開廣大合作伙伴和開發(fā)者的貢獻，如果你也想把自己開發(fā)的樣例分享出來，歡迎把樣例提交到 OpenHarmony 知識體系 SIG 倉來，一起實現(xiàn)開發(fā)樣例共建。

五、參考鏈接

RK3568開發(fā)板上絲滑體驗OpenHarmony標準系統(tǒng)

https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home/tree/master/dev/docs/rk3568_quick_start

在Windows編譯OpenHarmony工程

https://gitee.com/Cruise2019/team_x/blob/master/homework/ohos_build_win/readme.md

OpenHarmony NAPI 學習文檔

https://gitee.com/javen678/hello-ohos-napi/tree/master/doc#/javen678/hello-ohos-napi/blob/master/doc/1.HelloNAPI.md

OpenHarmony基于eTS擴展的聲明式開發(fā)范式

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/reference/arkui-ts/Readme-CN.md

音頻播放開發(fā)指導

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/media/audio-playback.md

從零開發(fā)金屬探測器應用

https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_temp/blob/master/docs/metal_detection/quick_develop.md

GEEKROS官網(wǎng)

https://www.geekros.com/