一、Gitee项目网址

https://gitee.com/zhengzhuoying/openharmony-smart-agriculture-hardware.git

基于OpenHarmony的智慧农业控制系统-硬件部分: 基于OpenHarmony的智慧农业控制系统-硬件部分-小熊派

二、环境搭建&项目运行

在小熊派官网首页 | 小熊派BearPi下载相应的软件和虚拟机镜像。

十分钟上手教程 | BearPi-HM Nano | 小熊派BearPi

打包编译

三、硬件代码梳理

官方初始化代码参考路径：

bearpi-hm_nano · zhengzhuoying/mvp - 码云 - 开源中国

智慧农业监控系统硬件代码梳理

一、项目结构

text

D12_iot_cloud_oc_agriculture/
├── include/
│   ├── E53_IA1.h          # 智慧农业扩展板头文件（传感器/执行器驱动）
│   └── wifi_connect.h     # WiFi连接头文件
├── src/
│   ├── E53_IA1.c          # 智慧农业扩展板实现（硬件初始化、数据采集、控制）
│   ├── iot_cloud_oc_sample.c  # 主程序（系统任务、云平台通信、智能控制逻辑）
│   └── wifi_connect.c     # WiFi连接实现（扫描、连接、DHCP）
├── BUILD.gn               # 鸿蒙构建配置文件
└── README.md

---

二、核心文件分析

2.1 E53_IA1.c / E53_IA1.h – 硬件驱动层

主要功能：封装所有板载与外接硬件操作，包括传感器读取和执行器控制。

关键接口函数：

函数名	功能
E53_IA1_Init()	初始化 I2C、ADC、GPIO、PWM 等外设，设置引脚方向
E53_IA1_Read_Data()	读取 SHT30 温湿度和 BH1750 光照数据
Read_CO2_Sensor()	通过 ADC 读取 JW01-CO2 浓度
Read_Soil_Sensor()	读取模拟土壤温湿度（本项目通过 SHT30 映射）
Led_Set_Brightness(uint8_t duty)	设置 LED 补光灯 PWM 占空比（0~100%）
Motor_StatusSet(uint8_t status)	控制风扇启停（GPIO_8）
Pump_StatusSet(uint8_t status)	控制水泵启停（GPIO_4）
Valve_StatusSet(uint8_t status)	控制水阀启停（GPIO_5）
Servo_Set_Angle(uint8_t angle)	设置舵机角度（0~180°，PWM 50Hz）

硬件映射（根据系统设计文档）：

外设	引脚/接口	驱动函数
SHT30	I2C (GPIO2/GPIO3)	E53_IA1_Read_Data()
BH1750	I2C (GPIO2/GPIO3)	E53_IA1_Read_Data()
CO₂传感器	ADC GPIO13	Read_CO2_Sensor()
LED	PWM GPIO9	Led_Set_Brightness()
水泵	GPIO4	Pump_StatusSet()
水阀	GPIO5	Valve_StatusSet()
风扇	GPIO8	Motor_StatusSet()
舵机	PWM GPIO7	Servo_Set_Angle()

2.2 iot_cloud_oc_sample.c – 主程序与业务逻辑

主要功能：

• 系统初始化（硬件、WiFi、MQTT）

• 创建数据采集与控制任务

• 实现智能联动逻辑（自动补光、自动灌溉、自动通风）

• 与华为云 IoT 平台通信（MQTT 上报/订阅）

关键任务与函数：

函数/任务	功能
app_main()	系统入口，初始化各模块，创建 WifiConnectTask 和 task_sensor_entry
WifiConnectTask()	连接指定的 WiFi 网络（SSID + PASSWORD）
task_sensor_entry()	主循环（每 5~10 秒执行一次）：采集传感器 → 执行自动控制逻辑 → 上报数据到云平台
deal_cmd_msg()	MQTT 命令回调，解析云平台下发的控制指令（如 SET_PUMP_ON）并调用相应硬件驱动
oc_mqtt_profile_propertyreport()	将环境数据封装为 JSON，发布到 $oc/devices/{id}/sys/properties/report

智能控制逻辑（在 task_sensor_entry 中实现）：

控制项	触发条件	动作
自动补光	光照 < 200 lux	调用 Led_Set_Brightness()，亮度与光照差值成比例
自动灌溉（土壤）	模拟土壤湿度 < 40%	调用 Valve_StatusSet(ON)
自动灌溉（环境）	环境湿度 < 40%	调用 Pump_StatusSet(ON)；>60% 则关闭
自动通风	CO₂ > 1500 ppm	风扇开启 + 舵机转 90° 打开通风口；CO₂ < 1400 ppm 时恢复

2.3 wifi_connect.c / wifi_connect.h – 网络连接层

主要功能：

• 初始化 WiFi 站模式

• 扫描并连接预配置的 AP

• 获取 IP 地址（DHCP）

关键函数：

函数名	功能
WifiInit()	启动 WiFi 任务，注册回调
SelectWifi()	从扫描结果中匹配目标 SSID
WaitConnectResult()	阻塞等待连接成功或超时

---

三、系统运行流程

text

开机
  │
  ▼
硬件初始化（E53_IA1_Init）
  │
  ├─ I2C 初始化（SHT30, BH1750）
  ├─ ADC 初始化（CO₂传感器）
  ├─ GPIO 初始化（水泵、水阀、风扇 → 默认关闭）
  └─ PWM 初始化（LED、舵机）
  │
  ▼
WiFi 连接（WifiInit → SelectWifi → WaitConnectResult）
  │
  ▼
MQTT 连接华为云（订阅命令主题）
  │
  ▼
创建任务 task_sensor_entry（死循环，周期 5~10 秒）
  │
  ├─ 读取所有传感器（E53_IA1_Read_Data、Read_CO2_Sensor 等）
  ├─ 执行自动控制逻辑（补光、灌溉、通风）
  ├─ 打包 JSON 上报云平台
  └─ 延时
  │
  ▼
（中断）收到云平台命令 → deal_cmd_msg → 调用对应硬件控制函数

---

四、关键控制逻辑代码片段

c

// task_sensor_entry 中的自动控制部分
void auto_control(float light, float soil_humidity, float air_humidity, int co2) {
    // 自动补光
    if (light < 200) {
        uint8_t duty = (200 - light) * 100 / 200;
        Led_Set_Brightness(duty);
    } else {
        Led_Set_Brightness(0);
    }

    // 自动灌溉（土壤）
    if (soil_humidity < 40) {
        Valve_StatusSet(1);  // 开启水阀
    } else if (soil_humidity > 65) {
        Valve_StatusSet(0);  // 关闭水阀
    }

    // 自动加湿（环境）
    if (air_humidity < 40) {
        Pump_StatusSet(1);
    } else if (air_humidity > 60) {
        Pump_StatusSet(0);
    }

    // CO2 自动通风
    if (co2 > 1500) {
        Motor_StatusSet(1);   // 风扇开
        Servo_Set_Angle(90);  // 通风口打开
    } else if (co2 < 1400) {
        Motor_StatusSet(0);   // 风扇关
        Servo_Set_Angle(0);   // 通风口关闭
    }
}

---

五、云平台通信参数

• 协议：MQTT v3.1.1 over TCP (1883) 或 TLS (8883)

• 服务器：117.78.5.125

• 客户端 ID：{device_id}_{timestamp}

• 订阅主题：$oc/devices/{device_id}/sys/commands/#

• 发布主题：$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report

• 上报 JSON 格式：

json

{
  "services": [{
    "service_id": "agriculture",
    "properties": {
      "temperature": 23.5,
      "humidity": 58.2,
      "light_intensity": 320,
      "co2_ppm": 812,
      "soil_moisture": 45,
      "soil_temperature": 22.1
    }
  }]
}