Openharmony应用开发--智能喂食器-智能喂食器评测

Openharmony应用开发--智能喂食器

作者：yukoyu 2022-10-08 16:19:40系统 OpenHarmony 我们的作品就是用于更好的对宠物的投喂进行智能化管理，首先它基于OpenHarmony开发板开发，可以通过使用APP进行定时喂食，同时可以远程观看实时视频，同时也可以识别到小猫进行喂食，更好的知道家里宠物的状态。

​​想了解更多关于开源的内容，请访问：​​

​​51CTO开源基础软件社区​​

​​https://ost.51cto.com​​

一、介绍

随着人们生活方式的不断改变，宠物猫在许多家庭中占有重要的地位，其凭借独立的个性和易于打理的饲养方式，成为当下上班族喜欢的宠物之一，人们更是把宠物猫和狗作为家庭的重要成员。有铲屎官表示，每月在宠物身上的基础花销是用来购买宠物粮，为了“小主”们的饮食可以说操碎了心，比起让它们吃好吃饱他们更关心狗粮猫粮的食品安全、生活舒适度、身心健康等。这也让宠物智能设备成为刚需产品，随着 5G、大数据、AI、云计算等技术的快速发展，各类智能养宠硬件如雨后春笋般涌现，在人的吃喝拉撒还需要“手动”的时候，宠物已经进入智能生活了。

而我们的作品就是用于更好的对宠物的投喂进行智能化管理，首先它基于OpenHarmony开发板开发，可以通过使用APP进行定时喂食，同时可以远程观看实时视频，同时也可以识别到小猫进行喂食，更好的知道家里宠物的状态；可以通过喂食器APP查看内余粮，方便用户更好的管理宠物的饮食健康和规律。

解决多项联合国17项可持续发展目标中的问题

目标 2：零饥饿

目标 3：良好健康与福祉

目标 9：产业、创新和基础设施

演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Ug411k7VG

整体视图

主要功能介绍

可视化显示喂食数据自动喂食功能定时喂食手动喂食余粮显示功能远程观看实时视频自定义喂食的量

二、系统架构

系统结构图

三、开发指导

1、openharmony应用开发

（1）导航栏开发

通过使用js 自带的tabs组件开发导航栏，是非常简单的。

主页

控制

设置

（2）自定义组件喂食量可视化环状图

对于自定义组件的开发，可以使用canvas去开发，在这里我就使用canvas去开发。

新建common/component文件夹，并新建doughnubt pages。

这里要注意组件的生命周期和Pages的是不同的，所以onShow()方法在这里是无效的，这里使用onLayoutReady()代替onShow()方法。

初始化画板数据：

onLayoutReady(){var el = this.$refs.canvasb;this.ctx = el.getContext("2d",{antialias: true});// 清除画布上的内容this.gradient = this.ctx.createLinearGradient(0,0, 0,300);this.gradient.addColorStop(0, '#ff149ee9');this.gradient.addColorStop(1, '#ff9ae2ee');this.ondoughnutline();this.setLength(this.max,this.min);this.charss(this.min);}

画小圆环：

ondoughnutline(） {this.ctx.clearRect(0, 0, this.xlen, this.ylen);this.ctx.lineCap = 'round';// 描边的宽度this.ctx.lineWidth = 2;// 创建一个新的绘制路径this.ctx.beginPath();// 路径从当前点移动到指定点this.ctx.strokeStyle = this.gradient;this.ctx.arc(this.xlen/2, this.ylen/2, 200, 0, Math.PI * 2);this.ctx.stroke();},

组件的传参：

通过我们引用自定义组件时，通过props传参，同时我们可以使用$watch对数据进行监听。

//父//子props: ['max']['min'],onInit(){this.$watch('min', 'onPropertyChange');},onPropertyChange(newW,oldW){console.info('alls 属性变化 ' + newW + ' ' + oldW);if(this.max >= newW){this.onChange(this.max, this.min)}},

其余的自定义组件喂食量可视化环状图代码我就不在细讲，你们可以就看我的开源代码。

（3）自定义图传视频组件

这里采用的自定义的图传视频组件，是采用http获取图片然后通过canvas进行绘画。

props: ['httpsrc'],onInit() {this.$watch('httpsrc', 'onPropertyChange');this.httpClientImpl = new httpclient.HttpClient.Builder().setConnectTimeout(15, httpclient.TimeUnit.SECONDS).setReadTimeout(15, httpclient.TimeUnit.SECONDS).build();this.request=new httpclient.Request.Builder().url(this.httpsrc).method('GET').addHeader("Content-Type", "application/json").params("token", "yukoyu").build();},onPropertyChange(newW,oldW){this.request=new httpclient.Request.Builder().url(newW).method('GET').addHeader("Content-Type", "application/json").params("token", "yukoyu").build();},videorun(){this.runflag=!this.runflag;if(this.runflag){this.intervalID = setTimeout(this.onLiveVideo , 100);}else{clearTimeout(this.intervalID);}},onLiveVideo(){this.httpClientImpl.newCall(this.request).enqueue((result) => {//console.log("success: " + JSON.stringify(result))this.img.src = (JSON.parse(result.data)).data;var pat = this.ctx.createPattern(this.img, 'no-repeat');this.ctx.fillStyle = pat;this.ctx.fillRect(0, 0, 720, 420);if(this.runflag){clearTimeout(this.intervalID);this.intervalID = setTimeout(this.onLiveVideo , 100);}else{this.img.src = '/common/images/live.png';var pat = this.ctx.createPattern(this.img, 'no-repeat');this.ctx.fillStyle = pat;this.ctx.fillRect(0, 0, 720, 420);}}, (error) => {console.log("error: " + JSON.stringify(error))})},onLayoutReady(){var el = this.$refs.canvasss;this.ctx = el.getContext('2d');this.img = new Image();this.img.src = '/common/images/live.png';var pat = this.ctx.createPattern(this.img, 'no-repeat');this.ctx.fillStyle = pat;this.ctx.fillRect(0, 0, 720, 420);}

（4）环形图

根据openharmony应用开发文档直接用progress，就可以简单的绘画一个环形图。

（5）控制喂食器出粮

handgo(){this.hmweight=this.hmweight+this.weight;this.$emit('sethmweight',this.hmweight);//传递参数给父类sockettool.socketSend(this.$app.$def.datas.tcp,this.weight) //控制喂食器出粮}

对socketTCPsend封装。

export default {socketSend:async function (tcp,gg){var cc=new Uint8Array([170,2,gg]);tcp.send({data:cc.buffer},err => {if (err) {console.log('send fail');return;}console.log('send success'); });}}

（6）数据上传到服务器

这里使用第三方库去实现http网络请求。

移植HttpClient

打开第三方组件库

https://repo.harmonyos.com/#/cn/application/atomService?q=http%20keyword%3AOpenHarmony

找到我们需要的httpclient

安装

代码：

npm install @ohos/httpclient --save

在第三方的基础上，对post进行封装。

http_post:async function (url,data){let httpClientImpl = new httpclient.HttpClient.Builder().setConnectTimeout(15, httpclient.TimeUnit.SECONDS).setReadTimeout(15, httpclient.TimeUnit.SECONDS).build();let requestBody = httpclient.RequestBody.create(JSON.stringify(data));let request = new httpclient.Request.Builder().url(url).method('POST').body(requestBody).addHeader("Content-Type", "application/json").build();httpClientImpl.newCall(request).enqueue((result) => {console.log("success: " + JSON.stringify(result))}, (error) => {console.log("error: " + JSON.stringify(error))})}

通过这样调用，非常方便的使用POST请求功能。

（7）定时功能实现

在使用定时功能的时候，最主要是使用setInterval(）去实现定时，使用setInterval(）时，应该注意传递方法时，传递方法名就可以。

setScheduledTask(hour, minute,weight,callTask) {let taskTime = new Date();taskTime.setHours(hour);taskTime.setMinutes(minute);let timeDiff = taskTime.getTime() - (new Date()).getTime(); // 获取时间差timeDiff = timeDiff > 0 ? timeDiff : (timeDiff + 24 * 60 * 60 * 1000);setTimeout(()=> {callTask(weight) // 首次执行setInterval(callTask, 24 * 60 * 60 * 1000); // 24小时为循环周期}, timeDiff);},doTask(weight) {this.$emit('setautoweight',weight);sockettool.socketSend(this.$app.$def.datas.tcp,weight)}

2、openharmony设备开发

（1）创建一个任务

void WifiSockets(void){osThreadAttr_t wifisocket;wifisocket.name = "TcpServerTask";wifisocket.attr_bits = 0U;wifisocket.cb_mem = NULL;wifisocket.cb_size = 0U;wifisocket.stack_mem = NULL;wifisocket.stack_size = 10240;wifisocket.priority = 25;if (osThreadNew(TcpServerTask, NULL, &wifisocket) == NULL) {printf("[Ssd1306TestDemo] Falied to create TcpServerTask!\n");}}APP_FEATURE_INIT(WifiSockets);

（2）对wifi信息配置

static char ssid[] ="hh"; //wifi名称static char password[] = "13267897941"; //wifi passwordstatic unsigned short port = 20222; //socket端口设置

这个TcpServer方法是可以让客户端断开重连的。

static void TcpServerHandler(void) {ssize_t retval = 0;// 创建一个通信的Socket，并返回一个Socket文件描述符。第一个参数IpV4，第二个参数SOCK_STREAM类型，第三个指用到的协议int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 客户端地址和地址长度struct sockaddr_in clientAddr = {0};socklen_t clientAddrLen = sizeof(clientAddr);// 服务端地址struct sockaddr_in serverAddr = {0};serverAddr.sin_family = AF_INET;// htons是将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序，就是整数在地址空间存储方式变为高位字节存放在内存的低地址处serverAddr.sin_port = htons(port);// 监听本机的所有IP地址，INADDR_ANY=0x0// 将主机数转换成无符号长整型的网络字节顺序serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);// 服务端绑定端口retval = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr));if (retval < 0) {printf("bind failed, %ld!rn", retval);CloseTcpSocket(sockfd);return;}printf("bind to port %d success!rn", port);// 开始监听，backlog指Pending连接队列增长到的最大长度。队列满了，再有新连接请求到达，则客户端ECONNREFUSED错误。如果支持重传，则请求忽略。int backlog = 1;retval = listen(sockfd, backlog);if (retval < 0) {printf("listen failed!rn");CloseTcpSocket(sockfd);return;}printf("listen with %d backlog success!rn", backlog);int outerFlag = 1;while (outerFlag) {// 接受客户端连接，成功会返回一个表示连接的 socket。clientAddr参数将会携带客户端主机和端口信息；失败返回 -1// 从Pending连接队列中获取第一个连接，根据sockfd的socket协议、地址族等内容创建一个新的socket文件描述，并返回。// 此后的 收、发 都在 表示连接的 socket 上进行；之后 sockfd 依然可以继续接受其他客户端的连接，// UNIX系统上经典的并发模型是“每个连接一个进程”——创建子进程处理连接，父进程继续接受其他客户端的连接// 鸿蒙liteos-a内核之上，可以使用UNIX的“每个连接一个进程”的并发模型liteos-m内核之上，可以使用“每个连接一个线程”的并发模型connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientAddr, &clientAddrLen);if (connfd < 0) {printf("accept failed, %d, %d\r\n", connfd, errno);continue;}printf("accept success, connfd = %d !\r\n", connfd);// inet_ntoa：网络地址转换成“.”点隔的字符串格式。ntohs：16位数由网络字节顺序转换为主机字节顺序。printf("client addr info: host = %s, port = %d\r\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), ntohs(clientAddr.sin_port));int innerFlag = 1;// 接收消息，然后发送回去while (innerFlag) {// 后续 收、发 都在 表示连接的 socket 上进行；// 在新的Socket文件描述上接收信息.retval = recv(connfd, request, sizeof(request), 0);if (retval < 0) {printf("recv request failed, %ld!\r\n", retval);innerFlag = 0;} else if (retval == 0) {// 对方主动断开连接printf("client disconnected!\r\n");innerFlag = 0;} else {if (retval <= 0) {printf("send response failed, %ld!\r\n", retval);innerFlag = 0;}if(retval == 3 &&request[0] == -86){printf("recv = %d %d %d \r\n",request[0],request[1],request[2]);if(request[1] == 0x00){retval = send(connfd, "aaok", strlen("aaok"), 0); //答应码}if(request[1] == 0x01){}else if(request[1] == 0x02)//喂食量处理函数{int i = ((unsigned char)request[2]);for(;i>0;i--) {custom(500);osDelay(10);}}}// 清空缓冲区memset(&request, 0, sizeof(request));}if(innerFlag == 0){DisconnectTcpSocket(connfd); //清除连接break; //重连}}}CloseTcpSocket(sockfd);}

（3）接收的部分代码

当客户端传来的命令，符合长度为3，并且头帧为0xAA才会进行处理。

if(retval == 3 &&request[0] == -86){printf("recv = %d %d %d \r\n",request[0],request[1],request[2]);if(request[1] == 0x00){retval = send(connfd, "aaok", strlen("aaok"), 0);//答应码}if(request[1] == 0x01){}else if(request[1] == 0x02)//喂食量处理函数{int i = ((unsigned char)request[2]);for(;i>0;i--){custom(500); //控制舵机旋转osDelay(10);}}}

（4）舵机部分

本项目使用的是连续旋转舵机，我们可以调节脉冲的时长驱动连续旋转舵机。

#define GPIO2 2void set_angle( unsigned int duty) {IoTGpioInit(GPIO2);IoTGpioSetDir(GPIO2, IOT_GPIO_DIR_OUT);IoTGpioSetOutputVal(GPIO2, IOT_GPIO_VALUE1);hi_udelay(duty);IoTGpioSetOutputVal(GPIO2, IOT_GPIO_VALUE0);hi_udelay(20000 - duty);}void custom(int delay){for (int i = 0; i <10; i++) {set_angle(delay);}}

（5）超声波部分

超声波模块算出底部的距离，再算出余粮的百分比。

根据上面的时序图，进行编写超声波驱动。

void GetDistance(float *distance) {static unsigned long start_time = 0, time = 0;IotGpioValue value = IOT_GPIO_VALUE0;unsigned int flag = 0;IoTWatchDogDisable();hi_io_set_func(GPIO_8, GPIO_FUNC);IoTGpioSetDir(GPIO_8, IOT_GPIO_DIR_IN);IoTGpioSetDir(GPIO_7, IOT_GPIO_DIR_OUT);IoTGpioSetOutputVal(GPIO_7, IOT_GPIO_VALUE1);hi_udelay(20);IoTGpioSetOutputVal(GPIO_7, IOT_GPIO_VALUE0);while (1) {IoTGpioGetInputVal(GPIO_8, &value);if ( value == IOT_GPIO_VALUE1 && flag == 0) {start_time = hi_get_us();flag = 1;}if (value == IOT_GPIO_VALUE0 && flag == 1) {time = hi_get_us() - start_time;start_time = 0;break;}}*distance = time * 0.034 / 2;printf("distance is %f\r\n",*distance);return ;}

3、Flask服务端开发

（1）创建数据库对象

创建的这些对象，是我们可以通过SQLAlchemy的方法去操控数据库。

'''识别记录表'''class identificationRecord(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)name = db.Column(db.String(128))state = db.Column(db.Integer)date_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.datetime.now)def return_json(self):return {'id':self.id,'name': self.name,'state':self.state,'date_time':self.date_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}'''状态标记表'''class tateTag(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)cv2state = db.Column(db.Integer)magstate= db.Column(db.Integer)date_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.datetime.now)def return_json(self):return {'id':self.id,'cv2state': self.cv2state,'magstate':self.magstate,'date_time':self.date_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}def clear(self):self.cv2state= 0self.magstate= 0self.date_time = datetime.datetime.now()'''定时记录表'''class timerOfFeeding(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)name = db.Column(db.String(128))hour = db.Column(db.Integer)minute = db.Column(db.Integer)weight = db.Column(db.Integer)date_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.datetime.now)def return_json(self):return {'id': self.id,'name':self.name,'hour':self.hour,'minute':self.minute,'weight':self.weight,'date_time':self.date_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}'''喂食记录表'''class feedingRecords(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)name = db.Column(db.String(128))manualfeeding = db.Column(db.Integer)automaticfeeding = db.Column(db.Integer)date_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.datetime.now)def return_json(self):return {'id': self.id,'name':self.name,'manualfeeding':self.manualfeeding,'automaticfeeding':self.automaticfeeding,'date_time':self.date_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}余粮记录表'''class surplusGrainRecord(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)name = db.Column(db.String(128))weight = db.Column(db.Integer)date_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.datetime.now)def return_json(self):return {'id':self.id,'name': self.name,'weight':(self.weight/10),'date_time':self.date_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}

（2）识别猫脸接口

通过add_resource方法使getImage方法和/服务器地址进行绑定。

class getImage(Resource):def get(self):image_url = "http://192.168.0.150:8080/stream.mjpg"classfier= cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalcatface.xml")imgResp=urllib.request.urlopen(image_url)imgNp=np.array(bytearray(imgResp.read()),dtype=np.uint8)img=cv2.imdecode(imgNp,-1)print(type(img))grey = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)faceRects = classfier.detectMultiScale(grey, scaleFactor = 1.2, minNeighbors = 3, minSize = (32, 32))if len(faceRects) > 0:#大于0则检测到猫脸for faceRect in faceRects:#单独框出每一张猫脸x, y, w, h = faceRectcv2.rectangle(img, (x - 10, y - 10), (x + w + 10, y + h + 10), (0, 255, 0), 2)duf = identificationRecord( name= 'cat' , state = len(faceRects))db.session.add(duf)buff = tateTag.query.first()buff.cv2state = 1buff.date_time = datetime.datetime.now()db.session.commit()image = cv2.imencode('.jpg',img)[1]ss = base64.b64encode(image)return{"state":"true","data":"data:image/jpg;base64,"+ss.decode('ascii')}

（3）接口讲解

该项目我们封装了很多的接口给应用端使用。

封装好的接口，我们可以使用Postman对接口进行测试。

4、摄像头开发

摄像头开发主要时实现，将图片发送到服务器。

使用StreamingServer创建server服务，对请求返回实时的图片。

class StreamingOutput(object):def __init__(self):self.frame = Noneself.buffer = io.BytesIO()self.condition = Condition()def write(self, buf):if buf.startswith(b'\xff\xd8'):\# New frame, copy the existing buffer's content and notify all\# clients it's availableself.buffer.truncate()with self.condition:self.frame = self.buffer.getvalue()self.condition.notify_all()self.buffer.seek(0)return self.buffer.write(buf)class StreamingHandler(server.BaseHTTPRequestHandler):def do_GET(self):elif self.path == '/stream.mjpg':self.send_response(200)self.send_header('Age', 0)self.send_header('Cache-Control', 'no-cache, private')self.send_header('Pragma', 'no-cache')self.send_header('Content-Type', 'image/jpeg')self.end_headers()with output.condition:output.condition.wait()frame = output.frameself.wfile.write(frame)self.wfile.write(b'\r\n')else:self.send_error(404)self.end_headers()class StreamingServer(socketserver.ThreadingMixIn, server.HTTPServer):allow_reuse_address = Truedaemon_threads = Truewith picamera.PiCamera(resolution='720x420', framerate=24) as camera:output = StreamingOutput()camera.rotation = 270camera.start_recording(output, format='mjpeg')try:address = ('', 8080)server = StreamingServer(address, StreamingHandler)server.serve_forever()finally:camera.stop_recording()

5、3D模型开发

四、常见问题解决

1、hi3861 经常网络断开

可能是因为WiFi测试打开了，导致WiFi断开，同时也可以在这里关闭所有的测试，这样串口打印log的数据就非常干净，不会再收到Test打印log的影响。

​​想了解更多关于开源的内容，请访问：​​

​​51CTO开源基础软件社区​​

​​https://ost.51cto.com​​。

责任编辑：jianghua 来源：51CTO开源基础软件社区 智能喂食器鸿蒙