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基于BearPi套件开发的智能儿童手表系统

作者：Cpp五条 | 2024-03-23 12:01:03

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bearpi

一、介绍

本项目是基于BearPi套件开发的智能儿童手表系统，该系统通过与GSM模块（型号：SIM808）的通信来实现通话和定位功能。智能儿童手表系统可以通过云和手机建立连接，同步时间和获取天气信息，通过手机下达日程安排到儿童手表，并显示在儿童手表的屏幕端，还可以通过SIM808模块获取地理位置信息，接收和拨打电话等功能。

1. 产品示意图

二、快速上手

1.开发环境准备：

1. 硬件准备

bear派开发板套件	x1
SIM808通信板	x1
预装HarmonyOS手机	x1

2. 开发环境搭建

安装Hi3861开发环境，请参考 Hi3861搭建环境

源码下载&编译准备，请参考代码下载和编译准备

编译和烧录，请参考编译烧录

3.代码改动

由于3861的task数量有限，需要屏蔽掉一些任务：

在文件夹device/bearpi/bearpi_hm_nano/sdk_liteos/build/config/usr_config.mk内屏蔽掉AT相关的任务。 #CONFIG_AT_SUPPORT=y

在文件vendor/team_x/common/iot_boardled/iot_boardled.c屏蔽掉灯的任务。

// g_ledFlashController.taskID = osThreadNew((osThreadFunc_t)LedTaskEntry, NULL, (const osThreadAttr_t *)&attr);

2. 代码目录结构

代码目录：

3.操作前的一些准备工作

1.硬件调整

把E53板上的接口2与主板断开，此管脚复用为跑步计数器的中断引脚，会影响F2按键功能。把E53板上的拨档开关置为OFF，打开串口的TX(IO06)功能。具体见下图：

2.串口线连接

小熊派板卡与SIM808串口线连接方法如下：

串口	小熊派端	SIM808通信模块
GND	GND	GND(J6接口)
TX	UART_TX(IO06)	RXD(J6接口)
RX	UART_RX(IO05)	TXD(J6接口)

具体实物图如下：

3.电源和天线连接

安装电源线和天线，最后的总的线材连接如下图：

4.操作说明

1.开发板上电

在小熊派开发板和SIM808模块都连接上电源后，先按小熊派复位按钮，启动小熊派开发板。然后再按SIM808模块的电源波动开关,然后按SIM808模块的POWER按键3秒以上。具体如下：

2. 碰一碰配网

第一次使用小熊派板卡需要写NFC标签，具体操作见相关操作文档设备连接NFC配置指南。

按复位键重启手表设备，在上电的过程中按下F2键，进入碰一碰配网模式，使用带有鸿蒙系统的手机接触NFC感应区。然后手机跟设备互动，无感配置网络。碰图如下：

配网成功后，设备端LCD进入主页面显示，儿童手表会连接IOT云端服务器，注册成功后手机端显示如下：

设备端LCD会点亮屏幕并进入显示主页面。

3.主界面显示时间和天气信息

开机后会获取时间和天气信息，显示内容具体如下：

4.设置联系人和拨打电话

手机端设置紧急联系人电话号码：在手机端的儿童手表详情页，点击紧急联系人菜单的【+】,具体如下图：

设置需要拨打的电话号码，暂时支持设置两个电话号码：

第一个电话号码：father:18688888888

第二个电话号码：mother:18689999999

具体操作如下：

删除联系人的操作跟上面的步骤类似，在紧急联系人选项列表中选择【-】操作，不做过多赘述。

手机端设置完电话号码后，然后短按手表端的F2按键，进入拨打号码界面，具体如下：

长按儿童手表的F2按键3秒以上，进入电话簿界面，然后再短按F2按键可选择联系人，最后长按F2按键保存并退出，下次再次短按F2按键就拨打上次选择的号码。具体如下图：

5.接电话

若有电话打入，设备端会进入来电显示界面，可以短按F2接听，然后再次短按F2可挂断电话。来电界面如下：

6.GPS地理位置上报

GPS位置上报。若设备端与SIM808模块通过串口已连接，上电后会设备会控制SIM808通过命令打开GPS的POWER，然后查询GPS信息，由于此模块属于2G信号，反应比较慢，需要等待2分钟左右，模块需要放置在室外比较空旷的位置才能获取到位置信息。获取到的地理位置显示在手机端的儿童手表详情页界面，具体如下：

7.日程安排设置：

在手机端的“日程”界面，选择右上角的“+”按钮。弹出“新增日程”菜单项，如下图：

写入日程名称，例如“起床”，现可选择【起床，吃饭，睡觉，吃药，喝水，写作业】，如下图：

【通知成员】选项选择需要通知的设备，如下图：

【相关设备】选项选择需要操作的设备，如下图：

开始时间和结束时间选择需要通知的时间，如下图：

提醒方式可选择需要周几提醒，如下图：

最后选择【√】下发日程到设备端。然后等待时间到，设备端提示相关信息。

基于BearPi套件开发的智能儿童手表系统项目详情

1. 概述

2. 项目原理

该智能手表项目具体原理如下：

首先，智能手表需要连接网络，注册到iot的云端服务器。
然后，手机端创建日程并将相关日程信息发送到云端。
最后，云端推到设备端，设备端保存日程信息并计时。当时间到了，智能手表做相应的信息提醒。

3. BearPi-HM Nano开发板特点

BearPi-HM Nano开发板是一块专门为HarmonyOS设计的开发版。其大小为：73.2mm * 62.7mm * 11.1mm，外型上延续了三段式设计，板上搭载有丰富的资源外设。且板载高度集成2.4GHz WLAN SoC芯片Hi3861，并板载NFC电路及标准的E53接口，标准的E53接口可扩展智能加湿器、智能台灯、智能安防、智能烟感等案例。

芯片	Hi3861V100
架构	RISC-V
主频	160MHz
工作电压	1.8V～3.3V
内存	SRAM 352KB ROM 288KB Flash 2MB
通用规格	• 1x1 2.4GHz 频段（ch1～ch14） • PHY 支持 IEEE 802.11b/g/n • MAC 支持 IEEE802.11 d/e/h/i/k/v/w • 内置 PA 和 LNA，集成 TX/RX Switch、Balun 等 • 支持 STA 和 AP 形态，作为 AP 时最大支持 6 个 STA 接入 • 支持 WFA WPA/WPA2 personal、WPS2.0 • 支持与 BT/BLE 芯片共存的 2/3/4 线 PTA 方案 • 支持 RF 自校准方案

4. 参考资料

社区地址：

OpenHarmony-SIG/knowledge_demo_smart_home - Gitee.com

操作指导文档：

dev/docs/smart_watch/README.md · OpenHarmony-SIG/knowledge_demo_smart_home - Gitee.com

BearPi-HM Nano开发板资料链接：

BearPi-HM_Nano: 小熊派BearPi-HM Nano开发板基于HarmonyOS的源码

小熊派-HarmonyOS·季(BearPi-HM Nano)

资料导航

No	类别	路径
1	开发板硬件资料	applications/BearPi/BearPi-HM_Nano/docs/board
2	快速上手教程	applications/BearPi/BearPi-HM_Nano/docs/quick-start/
3	案例代码列表	applications/BearPi/BearPi-HM_Nano/sample/
4	视频学习地址	B站
5	视频课程PPT	applications/BearPi/BearPi-HM_Nano/docs/board/课程配套PPT
6	常见问题	ISSUES

一、BearPi-HM Nano 开发板介绍

小熊派-HarmonyOS·季（BearPi-HM Nano）是一款由小熊派专为HarmonyOS系统打造的HarmonyOS开发板。

采用IoTCluB的E53接口标准，可接入所有的E53案例扩展板。
主控为WiFi SOC Hi3861，160MHz主频，SRAM 352KB、ROM 288KB、2M Flash。
板载NFC Forum Type 2 Tag芯片及天线，可实现HarmonyOS“碰一碰”功能。
一根TypeC USB线，即可实现供电、下载、调试等多种功能。

二、快速上手（十分钟上手）

如果您想快速的体验一下HarmonyOS的源码[获取]、[编译]、[烧录]过程，强烈建议您学习以下教程，这能让您在环境安装环节省下不少时间。

1、视频教程（B站）

开发环境搭建(简单)—十分钟快速上手

2、文档（Gitee）

VMware 镜像版本：十分钟上手体验

三、手把手教程系列

如果您想学习HarmonyOS系统的环境搭建，并想了解整个从0到1的过程，建议您跟着我们一步一步的学习。需要告诉您的是，HarmonyOS系统的环境搭建所涉及的领域及组件会比较多，您需要严格按照我们的教程执行每一步，否则可能会出现不能预知的错误。

1、视频系列（B站）对应PPT地址

2、文档系列（Gitee）

四、BearPi-HM_Nano 案例开发

BearPi-HM Nano提供多个案例，案例以A、B、C、D进行不同类别进行分级，方便初学者由浅入深逐步学习。您拿到工程后经过简单的编程和下载即可看到实验现象。下面依次对A/B/C/D类进行介绍：

A1 - A99：内核类
B1 - B99：基础外设类
C1 - C99：E53传感器类
D1 - D99：物联网类

例程列表如下所示：

编号	类别	例程名	说明
A1	内核	thread	任务交替打印
A2	内核	timer	定时器
A3	内核	event	事件
A4	内核	mutex	互斥锁
A5	内核	semp	信号量
A6	内核	message	消息队列
B1	基础	led_blink	红色 LED 不间断烁
B2	基础	button	按键控制LED灯亮灭
B3	基础	pwm_led	红色 LED 呼吸灯
B4	基础	adc_mq2	ADC读取电压
B5	基础	i2c_bh1750	I2C读取NFC标签
B6	基础	basic_uart	UART自发自收
C1	E53传感器	e53_sf1_example	驱动烟雾传感器 MQ2
C2	E53传感器	e53_ia1_example	驱动温湿度传感器 SHT30
C3	E53传感器	e53_sc1_example	驱动光强传感器 BH1750
C4	E53传感器	e53_sc2_example	驱动 6 轴陀螺仪 MPU6050
C5	E53传感器	e53_is1_example	驱动人体红外传感器
D1	物联网	iot_wifi_ap	Wifi热点创建
D2	物联网	iot_wifi_sta_connect	Wifi联网
D3	物联网	udp_client	使用 Socket 实现 UDP 客户端
D4	物联网	tcp_server	使用 Socket 实现 TCP 服务端
D5	物联网	iot_mqtt	使用 Paho-MQTT 软件包实现 MQTT 协议通信
D6	物联网	iot_cloud_oc_sample	接入华为IoT 云平台
D7	物联网	iot_cloud_onenet_sample	接入中国移动 OneNET 云平台
D8	物联网	iot_cloud_oc_smoke	基于华为IoT平台的智慧烟感案例
D9	物联网	iot_cloud_oc_light	基于华为IoT平台的智慧路灯案例
D10	物联网	iot_cloud_oc_manhole_cover	基于华为IoT平台的智慧井盖案例
D11	物联网	iot_cloud_oc_infrared	基于华为IoT平台的智慧人体感应案例
D12	物联网	iot_cloud_oc_agriculture	基于华为IoT平台的智慧农业案例
D13	物联网	iot_cloud_oc_gps	基于华为IoT平台的智慧物流案例

五、源码目录简介

小熊派的源码目录延续OpenHarmony官方目录结构，以下是源码目录的说明：

目录名	描述
applications	BearPi-HM_Nano应用程序样例
base	基础软件服务子系统集&硬件服务子系统集
build	组件化编译、构建和配置脚本
domains	增强软件服务子系统集
drivers	驱动子系统
foundation	系统基础能力子系统集
kernel	内核子系统
prebuilts	编译器及工具链子系统
test	测试子系统
third_party	开源第三方组件
utils	常用的工具集
vendor	厂商提供的软件
build.py	编译脚本文件

六、开发板图片预览（淘宝链接）

七、小熊派BearPi-IoT开发套件

小熊派IoT开发套件，是一款基于MCU的物联网开发板。小巧精致，支持多种通信方式和案例扩展，具有强大的可扩展性。是IoT开发者学习IoT知识、完成产品及解决方案设计的应用产品。

亮点

支持多种通信
支持E53接口标准
板载ST-Link

说明：

（1）主板+通信（WIF+NB-IoT)+扩展板（智慧路灯+智慧烟感+智慧农业+智慧物流+智慧井盖+人体红外）

（2）主板+通信（WIFI+NB-IoT+2G+HiLink)+扩展板（智慧路灯+智慧烟感+智慧农业+智慧物流+智慧井盖+人体红外）

系统要求：
（1）Windows OS（7,8 and 10）
（2）USB Type-A to Micro USB cable
开发工具：
KeiI:MDK-ARM
GCC-base IDEs includeing free LiteOS Studio
通信：
（1）2G
（2）WIFI
（3）NB-IoT
传感器：
（1）智慧城市
（2）智慧家居
（3）智慧消防
（4）智慧农业
（5）智慧物流
……
IoTCluB E53 全系列案例扩展板
每个案例都有配备应用DEMO及手机APP使用源码。
支持平台：
（1）电信EasyIoT
（2）华为OceanConnect
（3）移动OneNET
测试工具：
拥有微信小程序版本的云端测试工具，和E53案例一一对应。
主板特性：
（1）CPU: STM32L431RCT6, 80MHz
（2）显示屏： 1.3’ TFT，240*240 分辨率
（3）存储： 256K Flash，64KB SRAM
（4）系统： LiteOS（推荐）、NO-OS、FreeRTOS、RT-Thread、AliOS Things
（5）LED 灯：上电指示 LED，红色；下载指示 LED，橙色；用户定义 LED，蓝色
（6）外扩 Flash：外扩 8MB SPI Flash
（7）烧录器：On-board ST-Link V2.1
（8）按键：复位 1个，功能 2个
（9）主板供电：通过 USB 5V 供电或者外部 5V 供电
（10） SD 卡：系统支持最大 32Gb 的 SD 卡存储扩展
电源特性：
（1）Micro USB 接口，5V 供电
（2）内部有 5V 转 3.3V 的 DCDC
（3）MCU 供电电压为 3.3V，系统 IO 电压也为 3.3V
调试接口：
（1）USB 转 ST-Link
（2）ST-Link 虚拟串口
XTAL：
（1）8MHz
（2）32.768KHz
预留通用接口：
（1）WAN interface（UART）
（2）I2C*2
（3）SPI*2
（4）ADC*1
（5）UART*3
下载调试：
（1）板载ST-LINK V2.1
（2）虚拟串口
（3）U盘拖拽下载

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