基于鸿蒙系统的智能衣柜管理系统设计与实现_kaic_智能衣柜的设计与实现

摘  要

随着城市的扩大与科学技术的发展，人们逐渐开始关注衣柜功能的改进，存储效果的优化和智能使用的升级。个性化、功能化、智能化的衣柜将出现在人们的家庭生活中，并且起到重要作用。
为了满足当前人们对智能衣柜的需求，本设计将采用华为公司面向物联网时代的操作系统-鸿蒙操作系统进行智能衣柜管理系统的设计与实现，衣柜的管理系统需要采集衣柜的环境参数，因此采用Hi3861V100芯片作为主控芯片采集数据并处理后做出控制，该系统将鸿蒙操作系统作为下位硬件及上位终端共同的底层操作系统，产品的软硬件两部分都处在共同的鸿蒙系统生态中，通过WIFI进行软硬件通信以达到控制终端与衣柜互联互通的目的。下位硬件与上报给上位终端数据主要为：基于模块监测的环境数据（温湿度数据、光照数据），功能指令数据，功能状态数据等。在下位硬件和上位终端实现通信的基础上，用户最终可通过上位终端上的监控软件对下位硬件的环境数据进行查看、对功能状态进行操作。
关键词：智能家居；鸿蒙系统；物联网；网络传输

ABSTRACT

With the expansion of the city and the development of science and technology, people gradually began to pay attention to the improvement of wardrobe functions, the optimization of storage effects and the upgrading of intelligent use. Personalized, functional and intelligent wardrobes will appear in people's family life and play an important role.
In order to meet the current demand for smart wardrobes, this design will use Huawei's operating system for the Era of The Internet of Things - HarmonyOS for the design and implementation of smart wardrobe management system, the wardrobe management system needs to collect the environmental parameters of the wardrobe, so the Hi3861V100 chip is used as the main control chip to collect data and make control after processing, the system will be HarmonyOS as the lower hardware and the upper terminal common underlying operating system, Both parts of the product's software and hardware are in the common HarmonyOS ecology, and the software and hardware communication is carried out through WIFI to achieve the purpose of interconnection between the control terminal and the wardrobe. The lower hardware and the data reported to the upper terminal are mainly: the environmental data (temperature and humidity data, lighting data), functional command data, functional status data, etc. based on module monitoring. On the basis of the communication between the lower hardware and the upper terminal, the user can finally view the environmental data of the lower hardware and operate on the functional status through the monitoring software on the upper terminal.
Keywords: Smart home;  HarmonyOS;  Internet of Things;  network transmission

目  录

1 绪 论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 鸿蒙生态发展规模
1.2.2 智能家居市场发展规模
1.2.3 智能家居发展问题
1.2.4 国外研究现状
1.3 选题的意义
1.4 本论文的结构安排
2 智能衣柜管理系统需求分析和关键技术
2.1 功能需求分析
2.1.1 系统功能需求分析
2.1.2 硬件模块及主要功能
2.1.3 软件模块及主要功能
2.2 关键技术
2.2.1 HarmonyOS简介
2.2.2 分布式软总线
3 系统设计与实现
3.1 系统总体设计
3.2 主要功能
3.3 硬件基本架构与实现
3.3.1 单片机
3.3.2 传感器
3.4 软件系统设计与实现
3.4.1 系统移植
3.4.2 终端
3.4.3 下位设备
3.4.4 设备、终端通信
4 系统效果展示
4.1 系统设计整体展示
4.2 系统设计功能展示
4.2.1 环境监测功能
4.2.2 报警值修改功能
4.2.3 消毒杀菌功能
4.2.4 防潮除湿功能
4.2.5 穿衣建议功能
5 系统的测试
5.1 测试目的
5.2 系统功能测试
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 系统总结
6.2 系统展望
参考文献
致  谢

1 绪 论

1.1 研究背景
自改革开放以来，我国一直在高速发展的快车道上，我国从百废待兴的历史时期稳步且快速的走进了建设现代化社会的历史时期。在此过程中，中国从曾经靠低廉人力打开市场的制造大国，一步一步变为了如今靠高端科技占领市场的创新大国。从遵守他国制定的规则慢慢变为了规则的制定者。
智能家居领域就是一个我们国家参与制定规则的新兴行业，在智能家居领域不断发展的过程中，智能衣柜产品也应运而生，但纵观目前市面上现存的智能衣柜产品更加偏向于特殊衣物保养护理，且此类智能衣柜产品存在价格高昂、应用场景单一等问题，而普适性的智能衣柜产品则数量较少，并且有着功能匮乏等问题。并且由于我国在智能家居领域规则制定的积极参与，市面上已经有了许多套不同的智能家居通讯方案，这些不同方案之间由于长期的独立发展，在终端互联互通这一智能家居最重要的特点和优势上，反而有着很大问题。
本课题目的是针对上文所述行业中存在的“痛点”提供解决方案，希望平衡功能和成本解决价格高昂和功能匮乏的问题，同时通过接入鸿蒙生态改变互联互通困难的问题，从而扩展智能衣柜产品的应用场景和目标用户。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 鸿蒙生态发展规模
研究基于鸿蒙生态的产品，首先要了解目前鸿蒙生态的发展情况。
根据大会公布的数据，截至目前，鸿蒙OS已在超过1.5亿台智能手机、平板、手表、智慧屏等设备上应用，预计到年底将达到2亿台；与此同时，超过1800个合作伙伴通过鸿蒙智联（HarmonyOS Connect）接入鸿蒙生态，目前已上架4000款产品。在鸿蒙的助力下，生态设备2021年新增发货量超过6000万台。[1-5]
由上述统计数据可以看出，基于HarmonyOS的全新生态已初步成型。
1.2.2 智能家居市场发展规模
在了解了鸿蒙生态如此庞大的市场发展规模后，我们接下来应将目光放在衣柜品类的发展上，但纵观整个智能家居市场，衣柜品类的智能家居产品在数量和规模上，所占市场份额都相对较少，因此这里讨论整个智能家居大行业的发展规模。
中国智能家居市场规模在2016年已达2608.5亿元，在2017年达到3342.3亿元，同比增长24.8%。预计未来3年内，智能家居市场将保持21.4%的年复合增长率，到2020年市场规模将达到5819.3亿元[6]。
从上述统计数据来看，智能家居市场处于稳步增长状态，整体市场氛围积极向好。
1.2.3 智能家居发展问题
虽然智能家居市场的发展前景一片大好，但是也不能忽视其中存在的问题：
①　消费者满意度不高：消费者在使用自己购买到的智能家居产品时，基本都会由于实际的使用体验与自己需要的功能不完全符合，或是不同公司产品功能同质化严重，无法满足自己产生的实际新需求而衍生出对智能家居产品满意度不高的问题。
②　消费者认知程度低：受访者中应用最广泛的智能家居系统是单元（家庭）对讲系统和照明控制系统，其中42.37%的受访者未使用过其他智能家居系统。在现实生活中，近一半的受访者没有使用智能家居设备，其余的只使用最便宜、最基本的智能家居设备。所以,实际上大多数被调查者对智能家居的认知程度是很低的[7]。
③　产品实用性偏低：消费者在使用智能家居产品时，往往发现有许多自己全然不需要的功能，而且这样的功能还在不断增加，甚至在数量上超过了用户原本的常用功能。这样的产品从实际功能的应用上来说，产品实用性偏低。究其原因，皆是由于生产公司将产品作为炫耀自己技术能力的工具，而忽略了实际的用户体验。
④　系统不同交互困难：市面上已经有了许多套不同的智能家居通讯方案，这些不同方案之间由于长期的独立发展，在终端互联互通这一智能家居最重要的特点和优势上，反而有着很大问题[8][9]。
1.2.4 国外研究现状
由于一些国际上的因素，鸿蒙系统在国外的市场发展基本停滞，因此这里国外的智能家居发展情况与中国基本类似。
在欧洲家电市场，我们主要研究目前智能家居和家电的发展。智能家居环境中的其他类别设备（如娱乐设备）有特定的销售数字，但对于智能设备，该研究显示没有特定的销售。虽然数据没有像智能家居市场的其他产品类别那样显示销量，但智能家电销量的增长是显而易见的，销量最高的智能家居产品是具有定制洗衣程序等功能的智能洗衣机，其次是智能冰箱。
智能家居需要与能源和互联网提供商等多个机构合作，以发挥多方面的潜力。如今，智能家居、智慧城市和物联网等新的通用术语经常出现在欧盟政策文件和社会上。随着智能手机和个人电脑的普及，互联网相关应用已成为人们生活的基本需求，不仅满足业务需求，也满足许多发达国家的需求。[10-12]
1.3 选题的意义
本项目对学生而言，这是对基于鸿蒙系统产品开发的一次尝试，可以提高学生对底层系统的理解，也可以测试鸿蒙系统的开发难度和开放程度，为今后的开发者提供更多的可能性。
对系统开发商而言，接入鸿蒙生态的开发模式能够得到华为官方工程师的技术支持，相比于完全自主开发一套全新的系统，在开发时有更多的路径可以参考，在成功开发一套产品后，开发的技术经验也同样可以复用到同样以鸿蒙系统为底层的产品开发中。
对产品用户而言，接入鸿蒙系统只是生活中的华为系产品变多了，某一个产品的单一体验并无实质上的差异，有的只是互联互通体验上的区别。
1.4 本论文的结构安排 
本论文的结构和章节如下：
第一章：简要说明当前系统的研究背景和应用；
第二章：基于鸿蒙系统的智能衣柜管理系统功能分析及关键技术介绍；
第三章：系统总体设计，分析出原理图和流程图，描述系统的主要软硬件结构，该系统设计和实现的主要功能；
第四章：通过测试不断优化已实现的功能；
第五章：系统设计和开发过程的总结和审查。
第六章：项目总结以及未来展望