本书系统地介绍了OpenHarmony轻量设备开发的必备知识。在本书完稿时，相关课程已经在高校完成了三个学期的教学，并持续优化迭代。本书的学习门槛低、内容深入浅出、知识结构合理。本书注重知识间的关联性、连贯性和阶梯性，将计算机理论知识和OpenHarmony实践紧密结合，更加注重实践内容对理论理解的反哺，同步培养知识和能力，“授人以鱼，并且授人以渔”。本书的内容支持目前所有在用的OpenHarmony版本，并且有能力支持未来的新版本，注重教/学效率，创立了“OpenHarmony轻量设备教/学全家桶”。全书共分10章，包括OpenHarmony及其开发套件、搭建OpenHarmony开发环境、OpenHarmony开发入门、OpenHarmony内核编程接口、控制I/O设备、感知环境状态、OLED显示屏的驱动和控制、控制Wi-Fi、网络编程及MQTT编程。本书适合高等院校作为建设OpenHarmony课程的指定教材，可以完善相关专业人才培养体系，也非常适合个人或企业开发者阅读学习。

亲爱的读者朋友，您好！本书将带您进入OpenHarmony的知识殿堂。 OpenHarmony是一个完整的操作系统，在现阶段（截至2023年4月）我们可以使用OpenHarmony开发轻量设备、复杂的富媒体设备，也可以只开发OpenHarmony的上层应用（类似于安卓平板电脑/安卓手机App开发）。本书重点介绍的是轻量设备的相关开发，具备软硬件结合的特性。因此，上层应用开发（纯软件方向）、硬件设计与制造（纯硬件方向）不是本书介绍的重点内容。 在本书中，您将会系统地学习OpenHarmony轻量设备开发的必备知识。 本书有以下几个特点： 第一，学习门槛较低，便于快速入门、快速学习核心知识。入门的门槛高，是现阶段很多OpenHarmony初学者遇到的最大的困难。为了解决这个痛点问题，我将OpenHarmony的知识体系进行了完整的梳理，将知识呈现的方式进行了优化。只有“踏平门槛”，才能让初学者轻松入门、愉悦地进入OpenHarmony的知识殿堂。 第二，文字通俗易懂，内容的呈现由浅入深，阶梯性强。作为一名从业20余年并撰写过十余本高校教材的高等教育工作者，我深知阅读一本过于“文言化”的技术类图书是非常头疼的。因此，我将文字通俗化，让您能够阅读得轻松、理解得透彻，这是本书的重要着力点。另外，我非常尊重学习的规律，将OpenHarmony的知识体系从易到难逐级展开，并且注重知识间的关联性、连贯性和阶梯性。您在阅读本书时会发现，每向前走一步，都会有一种水到渠成的感觉。这将使您持续地拥有学习动力和积极的学习心态，不会出现“从入门到放弃”的尴尬结果。从这个角度来讲，本书非常适合个人开发者作为上手OpenHarmony开发的“第一本书”。 第三，将计算机的理论知识和OpenHarmony实践紧密结合，并以案例驱动。我会打通理论和实践环节，让您学有所用。比如，大学本科阶段的计算机专业设置了“数字电路”“操作系统”“数据结构”“计算方法”“C语言程序设计”“计算机网络”“数据库原理”等课程。对这些课程中的相关理论知识，我都进行了恰当的融合。理论可以指导实践，而实践反过来又能帮助我们加深对理论的理解。从这个角度来讲，本书不仅适合个人开发者阅读学习，还非常适合高校将其作为建设OpenHarmony应用型课程的教材，完善计算机专业人才培养体系。 第四，本书有对应的慕课视频，视频与本书章节同步、内容翔实，时长达到了1440分钟以上。在慕课中，我会“手把手”地教学，带着您逐行编程，您可以边看边练。这样可以帮助您快速地消化理论和实践知识，并且建立“编程感”。 第五，本书采用了“知识主线+能力辅线”的双线结构。我既讲授知识本身，又培养您的自主学习能力，也就是人们常说的“授人以渔”。

目　　录 第1章 OpenHarmony及其开发套件　|　1 1.1 初识OpenHarmony　|　2 1.1.1 OpenHarmony是什么　|　2 1.1.2 OpenHarmony的重要性　|　3 1.1.3 OpenHarmony南向开发与北向开发　|　4 1.1.4 OpenHarmony的版本　|　5 1.1.5 OpenHarmony官网　|　7 1.1.6 OpenHarmony官网文档获取　|　8 1.1.7 本书内容概述　|　8 1.1.8 学习本书需要的基础知识　|　9 1.2 润和Pegasus智能家居开发套件简介　|　10 1.2.1 海思Hi3861V100芯片简介　|　11 1.2.2 核心板　|　12 1.2.3 底板　|　14 1.2.4 交通灯板　|　15 1.2.5 炫彩灯板　|　16 1.2.6 环境监测板　|　17 1.2.7 OLED显示屏板　|　18 1.2.8 NFC扩展板　|　19 1.2.9 开发套件的组装　|　20 1.2.10 轻量系统开发快速入门　|　23 第2章 搭建OpenHarmony开发环境　|　26 2.1 搭建开发环境（Windows系统）　|　26 2.1.1 安装虚拟机工具　|　26 2.1.2 安装CH340芯片驱动　|　31 2.1.3 安装串口调试工具　|　31 2.1.4 安装开发工具　|　35 2.1.5 安装烧录工具　|　37 2.1.6 首次烧录运行　|　39 2.2 搭建编译环境（Ubuntu系统）　|　43 2.2.1 安装Ubuntu系统　|　43 2.2.2 配置编译环境　|　56 2.2.3 使用预搭建的编译环境　|　63 2.3 下载和编译OpenHarmony源码　|　67 2.3.1 获取OpenHarmony源码　|　67 2.3.2 源码目录简介　|　73 2.3.3 编译源码　|　73 2.3.4 烧录固件　|　75 2.3.5 在智能家居开发套件上运行　|　78 2.3.6 OpenHarmony的系统架构　|　79 2.4 构建开发网络　|　81 2.4.1 物联网　|　81 2.4.2 构建适用于个人和团队的开发网络　|　82 2.4.3 构建适用于学校机房的开发网络　|　83 2.4.4 AT命令介绍　|　90 2.4.5 使用AT命令建立网络连接　|　91 2.4.6 使用MobaXterm脚本快速联网　|　93 第3章 OpenHarmony开发入门　|　95 3.1 HelloWorld　|　95 3.1.1 编写程序源码　|　95 3.1.2 编译源码　|　98 3.1.3 烧录固件　|　98 3.1.4 通过串口调试工具查看程序的运行结果　|　98 3.1.5 OpenHarmony系统启动的8个阶段　|　99 3.1.6 VS Code的IntelliSense设置　|　100 3.1.7 VS Code解析.gn文件　|　102 3.1.8 屏蔽OpenHarmony内置的XTS　|　103 3.1.9 快速查找文件和代码　|　104 3.1.10 快速重复烧录和测试最佳实践方案　|　105 3.2 轻量系统的编译构建　|　107 3.2.1 OpenHarmony的编译构建系统　|　107 3.2.2 编译构建系统的配置规则　|　111 3.3 编译构建系统的使用　|　122 3.3.1 案例：新增组件　|　122 3.3.2 案例：新增产品解决方案　|　125 3.3.3 案例：组件/模块开发　|　129 3.4 轻量系统的数据持久化　|　135 3.4.1 数据持久化概述　|　135 3.4.2 键值存储　|　136 3.4.3 键值存储案例程序　|　139 3.4.4 文件操作　|　142 3.4.5 文件操作案例程序　|　142 第4章 OpenHarmony内核编程接口　|　146 4.1 OpenHarmony内核简介　|　146 4.1.1 内核子系统　|　146 4.1.2 轻量系统内核简介　|　148 4.1.3 小型系统内核简介　|　150 4.1.4 标准系统内核简介　|　152 4.1.5 CMSIS简介　|　153 4.1.6 CMSIS-RTOS2　|　154 4.2 线程管理　|　155 4.2.1 线程　|　156 4.2.2 API介绍　|　156 4.2.3 内核编程的VS Code IntelliSense设置　|　158 4.2.4 案例程序1　|　159 4.2.5 案例程序2　|　162 4.3 通用等待功能　|　166 4.3.1 时间管理　|　167 4.3.2 API介绍　|　169 4.3.3 案例程序　|　172 4.4 定时器管理　|　176 4.4.1 软定时器　|　176 4.4.2 API介绍　|　177 4.4.3 案例程序　|　179 4.5 互斥锁管理　|　183 4.5.1 互斥锁　|　183 4.5.2 API介绍　|　190 4.5.3 案例程序　|　192 4.6 信号量管理　|　196 4.6.1 信号量　|　197 4.6.2 API介绍　|　200 4.6.3 案例程序　|　202 4.7 消息队列管理　|　210 4.7.1 消息队列　|　211 4.7.2 API介绍　|　213 4.7.3 案例程序　|　214 第5章 控制I/O设备　|　220 5.1 GPIO输出电平　|　220 5.1.1 GPIO　|　220 5.1.2 轻量设备的IoT接口现状　|　221 5.1.3 相关API介绍　|　223 5.1.4 核心板的可编程LED灯介绍　|　225 5.1.5 IoT编程的VS Code IntelliSense设置　|　225 5.1.6 案例程序　|　226 5.1.7 给未知函数或库增加IntelliSense　|　228 5.2 GPIO按键输入　|　229 5.2.1 轮询与中断　|　229 5.2.2 相关API介绍　|　230 5.2.3 核心板的按键介绍　|　231 5.2.4 案例程序：轮询方式　|　231 5.2.5 案例程序：中断方式　|　235 5.2.6 案例程序：中断方式低能耗　|　238 5.3 PWM输出方波　|　241 5.3.1 PWM　|　241 5.3.2 相关API介绍　|　246 5.3.3 交通灯板的蜂鸣器介绍　|　247 5.3.4 案例程序：控制蜂鸣器发声　|　247 5.3.5 案例程序：控制蜂鸣器播放音乐　|　250 5.3.6 案例程序：控制蜂鸣器的音量　|　258 5.3.7 交通灯板的三色灯介绍　|　261 5.3.8 案例程序：交通灯演示　|　261 5.3.9 炫彩灯板的三色灯介绍　|　267 5.3.10 案例程序：控制三色灯的亮度　|　269 第6章 感知环境状态　|　275 6.1 使用ADC获取模拟传感器的数据　|　275 6.1.1 ADC　|　275 6.1.2 相关API介绍　|　278 6.1.3 炫彩灯板的光敏电阻介绍　|　278 6.1.4 案例程序：通过光敏电阻感知环境光　|　279 6.1.5 炫彩灯板的人体红外传感器介绍　|　282 6.1.6 案例程序：通过人体红外传感器感知人体靠近　|　283 6.1.7 案例程序：智能夜灯　|　285 6.1.8 OLED显示屏板的按键介绍　|　291 6.1.9 案例程序：使用ADC值区分同一个引脚的不同按键　|　291 6.2 使用ADC获取可燃气体传感器的数据　|　298 6.2.1 可燃气体传感器　|　298 6.2.2 环境监测板的MQ-2可燃气体传感器介绍　|　298 6.2.3 案例程序：使用可燃气体传感器感知空气状态　|　299 6.2.4 案例程序：可燃气体报警器　|　302 6.3 使用I2C获取数字温湿度传感器的数据　|　306 6.3.1 I2C　|　306 6.3.2 相关API介绍　|　309 6.3.3 环境监测板的AHT20数字温湿度传感器介绍　|　310 6.3.4 案例程序：实现AHT20数字温湿度传感器的驱动程序　|　311 6.3.5 案例程序：获取AHT20数字温湿度传感器的状态　|　326 第7章 OLED显示屏的驱动和控制　|　330 7.1 I2C驱动OLED显示屏　|　330 7.1.1 OLED简介　|　330 7.1.2 OLED显示屏板介绍　|　330 7.1.3 OLED的初始化　|　331 7.1.4 在OLED显示屏上绘制画面　|　334 7.1.5 案例程序：实现OLED显示屏简化版驱动程序　|　339 7.1.6 在OLED显示屏上绘制ASCII字符　|　346 7.1.7 案例程序：在OLED显示屏上显示西文字符　|　349 7.2 在OLED显示屏上显示汉字　|　363 7.2.1 中文字体　|　363 7.2.2 定义中文字库　|　363 7.2.3 显示汉字　|　366 7.2.4 案例程序　|　366 7.3 第三方OLED显示屏驱动库　|　373 7.3.1 驱动库简介　|　373 7.3.2 驱动库的源码结构　|　373 7.3.3 驱动库API介绍　|　374 7.3.4 增强驱动库功能　|　374 7.3.5 驱动库的接入方法　|　375 7.3.6 案例程序　|　377 7.4 二维码生成器模块　|　387 7.4.1 模块简介　|　387 7.4.2 模块的源码结构　|　387 7.4.3 模块API介绍　|　388 7.4.4 模块的接入方法　|　389 7.4.5 案例程序　|　391 第8章 控制Wi-Fi　|　396 8.1 Wi-Fi的基本概念　|　396 8.1.1 Wi-Fi简介　|　396 8.1.2 Wi-Fi的连接过程　|　399 8.1.3 Wi-Fi工作模式简介　|　400 8.2 Wi-Fi STA模式编程　|　401 8.2.1 Wi-Fi编程的VS Code IntelliSense设置　|　401 8.2.2 相关API介绍　|　402 8.2.3 扫描Wi-Fi热点　|　404 8.2.4 案例程序：扫描Wi-Fi热点　|　404 8.2.5 连接Wi-Fi热点　|　411 8.2.6 案例程序：连接Wi-Fi热点　|　411 8.3 Wi-Fi AP模式编程　|　419 8.3.1 相关API介绍　|　419 8.3.2 创建Wi-Fi热点　|　420 8.3.3 提供DHCP服务　|　421 8.3.4 案例程序：创建Wi-Fi热点　|　421 8.4 EasyWiFi模块　|　430 8.4.1 EasyWiFi模块简介　|　430 8.4.2 EasyWiFi模块的源码结构　|　430 8.4.3 EasyWiFi模块的API介绍　|　430 8.4.4 模块的接入方法　|　431 8.4.5 案例程序　|　433 第9章 网络编程　|　439 9.1 TCP客户端编程　|　439 9.1.1 LwIP开源项目简介　|　439 9.1.2 相关API介绍　|　440 9.1.3 网络编程的VS Code IntelliSense设置　|　440 9.1.4 TCP客户端的工作流程　|　441 9.1.5 网络工具netcat　|　442 9.1.6 案例程序　|　442 9.2 TCP服务端编程　|　450 9.2.1 相关API介绍　|　450 9.2.2 TCP服务端的工作流程　|　451 9.2.3 案例程序　|　452 9.3 UDP客户端编程　|　460 9.3.1 相关API介绍　|　460 9.3.2 UDP客户端的工作流程　|　461 9.3.3 案例程序　|　461 9.4 UDP服务端编程　|　468 9.4.1 相关API介绍　|　468 9.4.2 UDP服务端的工作流程　|　469 9.4.3 案例程序　|　470 第10章 MQTT编程　|　478 10.1 MQTT简介　|　478 10.1.1 MQTT　|　478 10.1.2 MQTT的应用场景　|　479 10.1.3 MQTT的技术特性　|　479 10.1.4 广义上的发布/订阅模式　|　480 10.1.5 MQTT的订阅与发布模型　|　482 10.2 Paho-MQTT　|　486 10.2.1 Paho-MQTT简介　|　486 10.2.2 Paho-MQTT源码的结构　|　488 10.2.3 Paho-MQTT编程的VS Code IntelliSense设置　|　489 10.2.4 Paho-MQTT的编译　|　489 10.2.5 MQTT代理Mosquitto　|　491 10.2.6 在设备端发布消息　|　493 10.2.7 在设备端订阅消息　|　494 10.3 MQTT客户端编程　|　494 10.3.1 对Paho-MQTT进行封装　|　495 10.3.2 Paho-MQTT模块的接入方法　|　496 10.3.3 案例程序　|　498 10.4 案例：灯光控制　|　511 10.4.1 灯光控制案例项目简介　|　511 10.4.2 实现灯光控制案例项目　|　512 10.5 案例：环境光采集　|　522 10.5.1 环境光采集案例项目简介　|　522 10.5.2 实现环境光采集案例项目　|　522 10.6 案例：人体感应　|　530 10.6.1 人体感应案例项目简介　|　530 10.6.2 实现人体感应案例项目　|　531 10.7 案例：可燃气体报警　|　538 10.7.1 可燃气体报警案例项目简介　|　539 10.7.2 实现可燃气体报警案例项目　|　539 10.8 案例：温湿度收集　|　547 10.8.1 温湿度收集案例项目简介　|　547 10.8.2 实现温湿度收集案例项目　|　547 10.9 案例：广告屏　|　557 10.9.1 广告屏案例项目简介　|　557 10.9.2 实现广告屏案例项目　|　557