Openharmony应用开发--智能喂食器

​​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​​

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。

1. 可视化显示喂食数据
2. 自动喂食功能
3. 定时喂食
4. 手动喂食
5. 余粮显示功能
6. 远程观看实时视频
7. 自定义喂食的量

通过使用js 自带的tabs组件开发导航栏，是非常简单的。

<tabs @change="setVoids">
 <tab-content>
 <div class="text">
 <home ></home>
 </div>
 <div class="text">
 <videopage ></videopage>
 </div>
 <div class="text">
 <setting></setting>
 </div>
 </tab-content>
 <tab-bar class="navigationbar">
 <div class="tab-icon">
 <image class="tab-icon-image" src="/common/images/03.png"></image>
 <text>
 主页
 </text>
 </div>
 <div class="tab-icon">
 <image class="tab-icon-image" src="/common/images/04.png"></image>
 <text>
 控制
 </text>
 </div>
 <div class="tab-icon">
 <image class="tab-icon-image" src="/common/images/05.png"></image>
 <text>
 设置
 </text>
 </div>
 </tab-bar>
 </tabs>

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。

<div class="container"> 
 <canvas ref="canvasb"></canvas>
</div>

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
<div class="two">
 <doughnut max="{{maxweight}}" min="{{weights}}"></doughnut>
</div>

//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。

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。

<div class="videocom" onclick="videorun">
 <canvas ref="canvasss"></canvas>
</div>

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);
 }

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。

<progress class="min-progress" type="scale-ring" percent="10" secondarypercent="50"></progress>

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');
 });
 }
}

这里使用第三方库去实现http网络请求。

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

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。

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)
 }

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);

static char ssid[] ="hh"; //wifi名称
static char password[] = "13267897941"; //wifi password
static 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);
}

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);
 }
 }
 }

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 2
void 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);
 }
}

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 ;
}

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 = 0
 self.magstate = 0
 self.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')
 }

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 = faceRect
 cv2.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 = 1
 buff.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')
 }

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。

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 = None
 self.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 available
 self.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.frame
 self.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 = True
 daemon_threads = True
with picamera.PiCamera(resolution='720x420', framerate=24) as camera:
 output = StreamingOutput()
 camera.rotation = 270
 camera.start_recording(output, format='mjpeg')
 try:
 address = ('', 8080)
 server = StreamingServer(address, StreamingHandler)
 server.serve_forever()
 finally:
 camera.stop_recording()

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​​。