01 引言

在現(xiàn)代社會，安全始終是人們最關心的議題之一。隨著科技的進步，傳統(tǒng)的安防措施已經(jīng)無法滿足我們對安全保障的需求，智慧安防報警項目應運而生，它通過集成先進的傳感器技術、數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，為個人、家庭和企業(yè)提供了一種全新的安全解決方案。從實時監(jiān)控到自動報警，再到緊急響應機制，智慧安防報警系統(tǒng)正以高效、智能的特性，成為保護我們生活和財產(chǎn)安全的有力保障。

02 項目介紹

《智慧安防報警》項目基于Hi3861開發(fā)板，集成了NFC通信、MQTT消息發(fā)布/訂閱以及OLED顯示技術，實現(xiàn)了一個多功能的智能家居安防系統(tǒng)。當家庭中發(fā)生非正常緊急情況時，通過一系列傳感器的感應，及時將測量數(shù)據(jù)反饋給單片機，判斷事故后立即進行聲光報警。該系統(tǒng)通過華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺與微信小程序聯(lián)動，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控和控制，有效解決了家庭安全防護中的傳統(tǒng)難題，提升了家庭安全防護的智能化水平。

本項目實現(xiàn)內(nèi)容：

• 設備端

1) NFC 配網(wǎng)功能；

2) 一鍵安防報警功能；

3) 發(fā)布和訂閱 MQTT 的消息；

4) 保存一鍵安防報警功能信息到 ESP32 單片機外部存儲中，掉電再次開機后繼續(xù)安防模式。

• 微信小程序端

1) 可以將配網(wǎng)信息數(shù)據(jù)寫入 NFC 標簽中；

2) 可以手動控制蜂鳴器的開關；

3) 可以設置一鍵安防報警功能；

4) 在界面中顯示當前蜂鳴器和監(jiān)測芯片的狀態(tài)

03 項目涉及技術點

①使用NFC進行WiFi配網(wǎng)

②華為云平臺MQTT服務的申請和使用

③JSON數(shù)據(jù)的封裝和解析

④微信小程序的搭建和利用相關API進行設備的監(jiān)控

⑤I2C總線的使用

⑥AP3216C三合一傳感器的使用，包括光強、紅外、接近數(shù)據(jù)的獲取

⑦蜂鳴器的使用

⑧SSD1306驅動OLED顯示屏的方法

04 項目實現(xiàn)

項目框架

本項目使用的是華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺作為中間服務器，在設備端（Hi3861），首先進行連接附近的 WiFi熱點，與華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺建立 MQTT 連接，并且使用 JSON 格式數(shù)據(jù)進行交互數(shù)據(jù)；在應用端（微信小程序），使用 HTTP 協(xié)議與華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺進行連接，使用華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺相關的 API 進行交互數(shù)據(jù)。

在設備端，在連接不上附近 WiFi 熱點的時候，會在 OLED 顯示屏上顯示，連接 WiFi 熱點失敗的提示信息，此時我們可以使用微信小程序上的 NFC 燒寫界面，將 WiFi 名稱和密碼進行燒寫開發(fā)板上的 NFC 標簽，然后再重新開發(fā)板進行重新連接新的 WiFi 熱點。

設備端在空閑的時候，監(jiān)聽訂閱的主題中是否接收到云平臺轉發(fā)下來的數(shù)據(jù)，如果接收到了，進行 JSON 的數(shù)據(jù)解析，然后控制相關設備。

• 整體框架

• 設備端框架

• 應用端框架

硬件部分

1主控部分

本項目使用的是 Hi-12F 模組作為主控，此模組是基于 Hi3861V100 芯片設計的，該芯片是一款高度集成的 2.4GHz 芯片，集成了 IEEE 802.11b/g/n 基帶和 RF 電路，包括功率放大器 PA、低噪聲放大器LNA、RF balun、天線開關以及電源管理模塊等。

支持 20MHz 標準帶寬和 5MHz/10MHz 窄帶寬，提供最大 72.2Mbit/s 物理層速率。并且集成了高性能32 位微處理器，提供 SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPIO 以及多路 ADC 模擬輸入等豐富的外設接口，同時支持 SDIO2.0 接口，時鐘最高支持 50MHz。

主控部分原理圖如下圖所示：

2NFC通信部分

NFC 通信使用的是恩智浦公司生產(chǎn)的 NT3H1101 芯片，此芯片支持 I2C 通信，支持可配置的現(xiàn)場檢測引腳，內(nèi)部配備有EEPROM 存儲芯片，允許在 RF 和 I2C 之間快速傳出數(shù)據(jù)。

3OLED顯示屏部分

采用 SSD1306 芯片進行驅動 0.96 寸OLED 顯示屏，本顯示屏使用黃+藍屏幕進行顯示。點陣數(shù)量為 128*64。

4傳感器部分

在本實驗中，使用 I2C 總線與AP3216C 三合一傳感器進行通信，讀取當前的光照強度、紅外、接近的數(shù)據(jù)。下面給出了硬件連接圖：

軟件部分

1注冊華為云賬號并配置

【詳細的注冊及配置過程可以掃下文二維碼添加小雯老師領取完整文檔】

2設備端編譯

• 導入程序

打開本工程文件目錄src\vendor\hqyj\fs_hi3861\demo\smartSecurityDefense

• 修改文件

修改【\src\vendor\hgyj\fs_hi3861\common\bsp\include\hal_bsp_ ssd1306_bmps.h】文件，將“#define smartSecurityDefense 0”改為“#define smartSecurityDefense 1”。如下圖所示:

修改【\src\vendor\hqyj\fs_hi3861\demo\BUILD.gn】文件，注釋掉其余工程，保留這個工程。

• 編譯程序

1.在 Vscode的左側按鈕中，打開 DevEco Device Tool開發(fā)工具，在開發(fā)工具中首先點擊“Clean”，再點擊“build”進行編譯源碼。

2.編譯完成之后，會在終端中提示“SUCCESS”字樣，說明編譯完成。

3.編譯完成之后，點擊 upload 上傳代碼到開發(fā)板(需提前在工程配置中檢査 upload _port 是否正確)。

4.燒寫程序，詳細燒寫步驟可掃下文二維碼添加小雯老師領取完整文檔。

3應用端編譯

1.雙擊打開 app.wxss 工程文件，即可打開微信開發(fā)者工具。

2.首先點擊左上角的圖標，進行掃碼登錄自己的微信。

3.登錄成功之后，填寫自己的 AppID

4.點擊上面的編譯按鈕，進行編譯。

5.然后點擊真機調試-自動真機調試，點擊編譯并自動調試。

運行程序

按下開發(fā)板中復位按鈕，讓設備重啟，會出現(xiàn)兩種情況。

1.連接 WiFi 失敗

第一種是連接不上附近的WiFi 熱點，如下圖所示：

這是因為在 NFC 標簽內(nèi)部存儲的 WiFi 信息與當前環(huán)境中的 WiFi 熱點不匹配導致的，按照下面的步驟進行操作：

注意：微信小程序不支持 ios 系統(tǒng)的 NFC 配置功能！！下方會有方法解決。

①使用具有 NFC功能的手機掃描微信開發(fā)者工具的預覽二維碼。

②掃描完成之后，在微信小程序中，點擊“NFC配網(wǎng)”按鈕。

③在彈出的“NFC配網(wǎng)設置”界面中，填寫正確的 WiFi名稱和 WiFi密碼。

④填寫完成之后，點擊“開始配置”,會提示“請靠近設備”，此時將手機靠近開發(fā)板上的 NFC線圈區(qū)域。

⑤當提示“寫入數(shù)據(jù)成功”時，說明燒寫 NFC 線圈成功。

⑥然后再次按下開發(fā)板中的復位按鈕。

⑦還有一種是 ios 系統(tǒng)下微信小程序不能使用 NFC配置的功能時，需要按照下面步驟進行操作:

1)在 ios 系統(tǒng)的手機商店中下載“NFC Tools”NFC 調試工具。

2)然后點擊“寫”功能,

3) 點擊“添加記錄”。

4）添加“Wi-Fi 網(wǎng)絡”信息

5）在“配置WiFi 網(wǎng)絡”中，選擇身份驗證為“WPA/WPA2-Personal”，并輸入 SSID 和密碼。

6）然后點擊“寫/87 字節(jié)”按鈕，進行燒寫。

7) 此時會彈出“貼近NFC 標簽”,請靠近開發(fā)板上 NFC 線圈部分。

8) 燒寫完成之后，會在顯示如下圖片，說燒寫NFC 芯片數(shù)據(jù)成功。

2.連接 WiFi 成功

第二種是直接連接附近WiFi 成功，會在 OLED 顯示屏界面中會顯示當前設備連接附近WiFi 熱點的提示信息和連接華為云平臺服務器的信息，直到在界面中顯示如下圖所示，說明連接華為云成功。

連接成功之后，我們需要打開微信小程序，在小程序中界面中，我們可以點擊開關按鈕，進行下發(fā)指令讓設備中蜂鳴器開或者關，還可以設置一鍵安防模式。

除了指導如何在開發(fā)板上實現(xiàn)項目外，項目說明文檔還涵蓋了注冊華為云賬號并登錄以及設備端編譯燒寫等詳細步驟，完整的項目文檔目錄如下圖。

后臺私信小雯老師（備注：智慧安防報警），免費領取《智慧安防報警》項目完整文檔、項目源碼。

05 硬件平臺

《智慧安防報警》是一個物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)項目，硬件平臺是華清遠見Hi3861鴻蒙開發(fā)板。

開發(fā)板簡介

FS-Hi3861鴻蒙開發(fā)板，是華清遠見研發(fā)的一款用于鴻蒙設備開發(fā)及鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)學習的開發(fā)板。主控為華為海思Hi3861V100芯片，內(nèi)置WiFi功能，支持OpenHarmony系統(tǒng)。

開發(fā)板板載資源豐富，包括傳感器、執(zhí)行器、NFC、顯示屏等，還有豐富的拓展模塊，還包括電機驅動板超聲波測距模塊、智能小車、指紋識別模塊、語音控制模塊、農(nóng)業(yè)安防模塊、雷達控制模塊、移動定位模塊等。

開發(fā)板還配套了豐富的開發(fā)教程、視頻課程及綜合項目案例，非常適合物聯(lián)網(wǎng)相關教學、學生畢設、個人學習、項目練手，還可用于全國大學生嵌入式芯片與系統(tǒng)設計競賽，及全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計竟賽華為賽道。

基于Hi3861鴻蒙開發(fā)板，我們提供了12大物聯(lián)網(wǎng)綜合應用項目：智能照明燈、智能安防報警、智慧農(nóng)業(yè)、智能溫度計、智能測距儀、倒車雷達、智能小車、智能指紋鎖、智能垃圾桶、語音控制智能小車、智慧農(nóng)業(yè)與安防控制、車輛感知與定位，案例中涉及了單片機接口開發(fā)、傳感器數(shù)據(jù)采集、鴻蒙系統(tǒng)開發(fā)、NFC配網(wǎng)、WiFi網(wǎng)絡開發(fā)、MQTT協(xié)議、華為云接入、微信小程序開發(fā)等知識點，非常適合高校教學、學生畢設、創(chuàng)新竟賽及個人開發(fā)學習實戰(zhàn)。

配套學習路線推薦

關于單片機相關入門及項目課程的說明：

1. 從用戶個人能力角度上看，部分鴻蒙開發(fā)學習用戶，單片機方面比較薄弱，我們提供電機驅動板和超聲波模組的配套文檔、源碼視頻課程，可以進行單片機入門、電機控制基礎、總線通訊-協(xié)議學習，也可以做單片機項目練手，便于單片機方向的拓展學習；

2. 從項目協(xié)作式開發(fā)角度看，比如競賽或高校教學，一個項目組可以更好的分工，有的負責單片機控制（傳感器數(shù)據(jù)采集與電機控制等），有的負責鴻RTOS以及網(wǎng)絡開發(fā)，有的負責微信小程序開發(fā)，項目綜合性較強，可以鍛煉團隊協(xié)作及多技術方向學習。

對于初學者，在找工作前，也可以多做一些物聯(lián)網(wǎng)項目案例練手，在實戰(zhàn)中去理解并應用技術。有精力的話，最好可以基于我們的開發(fā)板去拓展一些功能更豐富的項目，做更多技術上的創(chuàng)新拓展，去參加一些競賽（比如全國大學生嵌入式芯片與系統(tǒng)設計競賽、全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計竟賽華為賽道），DIY一些更接近實際產(chǎn)品的項目，這樣的經(jīng)歷，也會為你的簡歷及面試加分不少。