HelloKun--开源鸿蒙车机系统OHCar

HelloKun--开源鸿蒙车机系统OHCar-51CTO.COM

作者：Hello_Kun 2022-07-11 16:11:11

便捷而又炫酷的智慧生活极致体验，由OpenHarmony为你打造。再想象一下，通过OHCar，对话家里的MRobot，为你开启下一段贴心服务！

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51CTO 开源基础软件社区

https://ost.51cto.com

一、OHCar ？

#DAYU200体验官#【HelloKun】开源鸿蒙车机系统OHCar-开源基础软件社区

想象一下，现在你正忙完一天的工作准备下班回家，担心车辆能源不足？天气太热或太冷？于是在走到楼下停车位上的Dream Car前，拿出鸿蒙手机打开车辆专属的管家APP，提前检测剩余能量百分比，打开车载空调。到达车前的你不愿意掏出钥匙，顺手用手机碰一碰车门，只需点击弹出窗口中的解锁按钮即可进入车中。

坐进驾驶舱，OHCar又一次为你开启贴心服务。加载页面中红黑经典表盘与激情澎湃背景视频，短暂而又丝滑的过度只为让你忘却一天的疲惫。进入系统后，手指轻轻一戳，一键唤醒你的DreamCar。

出发前，你打算先来一首音乐，或者刷一段冰冰的甜美笑容，又或者看一段Jay的最新MV，这些，OHCar都能给你。

当然，安全出行第一步。嫌弃屏幕太暗？打开设置，亮度一步到位。终于，你已经释放掉50%的疲惫感，准备一脚油门回到家中。别急，马路拥挤，实时导航能不能有？当然，OHCar一直为你保驾护航。

下班回家的路上，一切操作丝般顺滑，你享受着空调，听着Jay的音乐，踩着油门一路向北！

便捷而又炫酷的智慧生活极致体验，由OpenHarmony为你打造。再想象一下，通过OHCar，对话家里的MRobot，为你开启下一段贴心服务！

二、OHCar项目简介

1、项目说明

Dayu200体验官活动之初决定做车载中控，设想是在汽车模型中实现车辆信息监测、无钥匙解锁、车辆控制能力、导航地图以及影音娱乐等功能，并配备移动端车辆管家。OHCar便是该设想的落地，基于现有开源鸿蒙的系统能力，基本实现了上述功能，只需手机碰一碰解锁车辆，还可在APP中控制车载空调、查看剩余电量、获取车辆位置等信息，进入车辆后，可在dayu200上操控车辆，仪表区、车载APP、系统设置一应俱全。
从技术角度而言，车机中使用ArkUI框架中的ets语言开发，结合条件渲染，让Video、Web等组件实现同框显示，自定义数据类实现动画；智能车控硬件方面，dayu200做车辆中控，再使用两个hi3861 iot核心板、一个Arduino Nano协同实现车辆控制，电源测量模块获取电量，GPS模块测量位置信息，笔记本风扇模拟车载空调，为实现影音功能，使用音频解码与放大板实现音响。总的来说，OHCar软硬件均属鸿蒙生态，展示出开源鸿蒙在车载系统中极具潜力。本文从OHCar的功能角度分解说明项目，并在其中讲解使用到的关键技术，更多技术细节移步Gitee仓库。demo视频OHCar视频。
注：
dayu200: OH系统版本：OpenHarmony3.1Release ；IDE： 3.0.0.900 ； APP：ArkUI -ets。
hi3861: OpenHarmony 1.0.1 Release ，C语言。
车管家(手机端)： HarmonyOS API 6 ，JS语言。

2、OHCar软硬件简介

OHCar项目框架组成如下图，dayu200作为上层的控制终端，提供车辆仪表信息显示、影音娱乐等服务，使用TCP传输驾驶员的操控指令；②号hi3861接收到数据后进行预处理（如获取车辆温湿度，车内烟雾监测），非本地指令则通过uart转给车辆底层的mcu；①号hi3861则提供无钥匙解锁、电量、定位的信息获取、车载空调操控等功能。底层mcu直接负责车辆的操控，如电机控制，实时性强，同时也方便实现软硬件隔离。各模块分工明确但又紧密配合。所有各模块(除dayu200外)均安装于经典2003款 Ferrari Enzo 模型中，只为直观展示上述功能。

三、OHCar车载系统实现

以APP形式模拟OHCar车载系统，APP基于ArkUI框架中的est语言开发，运行在dayu200之上，APP包括系统启动页、操控UI页、系统设置页、本地视频播放页。启动页是模拟车载系统开机；操控UI页面包含系统展示窗、车载APP（音乐、地图、Blibili）、仪表盘、车辆操控。系统设置页目前支持屏幕亮度调节功能；本地视频播放页用于播放视频文件，提高影音娱乐功能。

车载系统模拟APP架构总结如下图:

打开DevEco Studio 3.0.0.900，新建一个基于ets的工程，API为8。详情见环境搭建。下面对OHCar项目中的关键功能模块的实现进行说明。

1、系统启动页面

系统启动页模拟车机开机启动画面，使用到Video组件展示加载视频，Canvas绘制表盘，结合定时器实现指针摆动，最后使用Stack容器实现覆盖效果。关键代码如下，具体实现可参考这篇帖子首页aito视频&Canvas绘制仪表盘。

Stack()
     {
          Video({
            src: this.srcs,
            previewUri: this.previewUris,
            currentProgressRate: this.currentProgressRates,
            controller: this.controller
          }).width('100%').height('100%')
            .objectFit(ImageFit.Cover)
            .autoPlay(true)
            .controls(this.controlsss)
            .onFinish(() => {
              console.error('onFinish');
             router.push({url:'pages/gauge'})
            })
          // 仪表盘
          Row({ space: 0 }) {
          //油门表
          MyGauge()
       Column() {
              Canvas(this.car_gauge)
                .width('45%')
                .height('20%')
                .backgroundColor('#000000')
                .onReady(() => {
                  //表环-车速
                 this.car_gauge.clearRect(-100, -100, 600, 600);
                 this.car_gauge.beginPath()
                 this.car_gauge.translate(0, 0)
                 this.car_gauge.shadowBlur = 30
                 this.car_gauge.shadowColor = this.car_gauge_col
                 this.car_gauge.arc(this.gauge_speed_x, this.gauge_speed_y, 100, 0, 6.28)
                 this.car_gauge.fillStyle = 'black'
                 this.car_gauge.fill()
                 this.car_gauge.closePath()
            //数字环、指针 操作类似，略过
        //车速
             Text(this.car_velocity+" KM/H")
                .fontSize(40).height(40).fontStyle(FontStyle.Italic).textAlign(TextAlign.Center)
                .backgroundColor('black').fontColor('white')
      }
       //电量表
            Gauge({ value: this.fuel_value, min: 0, max: 120 })
              .startAngle(240)
              .endAngle((this.fuel_value))
              .colors([[0x5BA854, 0.5],[0xCFB53B, 0.5],[0xF01020, 0.5] ])
              .strokeWidth(30)
              .width(120)
              .height(120)
              .margin({top:30})
      }
    }
  }

2、操控页面——系统展示窗

操控UI页面的系统展示窗模拟车辆的中控屏，用于显示车辆状态、内置app。使用条件渲染将自定义component（音乐、地图、Blibili）展示出来。内置车载APP用web组件模拟（dayu200 联网后可实现网页加载。）

关键实现代码如下：

Column({ space:0 }) {
            if(this.display_flag==1) {
              Video({
                src: this.srcs,
                currentProgressRate: this.currentProgressRates,
                controller: this.controller
              })
                .width('100%')
                .height('80%')
                .objectFit(ImageFit.Fill)
                .autoPlay(this.autoPlays)
                .controls(this.controlsss)
                .onStart(() => {
                  console.error('onStart');
                })
            }
            else if(this.display_flag==2)
            {
              Column()
              {
                qqmusic()
              }.height('80%').alignItems(HorizontalAlign.Center)
            }
            else if(this.display_flag==3)
            {
                Column()
                {
                  amap()
                }.height('80%').alignItems(HorizontalAlign.Center)
            }
            else if(this.display_flag==4)
            {
                Column()
                {
                  Bilibili()
                }.height('80%').alignItems(HorizontalAlign.Center)
           }
//web实现如下：
@Component
struct Bilibili {
  @State message: string = 'Hello World'
  controller: WebController = new WebController();
  build() {
      Column()
      {
        Web({ src: 'https://www.bilibili.com/', controller: this.controller })
      }
      .width('100%')
      .height('100%')
    .backgroundColor('black')
  }
}

3、操控页面——仪表盘

#DAYU200体验官#【HelloKun】开源鸿蒙车机系统OHCar-开源基础软件社区

车辆仪表区用于模拟车机的仪表盘，从左到右依次用于展示能源余量、时速、油门大小。其中时速表盘、油门大小可随操控按钮（2.4节介绍）动态加载。时速表盘使用Canvas画布实现，油门表使用Gauge组件实现。具体实现可参考这篇帖子首页aito视频&Canvas绘制仪表盘。

4、操控页面——车辆控制

车辆控制区用于模拟车辆实际操控，如一键启动、驾驶（油门、方向、刹车）、开门、灯光、甚至是升降Dream Car的尾翼。UI使用Buttom、Image基础组件布局，实现比较简单。控件触发事件后，调用Socket接口，将控制量发送到目标ip中(hi3861中），下面代码举例说明如何将一键启动触发后将消息通过socket接口发送出去，关于Socket tcp通信实现可参考该文档Socket连接。

tcpSend() {
    tcp.getState().then((data) => {
      if (data.isConnected) {
        //发送消息
        tcp.send(
          { data: this.message_send, }
        ).then(() => {
          prompt.showToast({message:"send message successful"})
        }).catch((error) => {
          prompt.showToast({message:"send failed"})
        })
      } else {
        prompt.showToast({message:"tcp not connect"})
      }
    })
  }
 //一键启动
          Button({ type: ButtonType.Circle, stateEffect: true }) {
            Image($r('app.media.engine')).objectFit(ImageFit.Contain)
          }
          .width(90)
          .height(90)
          .margin({ top: 1, left: 80 })
          .backgroundColor(this.engine_btn_col)
          .onClick(() => {
            this.car_gauge_col = 'white'
            this.srcs = $r('app.media.ferrari_start')
            this.controller.start()
            this.click_times += 1
            this.tcpConnect()
            if (this.click_times % 2 != 0) {
              this.engine_btn_col = 0x32c5ef
              this.update_canvas();
            }
            else
            {
              this.engine_btn_col = 0xCBD3D0
              this.click_times = 0;
            }
            prompt.showToast({
              message: "Start Engine:" + this.car_velocity,
            })
          })

5、系统设置与视频播放

系统设置功能页面主要使用brightness接口调节屏幕亮度。另外，还使用class自定义车辆信息类，为动态展示车辆提供参考。视频播放使用Video组件实现，音频的输出经过车载的音频放大器播放，关键代码如下：

import brightness from '@ohos.brightness';
 Row()
        {
          Text('亮度').fontColor('blue').fontSize('35').width('10%').borderRadius(30).margin({top:10,left:30})

          Slider({
            value: this.brightness,
            min: 100,
            max: 255,
            step: 1,
            style: SliderStyle.OutSet
          })
            .width('80%').height('100%') .blockColor('blue').trackColor(Color.Black)    
            .onChange((value: number, mode: SliderChangeMode) => {
              this.brightness = value
              brightness.setValue(this.brightness);
              console.info('value:' + value + 'mode:' + mode.toString())
            }).width('75%')
          Text(this.brightness.toFixed(0)).fontSize(30).width('15%').fontColor('blue')
        }.height('10%').backgroundColor('white')

四、OHCar车辆管家介绍

智能时代，车载系统不应该仅仅是独立的系统，基于OpenHarmony的OHCar可为用户提供优质全面的服务。车辆管家运行于HarmonyOS 2.0 的移动端，依托NFC短距通信协议，通过碰一碰的交互方式，将手机和OHCar连接起来。然后通过手机端的原子化服务能力，快速完成配网、连接OHCar，提供无钥匙开门、监测车辆信息的服务。类似的开发案例可参考本人这篇教程碰一碰系列分享总贴。

1、UI开发

UI布局使用js开发，具体方式参考该文档 JS开发APP。车辆管家UI直观，展示信息如下图，电量、位置信息的获取来自于hi3861端，空调、车门控制消息也发送至hi3861端。

2、碰一碰与数据传输

车辆管家的技术核心是调用JS接口完成设备配网、消息发送。获取设备ID、发送消息接口核心代码如下(可参考本贴JS通信接口)：

//需引入 import {getApp} from '../../common.js';  
 sendMessage()
    {
        var message = this.app_msg;
        let commonInfo = {
            sessionId: getApp(this).ConfigParams.deviceInfo.sessionId
        };
        getApp(this).NetConfig.sendMessage(commonInfo, message,(result)=>{
            if(result.code ==0) {  prompt.showToast({message:'发送成功'})}
            else{prompt.showToast({message:'发送失败'})}
            });
    },

五、OHCar南向开发

南向开发分为三部分，分别对应车载系统UI南向开发、车辆管家APP南向开发、车辆硬件实时控制系统实现（电机、灯光等）。

1、车载系统协同

车载系统协同依靠dayu200与hi3861之间的TCP通信，南向开发也主要是针对该通信数据进行处理，hi3861端作为TCP服务器，接收dayu200发送的操作指令。hi3861也可采集车辆温湿度、烟雾信息，有需求可上报至dayu200端。如何建立二者之间的TCP连接可参考本人这篇教程 #DAYU200#体验官Hi3861与dayu200通信。下图是南向功能框架。

下面给出将dayu200数据发送值车载mcu、将温湿度烟雾发送至dayu200的关键代码：

while (1)
    {
      AHT20_Calibrate();
      AHT20_StartMeasure();
      AHT20_GetMeasureResult(&EnvData.temp_val, &EnvData.humi_val);
      EnvData.ppm_val = Get_MQ2_PPM();
      if ((ret = recv(new_fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0)) == -1)
      {
        printf("recv error \r\n");
      }
      printf("recv :%s\r\n", recvbuf);
      const unsigned char msg_cmd = recvbuf[0];
      //hi_uart_write(1, &msg_cmd, 1);
      UartWrite(1, &msg_cmd, 1);
      if (msg_cmd == 'x')
      {
        GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_14, 0);
        hi_udelay(80000);
        GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_14, 1);
      }
      if (msg_cmd == 'y')
      {
        GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, 0);
        hi_udelay(80000);
        GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, 1);
      }
      Float2String(buf, EnvData.humi_val, 2);
      if ((ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) + 1, 0)) == -1)
      {
        perror("send : ");
      }
      Float2String(buf, EnvData.ppm_val, 2);
      if ((ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) + 1, 0)) == -1)
      {
        perror("send : ");
      }
      Float2String(buf, EnvData.ppm_val, 2);
      if ((ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) + 1, 0)) == -1)
      {
        perror("send : ");
      }
      GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_14, 0);
      GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, 0);
      sleep(1);
    }

2、车辆管家协同

车载系统协同依靠移动端NFC短距通信，碰一碰车门上的NFC标签后，启动原子化服务后与hi3861通信，hi3861将GPS模块采集位置信息、电压采集模块采集汽车电量传输至车辆管家APP端；同时也可接收开门指令，实现无钥匙解锁。该部分南向工程架构如下（详细见附件）：

NAN配网关键接口如下,具体参考本人这篇教程设备配网。

include:
│   ├── netcfg.h   // 无感配网注册相关接口
│   ├── network_config_service.h //无感配网相关头文件。
libs:
├── libs
│   ├── libhilinkadapter_3861.a // 无感配网相关库文件。
│   └── libnetcfgdevicesdk.a // 无感配网相关库文件。
src:
    ├── netcfg.c // NAN相关操作和联网动作
const char *g_ssid = "OHCar     ";
const char *g_pinCode = "11111111";
const char *g_productId = "1";
const char *g_sn = "0123/.,.,4567890123450123456789012345";
···
devInfo[0].key = "productId";
devInfo[1].key = "sn";
devInfo[0].value = g_productId;
devInfo[1].value = g_sn;
ret = StartNetCfg(devInfo, DEVICE_INFO_NUM, NETCFG_SOFTAP_NAN); //SoftAP and NAN模式 
//上报电量、位置信息、控制模拟空调
    if (strcmp(app_msg, "turn off air") == 0)
    {
        IoTGpioSetOutputVal(FAN_IO1, IOT_GPIO_VALUE0);
        IoTPwmStart(1, 0, 80000);
        printf("turn off air \r\n");
        app_msg[0] = '9';
        return;
    }
    if (strcmp(app_msg, "car location") == 0)
    {
        // Bluetooth_read(location2app, 18)   //室内GPS信号弱
        strncpy(location2app, "N:110.20  E:19.220 addr", 18);
        SendRawData(&location2app); // 将消息发到FA
        printf("car location\r\n");
        app_msg[0] = '9';
        return;
    }
    if (strcmp(app_msg, "car fuel") == 0)
    {
        fuel_val = GetVoltage();
        float percent_vol = 1000 * fuel_val / FULL_FUEL;
        Float2String(percent_vol, &temp_str, 2);
        strncpy(fuel2app, temp_str, 5);
        SendRawData(&fuel2app); // 将消息发到FA
        printf("get car fuel \r\n");
        app_msg[0] = '9';
        return;
    }

3、车辆控制

车辆电机、车门、尾翼以及灯光控制使用另一块io接口多一些的mcu实现（5组灯光、6个舵机），mcu实时接收两块hi3861的控制指令，完成最底层的控制。从车载系统到车辆管家，再到hi3861，最终到mcu,遵循的报文如下，有助于了解项目：

typedef enum MSG_CMD {
  MOVE_GO = 'a',
  MOVE_BACK,
  MOVE_LEFT,
  MOVE_RIGHT, //移动
  OPEN_LEFT_DOOR,
  CLOSE_LEFT_DOOR,
  OPEN_RIGHT_DOOR,
  CLOSE_RIGHT_DOOR,//车门
  SPOILER_UP,
  SPOILER_DOWN,  //尾翼
  MOVE_GO_LIGHT,
  MOVE_BACK_LIGHT,
  WARRING_LIGHT_ON,
  WARRING_LIGHT_OFF
};

从技术上讲，实际的车载系统比文中说的要复杂、严苛很多。不过openHarmony作为万物互联时代下的产物，未来用于车载系统还是值得期待的。借此项目可了解openHarmony以及在dayu200上的开发方式，学习ARkUI框架、est语言。

都说田家少闲月，五月人倍忙，自从疫情之后很多事被打乱，一到窗口期就是“5月"，不知不觉dayu200体验官活动也接近尾声，感谢平台的支持与各位老师的直播分享，让我天马行空想法得以实现。

附件说明：

OHCar_CenterSystem:dayu200运行的车载系统-源码。

OHCar_phone_app: 移动端车辆管家-源码。

OHCar_nfc: 车辆管家南向开发-源码。

OHCar_tcp: 车载系统南向开发-源码。

文章相关附件可以点击下面的原文链接前往下载

https://ost.51cto.com/resource/2161。

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。

一、OHCar ？

二、OHCar项目简介

1、项目说明

2、OHCar软硬件简介

三、OHCar车载系统实现

1、系统启动页面

2、操控页面——系统展示窗

3、操控页面——仪表盘

4、操控页面——车辆控制

5、系统设置与视频播放

四、OHCar车辆管家介绍

1、UI开发

2、碰一碰与数据传输

五、OHCar南向开发

1、车载系统协同

2、车辆管家协同

3、车辆控制

附件说明：

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