在鴻蒙上使用Python進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)編程

在上一篇帖子《使用 Python 開發(fā)鴻蒙設(shè)備程序（1-GPIO 外設(shè)控制）》中，已經(jīng)成功的使用 Python 對(duì) GPIO 上的外設(shè)進(jìn)行了控制。

這其實(shí)不是什么大不了的事，從功能的角度也著實(shí)不值得炫耀！然而，這卻是非常重要的一步：在鴻蒙上用使用 Python 進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)編程是可行的?。?！

既然可行，加上 Python 語言天生的優(yōu)勢(shì)（易于掌握，開發(fā)效率高），那么真的值得持續(xù)打造，將鴻蒙上的 Python 進(jìn)行到底。

所以，今天的主題就是利用 GPIO 搭配 I2C 對(duì)外設(shè)進(jìn)行編程。主要內(nèi)容為：通過控制“智慧農(nóng)業(yè)”外設(shè)板上的傳感器，獲取當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度。

這塊外設(shè)板上的 SHT30 是一個(gè)溫度濕度傳感器，它通過 I2C 與主控板（Hi3861）進(jìn)行連接。

因此，SHT30 是一種 I2C 設(shè)備，只需要通過 I2C 接口就能輕易對(duì)它進(jìn)行控制。

什么是 I2C？一般能查到的定義都會(huì)是：I2C（Inter－Integrated Circuit）是一種由 PHILIPS 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。

所以，把 I2C 直接看作總線是 OK 的，即：SHT30 與 Hi3861 直接通過 I2C 總線相連。

除此之外，也可以把 I2C 看作一種通信協(xié)議，即：SHT30 與 Hi3861 通過 2 根信號(hào)線連接在一起，并遵守預(yù)定義的規(guī)則，進(jìn)而能夠交換信息。

那么，是不是在開發(fā)板上有 I2C 專用的物理線路呢？

答案是：沒有！開發(fā)板已經(jīng)提供了一堆用于普適輸入輸出的 GPIO 了，所以沒有必要為 I2C 提供專用的物理線路， 只需要復(fù)用 GPIO 即可實(shí)現(xiàn) I2C 通信！

所以，下面的代碼就有了：

在原理上，I2C 需要 2 根信號(hào)線完成設(shè)備間的通信；其中 SDA 為串行數(shù)據(jù)線，用來傳輸起始標(biāo)志，應(yīng)答標(biāo)志和數(shù)據(jù)；而 SCL 為串行時(shí)鐘線，用來對(duì)設(shè)備進(jìn)行同步。

因此，在代碼層面，需要編程復(fù)用 2 個(gè) GPIO 完成對(duì) I2C 的支持。而 GPIO_0 能夠提供 I2C1_SDA 的功能，GPIO_1 能夠提供 I2C1_SCL 的功能。

所以在真正初始化 I2C1 之前需要對(duì) GPIO_0 和 GPIO_1 進(jìn)行正確的功能設(shè)置，否則，設(shè)備間無法進(jìn)行通信。

當(dāng) GPIO 的初始化完成，接下來就是對(duì) I2C1 的初始化了，方法很簡(jiǎn)單：將 I2C1 的 ID 和波特率作為參數(shù)調(diào)用 i2c_init（），可謂完全無難度。

最后，進(jìn)行設(shè)備初始化，這一步也只需要向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送初始化命令即可，如：向 SHT30 發(fā)送 ［0x22， 0x36］。

OK！相信上面的初始化代碼大家理解起來沒有問題了。那么，我們來推理一下： 有 I2C1 那么有沒有 I2C0 呢？

答案是：有！鴻蒙 L0 設(shè)備目前通過復(fù)用 GPIO 的方式提供 2 個(gè) I2C 供使用。

當(dāng)初始化正確完成，接下來就是讀取 SHT30 上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)了！

上面的代碼非常簡(jiǎn)潔，但似乎不那么好理解！

沒關(guān)系，我們先來熟悉一下目前 Python 提供的 I2C 接口函數(shù)。

有了這個(gè)表格，我們很容易就能理解上面的代碼片段了，即：先向 I2C1 上的 SHT30 發(fā)送讀取命令 ［0xE0， 0x00］，然后再從設(shè)備讀取 6 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。如果函數(shù)執(zhí)行成功，那么可得到從設(shè)備返回到的溫濕度數(shù)據(jù)。

完整交互過程如下圖所示：

這里對(duì) SHT30 返回的數(shù)據(jù)做一點(diǎn)說明。如果讀取成功，SHT30 會(huì)返回 6 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中前 3 個(gè)字節(jié)表示溫度數(shù)據(jù)，后 3 個(gè)字節(jié)表示濕度數(shù)據(jù)。

并且，d［2］ 和 d［5］ 分別表示溫度和濕度的校驗(yàn)字節(jié)，通過這兩個(gè)字節(jié)即可判斷讀取到的溫濕度數(shù)據(jù)是否有效（注：本文的示例中，為了方便大家理解，沒有做數(shù)據(jù)校驗(yàn)的工作。）

最后就是溫濕度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換了，方法如下：

有了這些的工作，下面就只需要循環(huán)調(diào)用 read（） 即可完成最終目標(biāo)：獲取當(dāng)前環(huán)境溫濕度。

最后的運(yùn)行結(jié)果如下：

更新提示：這個(gè)版本的實(shí)現(xiàn)同時(shí)支持 1.0 和 1.1 的代碼，因此，大家需要根據(jù)代碼版本編譯 dt_python_demo。

將 dt_python_demo 拷貝到應(yīng)用目錄：

1.0：。/applications/sample/wifi-iot/app

1.1：。/applications/sample/BearPi/BearPi-HM_Nano

修改 app 模塊的任務(wù)列表：

1.0：。/applications/sample/wifi-iot/app/BUILD.gn

1.1：。/applications/sample/BearPi/BearPi-HM_Nano/BUILD.gn

libdtpython.a 路徑：

1.0：。/vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/libs

1.1：。/device/bearpi/bearpi_hm_nano/sdk_liteos/build/libs

根據(jù)代碼版本修改 BUILD.gn：

Enjoy it！

代碼開源地址：

https://gitee.com/delphi-tang/python-for-hos

責(zé)任編輯：haq