小熊派 BearPi-HM Nano 鸿蒙开发板使用指南

2026-05-11
北京
本文字数：7258 字
阅读完需：约 24 分钟

如果你渴望快速踏入 HarmonyOS 设备开发的大门，小熊派 BearPi-HM Nano 绝对是你的最佳拍档。这块专为鸿蒙系统打造的 IoT 开发板，以其亲民的价格、丰富的例程和活跃的社区生态，吸引了无数开发者从零开始探索鸿蒙设备开发的奥秘。本文将带你从硬件认知出发，一步步完成环境搭建、编写代码、烧录运行，最终实现 WiFi 连接与 MQTT 通信的物联网实战项目。

一、开发板简介

1.1 硬件规格一览

BearPi-HM Nano 开发板外观尺寸为 73.2mm × 62.7mm × 11.1mm，板载资源相当丰富：

核心芯片 Hi3861 是一款高度集成的 Wi-Fi SoC，封装为 QFN-32 (5mm×5mm)，工作温度范围 -40℃ ~ +85℃。它内嵌完整的 IEEE 802.11b/g/n 基带和 RF 电路，支持 STA 和 AP 两种工作形态。作为 AP 时最大支持 6 个 STA 接入，足以满足小型物联网项目的组网需求。

1.2 板载资源解读

开发板采用三段式布局设计，各区域功能清晰：

左侧区域：E53 扩展接口，预留了完整的 GPIO、SPI、I2C、ADC、UART 等引脚，方便连接各类传感器扩展板
中间区域：Hi3861 主控芯片、NFC 线圈与芯片（实现 HarmonyOS "碰一碰"配网）、用户 LED 指示灯
右侧区域：USB Type-C 接口（供电+烧录）、CH340 串口芯片、复位按键、两个用户自定义按键

实战心得：开发板出厂自带测试固件，上电后红色 LED 会闪烁，说明基础功能正常。如果 LED 不亮，首先检查 USB 线是否支持数据通信（部分充电线仅支持充电）。

1.3 硬件架构图

二、开发环境搭建

2.1 推荐的纯 Windows 开发方案

2024 年以后，HUAWEI DevEco Device Tool 3.1+ 版本已支持纯 Windows 环境开发 Hi3861，大大简化了环境配置的复杂度。相比传统的 Linux 虚拟机方案，纯 Windows 开发有以下优势：

编译速度更快（首次编译仅需 2 分 30 秒）
烧录更便捷（一键烧录约 30 秒）
环境配置步骤精简为三步：安装 DevEco Device Tool → 下载源码 → 配置工具链

环境配置步骤：

下载安装 DevEco Device Tool：从华为开发者官网下载 devicetool-windows-tool-3.1.x.zip，解压后双击运行安装程序
获取 Hi3861 SDK：推荐通过 DevEco Marketplace 导入 hi3861_hdu_iot_application 项目，SDK 大小仅约 413MB
配置工具链：在 Project Settings → compiler_bin_path 中选择 DevTools_Hi3861V100_v1.0 文件夹

避坑提示：

Windows 路径长度限制 260 字符，务必将项目放在磁盘根目录（如 D:\bearpi_project），否则编译会莫名其妙失败
首次编译会自动下载 Python 依赖，建议配置国内 pip 镜像加速

2.2 硬件连接方式

开发板通过 USB Type-C 线与电脑连接，即可完成供电、烧录、调试三大功能。连接时注意：

使用数据线而非仅充电线（可通过观察是否能识别到 CH340 串口来判断）
烧录时需要按住复位键再上电，或在烧录工具中选择重启进入烧录模式

三、入门示例：LED 闪烁与按键检测

3.1 LED 控制代码

LED 控制是最基础的入门实验。BearPi-HM Nano 板载一颗红色 LED，连接在 GPIO 9 上（低电平点亮）。以下是完整的 LED 闪烁代码：

#include "ohos_init.h"#include "cmsis_os2.h"#include "iot_gpio.h"#include "hi_gpio.h"#include "hi_io.h"
#define LED_GPIO_PIN 9  // LED连接GPIO9
// GPIO初始化static void GpioInit(void){    // 初始化GPIO功能    IoTGpioInit(LED_GPIO_PIN);    // 设置GPIO为输出模式    IoTGpioSetDir(LED_GPIO_PIN, IOT_GPIO_DIR_OUT);}
// LED任务：控制LED以500ms间隔闪烁static void LED_Task(void *arg){    (void)arg;    GpioInit();        while (1) {        // 输出低电平，点亮LED        IoTGpioSetOutputVal(LED_GPIO_PIN, IOT_GPIO_VALUE0);        osDelay(50);  // 500ms (10ms × 50)                // 输出高电平，熄灭LED        IoTGpioSetOutputVal(LED_GPIO_PIN, IOT_GPIO_VALUE1);        osDelay(50);    }}
// 创建LED任务static void LED_Entry(void){    osThreadAttr_t attr = {        .name = "LED_Task",        .stack_size = 4096,        .priority = osPriorityNormal,    };        if (osThreadNew(LED_Task, NULL, &attr) == NULL) {        printf("[LED] Failed to create LED task!\r\n");    }}
// 使用SYS_RUN启动任务SYS_RUN(LED_Entry);

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实战要点：

SYS_RUN() 宏会在系统启动时自动执行，无需手动调用 main()
osDelay() 的单位是 10ms，因此 osDelay(50) 表示 500ms
LED 电路采用低电平驱动设计（GPIO 输出低时电流从 VCC 经 LED 流向 GPIO）

3.2 按键检测代码

板载两个用户按键（KEY1 和 KEY2），可用于触发交互事件。按键电路采用中断方式设计：

#include "ohos_init.h"#include "cmsis_os2.h"#include "iot_gpio.h"#include "hi_gpio.h"
// 按键GPIO定义#define KEY1_GPIO 5   // GPIO5 连接 KEY1#define LED_GPIO 9   // GPIO9 连接 LED
static uint32_t key_press_count = 0;
// 按键中断回调函数static void Key1_ISR(uint32_t gpioIrqNum){    (void)gpioIrqNum;    key_press_count++;    printf("[KEY] Button pressed! Count: %u\r\n", key_press_count);        // 翻转LED状态    static uint8_t led_state = 0;    led_state = !led_state;    IoTGpioSetOutputVal(LED_GPIO, led_state ? IOT_GPIO_VALUE1 : IOT_GPIO_VALUE0);}
// GPIO与中断初始化static void GpioInterruptInit(void){    // 初始化GPIO    IoTGpioInit(KEY1_GPIO);    IoTGpioInit(LED_GPIO);        // 设置KEY1为输入模式    IoTGpioSetDir(KEY1_GPIO, IOT_GPIO_DIR_IN);    // 设置LED为输出模式    IoTGpioSetDir(LED_GPIO, IOT_GPIO_DIR_OUT);        // 配置GPIO5为下降沿触发中断（按键按下时触发）    IoTGpioRegisterIsrFunc(KEY1_GPIO, IOT_INT_TYPE_EDGE,                             IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, Key1_ISR, NULL);}
static void KeyDemo_Entry(void){    GpioInterruptInit();    printf("[KEY Demo] Started. Press KEY1 to toggle LED.\r\n");}
SYS_RUN(KeyDemo_Entry);

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调试技巧：使用串口调试助手（MobaXterm 或 PuTTY）连接开发板，波特率设为 115200，按下按键时可在串口终端看到按键计数信息。

四、进阶示例：WiFi 连接与 MQTT 通信

4.1 WiFi STA 连接代码

WiFi 连接是物联网项目的基础能力。Hi3861 支持 STA（Station）模式连接到无线路由器：

#include "ohos_init.h"#include "cmsis_os2.h"#include "hi_wifi_api.h"#include "lwip/netifapi.h"#include "lwip/sockets.h"#include <string.h>
// WiFi配置参数（修改为你的热点信息）#define WIFI_SSID     "YourSSID"#define WIFI_PASSWORD "YourPassword"
static volatile int g_connect_success = 0;static struct netif *g_lwip_netif = NULL;
// WiFi连接状态回调static void WifiConnectionHandler(uint8_t state, WifiLinkedInfo *info){    (void)info;    if (state == WIFI_STATE_CONNECTED) {        printf("[WiFi] Connected to AP successfully!\r\n");        g_connect_success = 1;    } else {        printf("[WiFi] Disconnected, state: %d\r\n", state);    }}
// WiFi扫描完成回调static void WifiScanDoneHandler(uint8_t state, uint8_t size){    (void)state;    printf("[WiFi] Scan finished, found %d APs\r\n", size);}
// WiFi初始化与连接static int WiFiConnect(void){    int ret;        // 注册WiFi事件回调   WifiEvent event = {        .onWifiConnectionChanged = WifiConnectionHandler,        .onWifiScanStateChanged = WifiScanDoneHandler,    };    ret = RegisterWifiEvent(&event);    if (ret != WIFI_SUCCESS) {        printf("[WiFi] Register event failed: %d\r\n", ret);        return -1;    }        // 使能WiFi STA模式    ret = EnableWifi();    if (ret != WIFI_SUCCESS) {        printf("[WiFi] Enable WiFi failed: %d\r\n", ret);        return -1;    }        // 配置要连接的热点    WifiDeviceConfig config = {0};    strncpy(config.ssid, WIFI_SSID, sizeof(config.ssid) - 1);    strncpy(config.password, WIFI_PASSWORD, sizeof(config.password) - 1);        int networkId = -1;    ret = AddDeviceConfig(&config, &networkId);    if (ret != WIFI_SUCCESS || networkId < 0) {        printf("[WiFi] Add config failed: %d, networkId: %d\r\n", ret, networkId);        return -1;    }        // 连接到热点    ret = ConnectTo(networkId);    if (ret != WIFI_SUCCESS) {        printf("[WiFi] Connect failed: %d\r\n", ret);        return -1;    }        // 等待连接成功（最多等待15秒）    int wait_count = 0;    while (!g_connect_success && wait_count < 150) {        usleep(100000);  // 100ms        wait_count++;    }        if (!g_connect_success) {        printf("[WiFi] Connection timeout!\r\n");        return -1;    }        // 获取网络接口并启动DHCP    g_lwip_netif = netifapi_netif_find("wlan0");    if (g_lwip_netif == NULL) {        printf("[WiFi] Netif not found!\r\n");        return -1;    }        ret = netifapi_netif_set_default(g_lwip_netif);    ret = dhcp_start(g_lwip_netif);        // 等待DHCP完成    printf("[WiFi] Waiting for DHCP...\r\n");    for (int i = 0; i < 30; i++) {        osDelay(20);        if (dhcp_is_bound(g_lwip_netif) == ERR_OK) {            printf("[WiFi] DHCP OK!\r\n");            // 打印获取的IP信息            ip4_addr_t ip, gw, mask;            netifapi_netif_get_addr(g_lwip_netif, &ip, &netmask, &gw);            printf("[WiFi] IP: %s\r\n", ip4addr_ntoa(&ip));            return 0;        }    }        printf("[WiFi] DHCP timeout!\r\n");    return -1;}
static void WiFiTask(void *arg){    (void)arg;        if (WiFiConnect() == 0) {        printf("[WiFi] Ready for network operations!\r\n");        // 这里可以开始TCP/UDP/MQTT通信    } else {        printf("[WiFi] Connection failed!\r\n");    }}
static void WiFiDemo_Entry(void){    osThreadAttr_t attr = {        .name = "WiFi_Task",        .stack_size = 4096,        .priority = osPriorityNormal,    };    osThreadNew(WiFiTask, NULL, &attr);}
SYS_RUN(WiFiDemo_Entry);

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4.2 MQTT 客户端实现

MQTT 是物联网领域最流行的消息传输协议。以下代码演示如何在 Hi3861 上实现 MQTT 客户端：

#include "ohos_init.h"#include "cmsis_os2.h"#include "MQTTClient.h"#include "lwip/sockets.h"
// MQTT服务器配置#define MQTT_SERVER_IP   "broker.emqx.io"  // 公共MQTT服务器#define MQTT_SERVER_PORT 1883#define MQTT_CLIENT_ID   "BearPi_Hi3861"#define MQTT_USERNAME     "demo"#define MQTT_PASSWORD     "demo"#define MQTT_TOPIC_PUB    "bearpi/temperature"#define MQTT_TOPIC_SUB    "bearpi/control"
static MQTTClient mqtt_client;static Network mqtt_network;static unsigned char mqtt_send_buf[1024];static unsigned char mqtt_recv_buf[1024];
// MQTT消息回调static void mqtt_message_arrived(MessageData *msg_data){    if (msg_data == NULL) return;        printf("[MQTT] Received from topic '%.*s': %.*s\r\n",           msg_data->topicName->lenstring.len,           msg_data->topicName->lenstring.data,           msg_data->message->payloadlen,           (char *)msg_data->message->payload);}
// MQTT连接与通信static void MqttTask(void){    int ret;        // 初始化网络连接    NetworkInit(&mqtt_network);    ret = NetworkConnect(&mqtt_network, MQTT_SERVER_IP, MQTT_SERVER_PORT);    if (ret != 0) {        printf("[MQTT] Network connect failed: %d\r\n", ret);        return;    }    printf("[MQTT] Network connected to %s:%d\r\n", MQTT_SERVER_IP, MQTT_SERVER_PORT);        // 初始化MQTT客户端    MQTTClientInit(&mqtt_client, &mqtt_network, 3000,                   mqtt_send_buf, sizeof(mqtt_send_buf),                   mqtt_recv_buf, sizeof(mqtt_recv_buf));        // 配置连接参数    MQTTPacket_connectData connectData = MQTTPacket_connectData_initializer;    connectData.keepAliveInterval = 30;    connectData.cleansession = 1;    connectData.clientID.cstring = MQTT_CLIENT_ID;    connectData.username.cstring = MQTT_USERNAME;    connectData.password.cstring = MQTT_PASSWORD;        // 连接MQTT服务器    ret = MQTTConnect(&mqtt_client, &connectData);    if (ret != SUCCESS) {        printf("[MQTT] Connect failed: %d\r\n", ret);        NetworkDisconnect(&mqtt_network);        return;    }    printf("[MQTT] Connected to broker!\r\n");        // 订阅主题    ret = MQTTSubscribe(&mqtt_client, MQTT_TOPIC_SUB, QOS1, mqtt_message_arrived);    if (ret != SUCCESS) {        printf("[MQTT] Subscribe failed: %d\r\n", ret);    } else {        printf("[MQTT] Subscribed to: %s\r\n", MQTT_TOPIC_SUB);    }        // 循环发布消息    int msg_count = 0;    while (1) {        // 模拟读取传感器数据（实际项目中替换为真实传感器读取）        float temperature = 25.0f + (msg_count % 20) * 0.5f;        char payload[64];        snprintf(payload, sizeof(payload),                  "{\"device\":\"%s\",\"temp\":%.1f,\"humidity\":%.1f}",                 MQTT_CLIENT_ID, temperature, 60.0f + msg_count % 30);                MQTTMessage message = {            .qos = QOS1,            .retained = 0,            .payload = payload,            .payloadlen = strlen(payload),        };                ret = MQTTPublish(&mqtt_client, MQTT_TOPIC_PUB, &message);        if (ret == SUCCESS) {            printf("[MQTT] Published to %s: %s\r\n", MQTT_TOPIC_PUB, payload);        }                osDelay(200);  // 每2秒发布一次        msg_count++;    }}
static void MqttDemo_Entry(void){    osThreadAttr_t attr = {        .name = "MQTT_Task",        .stack_size = 8192,  // MQTT任务需要更大的栈空间        .priority = osPriorityNormal,    };    osThreadNew(MqttTask, NULL, &attr);}
SYS_RUN(MqttDemo_Entry);

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MQTT 测试工具：开发电脑端可使用 MQTTX 或 Paho MQTT 客户端连接同一服务器，订阅 bearpi/temperature 主题即可看到设备上报的数据，向 bearpi/control 主题发送消息可控制设备行为。

五、外设操作速查表

5.1 常用 GPIO 引脚定义

5.2 I2C 传感器读取示例

以读取光照强度传感器 BH1750 为例：

#include "hi_i2c.h"
#define BH1750_ADDR     0x23  // BH1750 I2C地址#define BH1750_POWER_ON 0x01  // 开启测量命令#define BH1750_CON_H    0x10  // 连续高分辨率模式
// I2C初始化static void I2C_Init(void){    hi_i2c_idx_id i2c_id = HI_I2C_IDX_0;    hi_u32 baudrate = 400000;  // 400KHz 高速模式        hi_i2c_init(i2c_id, baudrate);    hi_i2c_set_baudrate(i2c_id, baudrate);}
// 读取光照强度（单位：lux）static int BH1750_ReadLux(float *lux){    hi_i2c_idx_id i2c_id = HI_I2C_IDX_0;    hi_u8 send_data[1] = {BH1750_CON_H};    hi_u8 recv_data[2] = {0};        // 发送测量命令    if (hi_i2c_write(i2c_id, BH1750_ADDR, send_data, 1) != HI_ERR_SUCCESS) {        return -1;    }        // 等待测量完成（120ms）    usleep(150000);        // 读取两字节数据    if (hi_i2c_read(i2c_addr, BH1750_ADDR, NULL, recv_data, 2) != HI_ERR_SUCCESS) {        return -1;    }        // 计算光照强度    // BH1750 分辨率 1 lux, 高位在前    hi_u16 raw = (recv_data[0] << 8) | recv_data[1];    *lux = raw / 1.2f;        return 0;}

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六、常见问题与踩坑记录

问题 1：编译报错 "toolchain not found"

解决方案：检查 DevEco Device Tool 中 compiler_bin_path 是否正确配置为 DevTools_Hi3861V100_v1.0 文件夹路径。

问题 2：烧录失败，提示 "Failed to connect device"

解决方案：确保开发板进入烧录模式——按住复位键，上电后保持 2 秒，串口应打印 ###HiBurn### 提示。

问题 3：WiFi 连接成功但无法获取 IP

解决方案：确认路由器开启了 DHCP 功能，或者手动设置静态 IP：

netifapi_netif_set_addr(g_lwip_netif, &ipaddr, &netmask, &gw);

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问题 4：MQTT 连接服务器失败

解决方案：

确认 WiFi 已成功连接并获取 IP
检查 MQTT 服务器地址和端口是否正确
部分企业网络需要配置代理或使用 WebSocket 方式连接

七、总结

小熊派 BearPi-HM Nano 开发板是入门 HarmonyOS 设备开发的绝佳选择。它麻雀虽小五脏俱全——Hi3861 芯片虽然资源有限，但 Wi-Fi、NFC、GPIO、I2C、SPI、UART 等物联网核心能力一应俱全，配合丰富的 E53 扩展板和海量的社区例程，完全可以支撑从 LED 控制到云端对接的完整项目。

发布于: 2026-05-11阅读数: 64