1. 介绍资料参考南方电网数字电网研究院股份有限公司https://nwsyy.csg.cn/product/dhwl/index.html1.1 电鸿系统概述电鸿系统Electric HarmonyOS是面向电力行业深度定制的物联网操作系统基于开源鸿蒙OpenHarmony底座构建融合了电力业务场景的实时性、安全性和可靠性要求。它并非简单的行业套壳而是在内核、通信、安全、设备管理等多个层面针对电力终端设备进行了系统性优化旨在解决电力物联网中海量异构设备接入难、数据采集实时性不足、端侧智能算力受限等核心痛点。从定位上看电鸿系统主要覆盖发电、输电、变电、配电、用电全环节的终端设备包括智能电表、配电终端、融合终端、巡检机器人、充电桩、光伏逆变器等。它向下屏蔽底层芯片差异向上提供统一的电力业务开发框架让一次开发即可在多种电力终端上部署运行。1.2 电鸿系统的整体架构电鸿系统的整体架构自下而上分为四层内核层、系统服务层、框架层和应用层。内核层基于 OpenHarmony 的 LiteOS 或 Linux 内核进行电力场景裁剪支持硬实时调度、低功耗管理和安全启动机制满足电力设备对确定性时延的要求。系统服务层提供电力设备特有的基础服务包括设备接入管理、通信协议栈如 DL/T 645、IEC 61850、Modbus 等电力规约、安全认证、日志与远程升级OTA等。框架层提供统一的分布式软总线、数据管理框架和 AI 推理框架让端侧设备可以协同工作并支持在边缘侧运行轻量级 AI 模型。应用层面向业务开发者提供标准化的 API 和 UI 组件支持快速构建电力业务应用如用电信息采集、设备状态监测、故障研判等。这种分层架构的核心价值在于业务开发者无需关心底层芯片差异只需基于框架层 API 开发应用即可在不同厂商、不同算力的电力终端上运行。1.3 电鸿系统的关键技术特性电鸿系统在技术特性上重点围绕电力行业的三大核心诉求展开实时性、安全性和互联互通。1.3.1 高实时与确定性调度电力保护和控制类设备对时延极其敏感。电鸿系统在 LiteOS 内核中引入了确定性调度机制通过任务优先级抢占、中断响应优化和资源隔离保证关键业务在微秒级到毫秒级的时间窗口内完成响应满足配电自动化等场景的实时性要求。1.3.2 电力级安全防护电鸿系统内置了安全启动、可信执行环境TEE、国密算法SM2/SM3/SM4支持和安全通信通道。设备从启动到运行全程可校验、可审计防止非法固件注入和通信数据被篡改满足电力监控系统安全防护规定的要求。1.3.3 分布式协同与互联互通借助分布式软总线电鸿系统支持设备间近场发现、自组网和数据共享。多台终端设备可以动态组成一个超级终端例如配电房内的多个传感器和边缘网关可以协同完成数据采集与本地研判减少对主站云端的依赖提升响应速度。1.4 电鸿系统适配 GD32 MCU 的总体思路GD32 是兆易创新推出的基于 ARM Cortex-M 内核的国产通用 32 位微控制器系列凭借丰富的外设资源、较高的性价比和国产化优势在电力终端设备中应用广泛。电鸿系统适配 GD32 的核心目标是让 GD32 芯片能够运行精简版电鸿内核并接入电鸿分布式生态。由于 GD32 属于资源受限的 MCU 类别通常不具备运行完整 Linux 内核的条件因此电鸿系统在 GD32 上的适配主要走轻量化路线即基于 LiteOS 内核裁剪适配而非完整 OpenHarmony 的 Linux 版本。1.5 电鸿系统适配 GD32 的关键步骤适配工作大体可分为芯片移植、内核适配、外设驱动适配和系统服务集成四个阶段。1.5.1 芯片移植与启动引导首先需要完成 GD32 芯片级的启动引导适配包括启动文件、时钟树配置、内存布局和中断向量表的移植。电鸿系统的启动引导层需要针对 GD32 的 Flash 和 SRAM 容量进行裁剪确保内核镜像能够正常加载运行。1.5.2 内核适配与裁剪在 LiteOS 内核层面需要适配 GD32 的 CPU 架构特性包括任务上下文切换、中断处理、系统时钟节拍Tick和内存管理单元。由于 GD32 的 SRAM 通常只有几十到几百 KB内核需要裁剪掉不必要的组件如动态加载、复杂文件系统等只保留任务调度、信号量、消息队列和内存池等核心能力。1.5.3 外设驱动适配GD32 常见外设包括 UART、SPI、I2C、ADC、定时器、DMA 和以太网 MAC 等。电鸿系统需要为这些外设编写或移植统一的驱动框架接口让上层应用可以通过标准 API 访问硬件资源。电力场景中常用的通信接口如 RS-485 串口和电力载波模块也需要在驱动层完成适配。1.5.4 系统服务与协议栈集成在驱动之上需要集成轻量化的电力通信协议栈和电鸿分布式软总线。由于 MCU 资源有限协议栈通常采用裁剪版本例如只保留 DL/T 645 主从站功能或 Modbus RTU 模式并通过轻量化软总线实现与边缘网关的互联。二、电鸿环境搭建流程2.1 导入镜像2.2 扩容2.2.1 扩大Ubuntu总磁盘的大小最少150Gps:最大大小最好比系统可用空间小否则扩容失败2.2.2 安装Ubuntu磁盘扩容工具· sudo apt-get install gparted3、Ubuntu扩容步骤扩大总盘容量/dev/sda2拖动框边(红色1箭头)或者增加New size的大小然后点击红色箭头2然后对/dev/sd5扩容步骤跟sd2一致2.3 安装推荐用共享目录加入sdk包跟工具链2.3.1 创建共享文件夹1点击设置23下一步4主机路径名电脑本地的创建的一个文件夹名称创建成功后在虚拟机内会显示的文件夹的名称可以将名称设置成share执行下一步即可5在虚拟机的路径为 /mnt/hgfs/share,把sdk的分包放到这个共享文件夹了里面#合包命令参考将目录下所有PowerHarmony_Release_V2.0.0.0.开头包合并到/mnt目录下成Release_V2.0.0.0.tar.gz总包sudo cat PowerHarmony_Release_V2.0.0.0.* /mnt/Release_V2.0.0.0.tar.gz创建一个目录将工具链gcc-20230609-aarch64-v01c01-linux-musl.tgz跟sdk放在一起在~/目录下创建一个新的文件夹harmony把gcc-20230609-aarch64-v01c01-linux-musl.tgz这个也要解压跟sdk.tar.gz 放到一起最后解压sdk.tar.gz#分包命令参考sudo split -b 2G Release_V2.0.0.0.tar.gz /opt/PowerHarmony_Release_V2.0.0.0.2、pip3 install build/hb在harmony/sdk的目录下面执行安装hb执行hb help 出现help信息为安装成功ps:要在sdk的根目录执行执行安装工具链脚本执行bash build/prebuilts_download.sh网络要稳定2.4 编译执行source /etc/profile重启Ubuntuecho $PATH。若还没有工具链环境就在~/,bashrc 中加然后source ~/,bashrcGd32f450x系列选择mini执行hb build -f 或者 hb build 编译2.5 远程连接第一步在 Ubuntu 里确认 SSH 服务已经安装并启动sudo apt-get install openssh-serversudo systemctl start sshsudo systemctl status ssh按q退出执行下一步查看虚拟机的 IP 地址ipaddr show|grepinet这个192.168.229.130就是你 Ubuntu 虚拟机的 IP 地址VSCode 连接时要用它。安装在 VSCode 左上角点击 “文件” 菜单。选择打开文件夹。在弹出的路径输入框里输入或者粘贴/home/csg/harmony/Release_V2.0.0.0然后点击 “确定”。输入密码之后