HarmonyOS分布式硬件共享：调用手机摄像头的手表应用

猫林老师2025-10-21 2:08

一、分布式硬件共享概述

分布式硬件共享是HarmonyOS的核心能力之一，它基于分布式硬件池理念，将网络中多个物理设备的硬件资源进行统一虚拟化管理。这意味着应用程序可以按需调用任意可信设备的硬件能力，打破传统单设备资源局限。

1.1 技术原理

分布式硬件框架通过以下机制实现硬件共享：

  • 设备虚拟化：远程设备硬件在本地被抽象为虚拟驱动，应用程序调用本地硬件与远程硬件使用同一套API
  • 自动发现：基于mDNS、BLE广播和COAP协议实现设备自动发现与认证
  • 安全通道：建立设备间安全通信链路，保障数据传输隐私性

1.2 应用场景优势

在智能穿戴场景中，分布式硬件共享带来显著优势：

  • 弥补设备短板：手表等穿戴设备计算能力、摄像头性能有限，可借助手机强大硬件
  • 无缝用户体验：用户可在手表上直接操作手机摄像头，无需手动切换设备
  • 资源优化：充分发挥各设备特长，实现资源最优配置

二、实战案例：手表调用手机摄像头

2.1 项目结构与配置

首先配置项目的模块结构和权限声明：

模块依赖配置（oh-package.json5）：

复制代码 
{
  "dependencies": {
    "@kit.DistributedServiceKit": ">=12.0.0",
    "@kit.ArkUI": ">=12.0.0",
    "@kit.AbilityKit": ">=12.0.0"
  }
}

权限声明（module.json5）：

复制代码 
{
  "module": {
    "requestPermissions": [
      {
        "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC",
        "reason": "用于设备间数据传输",
        "usedScene": {
          "abilities": ["MainAbility"],
          "when": "always"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.CAMERA",
        "reason": "调用摄像头拍照",
        "usedScene": {
          "abilities": ["MainAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DEVICE_STATE",
        "reason": "发现并连接附近设备",
        "usedScene": {
          "abilities": ["MainAbility"],
          "when": "always"
        }
      }
    ]
  }
}

2.2 设备发现与连接

实现设备自动发现与连接管理：

复制代码 
import { distributedDeviceManager } from '@kit.DistributedServiceKit';
import { camera } from '@kit.AbilityKit';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';

@Component
export class DistributedCameraService {
  private deviceManager: distributedDeviceManager.DeviceManager | null = null;
  private remoteDeviceId: string | null = null;
  private cameraManager: camera.CameraManager | null = null;

  // 初始化设备管理
  async initDeviceManager(): Promise<void> {
    try {
      this.deviceManager = await distributedDeviceManager.createDeviceManager(
        getContext(this) as distributedDeviceManager.Context
      );
      // 注册设备状态监听
      this.deviceManager.on('deviceStateChange', (data) => {
        this.handleDeviceStateChange(data);
      });
      // 发现设备
      this.discoverDevices();
    } catch (error) {
      console.error('初始化设备管理失败:', (error as BusinessError).message);
    }
  }

  // 发现附近设备
  private async discoverDevices(): Promise<void> {
    if (!this.deviceManager) return;

    try {
      const devices = await this.deviceManager.getTrustedDeviceListSync();
      // 优先选择有摄像头的手机设备
      const phoneDevice = devices.find(device => 
        device.deviceType === 'phone' && device.deviceName.includes('Phone')
      );
      
      if (phoneDevice) {
        this.remoteDeviceId = phoneDevice.deviceId;
        console.info('发现可用手机设备:', phoneDevice.deviceName);
      }
    } catch (error) {
      console.error('设备发现失败:', (error as BusinessError).message);
    }
  }

  // 处理设备状态变化
  private handleDeviceStateChange(data: distributedDeviceManager.DeviceStateChangeData): void {
    switch (data.action) {
      case distributedDeviceManager.DeviceStateChangeAction.ONLINE:
        console.info('设备上线:', data.device.deviceName);
        this.remoteDeviceId = data.device.deviceId;
        break;
      case distributedDeviceManager.DeviceStateChangeAction.OFFLINE:
        console.info('设备离线:', data.device.deviceName);
        if (this.remoteDeviceId === data.device.deviceId) {
          this.remoteDeviceId = null;
        }
        break;
    }
  }
}

2.3 分布式摄像头调用

实现摄像头发现、连接和拍照功能：

复制代码 
@Component
export class DistributedCamera {
  private cameraService: DistributedCameraService;
  private remoteCamera: camera.CameraDevice | null = null;

  // 获取分布式摄像头列表
  async getDistributedCameras(): Promise<camera.CameraDevice[]> {
    try {
      this.cameraService = new DistributedCameraService();
      await this.cameraService.initDeviceManager();
      
      const cameraManager = camera.getCameraManager(getContext(this));
      const cameras = await cameraManager.getCameras();
      
      // 筛选分布式摄像头
      const distributedCameras = cameras.filter(cameraDevice => {
        return cameraDevice.connectionType === camera.ConnectionType.CAMERA_CONNECTION_REMOTE;
      });
      
      return distributedCameras;
    } catch (error) {
      console.error('获取摄像头列表失败:', (error as BusinessError).message);
      return [];
    }
  }

  // 连接远程摄像头并拍照
  async takePhotoWithRemoteCamera(): Promise<image.PixelMap> {
    try {
      const distributedCameras = await this.getDistributedCameras();
      if (distributedCameras.length === 0) {
        throw new Error('未找到可用的分布式摄像头');
      }

      // 选择第一个远程摄像头
      this.remoteCamera = distributedCameras[0];
      const cameraInput = await camera.createCameraInput(this.remoteCamera);
      
      // 创建拍照会话
      const photoSession = await camera.createPhotoSession(getContext(this));
      await photoSession.beginConfig();
      await photoSession.addInput(cameraInput);
      
      // 配置拍照参数
      const photoOutput = await camera.createPhotoOutput(getContext(this));
      await photoSession.addOutput(photoOutput);
      await photoSession.commitConfig();
      await photoSession.start();
      
      // 执行拍照
      const photo = await photoOutput.capture();
      console.info('拍照成功');
      
      // 清理资源
      await photoSession.stop();
      await cameraInput.release();
      
      return photo;
    } catch (error) {
      console.error('拍照失败:', (error as BusinessError).message);
      throw error;
    }
  }
}

2.4 手表端UI界面实现

创建手表端用户界面，提供拍照控制和图片显示：

复制代码 
@Entry
@Component
struct WatchCameraApp {
  @State isConnected: boolean = false;
  @State isTakingPhoto: boolean = false;
  @State photoData: image.PixelMap | null = null;
  @State deviceStatus: string = '搜索设备中...';

  private distributedCamera: DistributedCamera = new DistributedCamera();

  aboutToAppear(): void {
    this.checkDeviceConnection();
  }

  // 检查设备连接状态
  async checkDeviceConnection(): Promise<void> {
    try {
      const cameras = await this.distributedCamera.getDistributedCameras();
      this.isConnected = cameras.length > 0;
      this.deviceStatus = this.isConnected ? '设备已连接' : '未发现可用设备';
    } catch (error) {
      this.deviceStatus = '设备连接失败';
      console.error('设备连接检查失败:', error);
    }
  }

  // 拍照处理
  async takePhoto(): Promise<void> {
    if (!this.isConnected || this.isTakingPhoto) return;
    
    this.isTakingPhoto = true;
    try {
      this.photoData = await this.distributedCamera.takePhotoWithRemoteCamera();
      console.info('照片获取成功');
    } catch (error) {
      console.error('拍照过程失败:', error);
      this.deviceStatus = '拍照失败，请重试';
    } finally {
      this.isTakingPhoto = false;
    }
  }

  build() {
    Column({ space: 20 }) {
      // 状态显示
      Text(this.deviceStatus)
        .fontSize(16)
        .fontColor(this.isConnected ? '#00ff00' : '#ff0000')
        .margin({ top: 20 })

      // 连接状态图标
      Row() {
        Circle({ width: 12, height: 12 })
          .fill(this.isConnected ? '#00ff00' : '#ff6b6b')
        Text(this.isConnected ? '已连接' : '未连接')
          .fontSize(14)
          .margin({ left: 8 })
      }
      .margin({ bottom: 30 })

      // 拍照按钮
      Button(this.isTakingPhoto ? '拍摄中...' : '调用手机摄像头拍照')
        .width(200)
        .height(60)
        .backgroundColor(this.isConnected ? '#007dff' : '#cccccc')
        .enabled(this.isConnected && !this.isTakingPhoto)
        .onClick(() => {
          this.takePhoto();
        })
        .margin({ bottom: 20 })

      // 照片预览
      if (this.photoData) {
        Text('最新照片')
          .fontSize(16)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
          .margin({ bottom: 10 })
        
        Image(this.photoData)
          .width(180)
          .height(180)
          .objectFit(ImageFit.Contain)
          .border({ width: 2, color: '#eeeeee' })
          .borderRadius(10)
      } else {
        // 占位图
        Column() {
          Image($r('app.media.camera_placeholder'))
            .width(80)
            .height(80)
            .margin({ bottom: 10 })
          Text('暂无照片')
            .fontSize(14)
            .fontColor('#999999')
        }
        .width(180)
        .height(180)
        .border({ width: 2, color: '#eeeeee', style: BorderStyle.Dotted })
        .borderRadius(10)
      }

      // 重试按钮
      if (!this.isConnected) {
        Button('重新搜索设备')
          .width(160)
          .height(40)
          .fontSize(14)
          .margin({ top: 20 })
          .onClick(() => {
            this.checkDeviceConnection();
          })
      }
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .padding(20)
    .backgroundColor('#f5f5f5')
  }
}

三、核心技术要点解析

3.1 设备发现与认证机制

分布式硬件共享建立在严格的安全基础上：

复制代码 
// 设备认证状态监听
private setupDeviceAuthentication(): void {
  this.deviceManager?.on('deviceAuthResult', (data) => {
    switch (data.result) {
      case distributedDeviceManager.AuthResultCode.AUTH_SUCCESS:
        console.info('设备认证成功');
        this.isConnected = true;
        break;
      case distributedDeviceManager.AuthResultCode.AUTH_FAILURE:
        console.error('设备认证失败');
        this.isConnected = false;
        break;
    }
  });
}

3.2 数据传输优化

针对手表网络环境进行数据传输优化：

复制代码 
// 图片压缩与传输优化
private async optimizeImageForTransfer(pixelMap: image.PixelMap): Promise<image.PixelMap> {
  const imageSource = image.createImageSource(pixelMap);
  const decodingOptions = {
    desiredSize: {
      width: 800,
      height: 800
    },
    desiredPixelFormat: image.PixelFormat.RGBA_8888,
    desiredRegion: { size: { height: 800, width: 800 }, x: 0, y: 0 }
  };
  
  return await imageSource.createPixelMap(decodingOptions);
}

四、常见问题与解决方案

4.1 连接稳定性问题

问题描述：设备连接频繁断开或延迟较高

解决方案：

复制代码 
// 实现连接重试机制
private async connectWithRetry(maxRetries: number = 3): Promise<boolean> {
  for (let attempt = 1; attempt <= maxRetries; attempt++) {
    try {
      await this.connectToDevice();
      return true;
    } catch (error) {
      if (attempt === maxRetries) {
        console.error(`连接失败，已重试${maxRetries}次`);
        return false;
      }
      // 指数退避重试
      await this.delay(Math.pow(2, attempt) * 1000);
    }
  }
  return false;
}

private delay(ms: number): Promise<void> {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

4.2 权限管理最佳实践

问题描述：用户拒绝权限导致功能无法使用

解决方案：

复制代码 
// 智能权限请求
private async requestPermissionsWithGuidance(): Promise<void> {
  try {
    const permissions: Array<Permissions> = [
      'ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC',
      'ohos.permission.CAMERA'
    ];
    
    const grantStatus = await abilityAccessCtrl.requestPermissionsFromUser(
      getContext(this) as common.Context,
      permissions
    );
    
    if (grantStatus.authResults.some(result => result !== 0)) {
      // 权限被拒绝，显示引导信息
      this.showPermissionGuideDialog();
    }
  } catch (error) {
    console.error('权限请求失败:', error);
  }
}

五、总结

本文完整实现了HarmonyOS分布式硬件共享的核心场景------手表调用手机摄像头。通过设备发现、安全认证、远程调用和数据传输等关键技术，展示了如何构建跨设备协同应用。

核心价值：

  1. 用户体验提升：用户可在手表上直接操作手机摄像头，实现无缝体验
  2. 资源优化：充分发挥各设备硬件优势，提升系统整体效能
  3. 开发效率：统一的API设计降低了分布式应用开发复杂度

这种分布式硬件能力为穿戴设备、IoT设备等资源受限设备打开了新的可能性，为万物互联时代的应用创新提供了坚实的技术基础。

注意：实际部署时需确保设备已登录同一华为账号，且距离在合理范围内以保证通信质量。

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