1. 引言

2. 技术背景

2.1 鸿蒙智能空调控制能力基础

2.2 空调温控技术架构

graph TD
    subgraph 控制终端层(多设备)
        A[手机] --> A1[空调控制App]
        B[平板] --> B1[空调控制App]
        C[智慧屏] --> C1[空调控制App]
        D[智能手表] --> D1[快捷控制Widget]
        E[智能音箱] --> E1[语音控制]
    end
    
    subgraph 鸿蒙分布式中间件
        F[分布式软总线] --> G[设备发现服务]
        G --> H[设备连接管理]
        H --> I[命令路由中心]
        I --> J[状态同步服务]
        K[原子化服务框架] --> L[快捷控制入口]
        M[后台任务管理] --> N[定时任务调度]
    end
    
    subgraph 智能空调层
        O[壁挂式空调] --> O1[WiFi/红外模块]
        P[柜式空调] --> P1[通信模块]
        Q[中央空调控制器] --> Q1[网关模块]
        R[空调伴侣] --> R1[红外发射/接收]
        O1 --> S[空调驱动]
        P1 --> T[空调驱动]
        Q1 --> U[空调驱动]
        R1 --> V[空调驱动]
    end
    
    subgraph 云服务与AI层
        W[华为云IoT平台] --> X[设备管理]
        X --> Y[数据存储与分析]
        Z[AI引擎] --> AA[智能温控算法]
        AA --> BB[能耗优化建议]
        CC[天气服务] --> DD[室外温度预测]
        DD --> AA
    end
    
    subgraph 传感器层
        EE[室内温度传感器] --> FF[环境监测]
        GG[人体红外传感器] --> HH[人员检测]
        II[湿度传感器] --> JJ[湿度监测]
        FF --> AA
        HH --> AA
        JJ --> AA
    end
    
    A1 --> I
    B1 --> I
    C1 --> I
    D1 --> L
    E1 --> L
    L --> I
    I --> O1
    I --> P1
    I --> Q1
    I --> R1
    O1 --> S
    P1 --> T
    Q1 --> U
    R1 --> V
    S --> X
    T --> X
    U --> X
    V --> X
    X --> Y
    Y --> Z
    FF --> Z
    HH --> Z
    JJ --> Z
    DD --> Z
    Z --> AA
    AA --> BB

2.3 关键技术特性

1. 多协议兼容：支持WiFi、红外、蓝牙BLE、Zigbee、RS485等多种通信协议，适配主流空调品牌和型号
2. 分布式协同：手机设置的空调状态实时同步到平板和智慧屏，多终端控制无冲突
3. 精确温控：温度调节精度达±0.5℃，支持16℃-30℃宽范围调节，满足不同地区需求
4. 智能模式：内置AI温控算法，根据人员活动、室外温度、湿度自动优化运行参数
5. 低延迟响应：本地控制延迟<150ms，远程控制延迟<500ms，接近遥控器体验
6. 场景化联动：与人体感应、温度传感器联动，实现"回家前预冷"、"睡眠自动调温"等自动化场景
7. 能耗监测：实时统计空调用电量，提供节能建议，支持峰谷电价时段自动调节
8. 安全可靠：端到端加密通信，设备绑定认证，异常操作预警，防止误操作
9. 离线控制：局域网内设备可直接通信，无互联网时仍可实现基本控制功能
10. 故障诊断：自动检测空调运行状态，异常情况及时告警并提供解决方案

3. 应用使用场景

3.1 典型应用场景分类

3.2 场景复杂度分析

• 简单场景：单房间单空调控制，本地WiFi网络，基础开关/温度/模式调节
• 中级场景：多房间多空调分组控制，场景模式切换，定时任务，局域网内多终端协同
• 复杂场景：跨空间联动（如客厅与卧室空调协同），传感器融合（人体+温度+湿度+时间），云端备份与恢复，第三方平台对接（如HomeKit、米家）
• 企业级场景：大型商场/办公楼分区控制，能耗分析与优化，设备批量配置与维护，多用户权限管理，故障预测与维护

4. 核心原理与流程图

4.1 空调温控系统架构图

graph TD
    subgraph 应用层
        A[空调控制App] --> B[设备列表页]
        A --> C[空调控制页]
        A --> D[场景管理页]
        A --> E[定时任务页]
        A --> F[能耗分析页]
        G[原子化服务卡片] --> H[快捷开关]
        G --> I[温度调节]
        G --> J[模式切换]
    end
    
    subgraph 服务层
        K[DeviceManager] --> L[设备发现与连接]
        M[ACController] --> N[开关/温度/模式控制]
        O[SceneManager] --> P[场景配置与执行]
        Q[SchedulerService] --> R[定时任务调度]
        S[NetworkAdapter] --> T[网络通信与协议适配]
        U[DistributedSync] --> V[设备状态分布式同步]
        W[TemperaturePredictor] --> X[温度预测算法]
        Y[EnergyOptimizer] --> Z[能耗优化算法]
    end
    
    subgraph 核心能力层
        AA[DistributedData] --> BB[设备状态分布式同步]
        CC[Preferences] --> DD[用户配置本地存储]
        EE[BackgroundTask] --> FF[后台服务管理]
        GG[Crypto] --> HH[通信加密]
        II[SensorManager] --> JJ[传感器数据采集]
    end
    
    subgraph 驱动层
        KK[WiFiDriver] --> LL[WiFi空调控制]
        MM[IRDriver] --> NN[红外空调控制]
        OO[BleDriver] --> PP[蓝牙空调控制]
        QQ[ZigbeeDriver] --> RR[Zigbee网关控制]
    end
    
    subgraph 硬件层
        SS[壁挂式空调] --> TT[压缩机/风机控制]
        UU[柜式空调] --> VV[多风机控制]
        WW[中央空调] --> XX[冷媒流量控制]
        YY[空调伴侣] --> ZZ[红外发射控制]
    end
    
    subgraph 传感器层
        AAA[温度传感器] --> BBB[环境温度监测]
        CCC[湿度传感器] --> DDD[环境湿度监测]
        EEE[人体传感器] --> FFF[人员活动检测]
        GGG[PM2.5传感器] --> HHH[空气质量监测]
    end
    
    A --> K
    A --> M
    A --> O
    A --> Q
    A --> Y
    F --> Y
    G --> M
    K --> L
    L --> S
    S --> KK
    S --> MM
    S --> OO
    S --> QQ
    KK --> SS
    MM --> YY
    OO --> UU
    QQ --> WW
    YY --> ZZ
    SS --> TT
    UU --> VV
    WW --> XX
    M --> N
    N --> BB
    O --> P
    P --> DD
    Q --> R
    R --> FF
    T --> S
    V --> U
    U --> B
    U --> C
    JJ --> II
    II --> AAA
    II --> CCC
    II --> EEE
    II --> GGG
    AAA --> BBB
    CCC --> DDD
    EEE --> FFF
    GGG --> HHH
    BBB --> W
    DDD --> W
    FFF --> W
    HHH --> W
    W --> X
    X --> N
    Y --> Z
    Z --> N

4.2 空调控制工作流程

4.2.1 设备发现与控制流程

sequenceDiagram
    participant User as 用户
    participant App as 空调控制App
    participant DeviceMgr as DeviceManager
    participant ACController as ACController
    participant Device as 智能空调
    participant Cloud as 云平台(可选)
    
    User->>App: 打开设备列表/添加设备
    App->>DeviceMgr: 扫描附近空调设备
    DeviceMgr->>DeviceMgr: 通过WiFi/IR/BLE/Zigbee扫描
    DeviceMgr->>Device: 发送设备发现请求(品牌/型号匹配)
    Device->>DeviceMgr: 响应设备信息(支持的功能、状态)
    DeviceMgr->>App: 返回发现的设备列表
    App->>User: 显示设备列表(未绑定/已绑定)
    
    User->>App: 选择设备并绑定
    App->>DeviceMgr: 发起绑定请求
    DeviceMgr->>Device: 发送绑定指令(含认证信息)
    Device->>DeviceMgr: 确认绑定成功(返回设备ID)
    DeviceMgr->>App: 绑定成功通知
    App->>User: 提示绑定成功，设备添加到列表
    
    User->>App: 控制空调(开关/温度/模式/风速)
    App->>ACController: 发送控制指令(设备ID, 参数)
    ACController->>ACController: 参数校验(范围、合法性)
    ACController->>DeviceMgr: 获取设备通信协议和能力
    DeviceMgr->>ACController: 返回协议信息(WiFi/IR等)和能力
    ACController->>Device: 发送控制命令(编码为协议格式)
    Device->>ACController: 执行结果反馈(成功/失败/当前状态)
    ACController->>App: 返回控制结果
    App->>User: 更新UI状态(如开关图标、温度显示、模式指示)
    ACController->>DeviceMgr: 更新设备状态缓存
    DeviceMgr->>DistributedData: 同步状态到其他设备
    
    Note over DeviceMgr,Cloud: 如果设备离线，指令缓存待设备上线后执行

4.2.2 定时任务执行流程

sequenceDiagram
    participant User as 用户
    participant App as 空调控制App
    participant Scheduler as SchedulerService
    participant SceneMgr as SceneManager
    participant ACController as ACController
    participant Device as 智能空调
    participant Sensor as 传感器(可选)
    
    User->>App: 创建定时任务(如"每日7:00开机,26℃制冷")
    App->>Scheduler: 打开定时任务编辑器
    Scheduler->>User: 显示任务配置界面(时间、重复类型、动作)
    User->>Scheduler: 配置任务参数(7:00, 每日, 开机+26℃制冷)
    Scheduler->>Scheduler: 验证参数有效性(时间冲突检测)
    Scheduler->>Preferences: 保存定时任务配置(JSON格式)
    Preferences->>Scheduler: 保存成功确认
    Scheduler->>App: 任务保存成功通知
    App->>User: 提示任务创建成功
    
    Scheduler->>Scheduler: 定时检查任务(系统闹钟触发)
    Scheduler->>Scheduler: 检查任务条件(如人员在场、温度阈值)
    alt 条件满足
        Scheduler->>SceneMgr: 触发定时场景(场景ID)
        SceneMgr->>Preferences: 读取场景配置
        Preferences->>SceneMgr: 返回场景参数(开机+26℃制冷)
        SceneMgr->>ACController: 遍历场景中的设备控制指令
        loop 对每个设备
            ACController->>Device: 发送控制命令(按场景参数)
            Device->>ACController: 执行结果反馈
        end
        ACController->>SceneMgr: 所有设备控制完成
        SceneMgr->>Scheduler: 场景执行结果
        Scheduler->>App: 任务执行成功通知(可选)
        App->>User: 显示任务执行成功(如"空调已按定时开启")
    else 条件不满足
        Scheduler->>Scheduler: 跳过执行或延迟执行
        App->>User: 记录任务未执行原因(可选)
    end

4.3 工作原理详解

1. 设备发现与绑定：
   • 应用启动时，DeviceManager通过分布式软总线和各通信协议（WiFi/红外/蓝牙/Zigbee）扫描附近智能空调
   • 发现设备后，通过设备品牌和型号匹配预置的设备驱动库，发起绑定请求（含认证密钥或红外编码学习）
   • 绑定成功后，设备信息（ID、型号、支持的功能、初始状态）存储于本地Preferences和分布式数据库中，供多设备同步
2. 控制指令下发：
   • 用户在UI界面操作（如点击温度"+"按钮、选择"制冷"模式），ACController接收控制参数（设备ID、开关状态、目标温度、运行模式、风速等）
   • 参数经校验后，根据设备ID从DeviceManager获取通信协议和设备能力，编码为对应协议的指令格式（如WiFi设备的JSON指令、红外的脉冲编码）
   • 指令通过对应驱动发送至设备，设备执行后返回状态反馈（如当前温度、运行模式），更新本地状态和分布式缓存
3. 状态同步机制：
   • 采用鸿蒙DistributedData实现设备状态的分布式同步，任一终端控制空调后，状态变更会广播至同一超级终端内的其他设备
   • 设备离线时，状态暂存于本地，上线后通过心跳包或主动查询同步最新状态
   • 本地Preferences作为一级缓存，存储用户配置（场景、定时任务、温度偏好），分布式数据库作为二级同步，确保数据一致性
4. 定时任务与场景：
   • SchedulerService（基于鸿蒙BackgroundTaskManager和AlarmManager）负责管理定时任务，通过系统闹钟触发任务检查
   • 场景配置（SceneManager）以JSON格式存储，包含设备列表及各设备的目标状态，支持条件触发（如"当温度>28℃时开启制冷"）
   • 定时任务可关联场景，执行时调用场景配置实现复杂的多设备联动控制
5. 智能温控算法：
   • TemperaturePredictor基于历史数据和机器学习算法，预测室内温度变化趋势，提前调整空调运行参数
   • EnergyOptimizer结合室外温度、电价时段、人员密度等因素，优化空调运行模式，在保证舒适度的前提下降低能耗
   • 传感器数据（温度、湿度、人体活动）通过SensorManager实时采集，为智能算法提供决策依据
6. 安全与可靠性：
   • 设备绑定采用密钥对认证或红外编码学习验证，防止非法设备接入
   • 控制指令添加序列号、时间戳和校验和，避免重放攻击和错误执行
   • 网络异常时，指令缓存于本地队列，网络恢复后按优先级重发，确保控制可靠性
   • 关键操作（如高温自动关机）需二次确认，防止误触导致安全问题

5. 环境准备

5.1 开发环境配置

# 1. 安装DevEco Studio 4.0+ (支持API 9+)
# 下载地址: https://developer.harmonyos.com/cn/develop/deveco-studio

# 2. 创建鸿蒙应用项目
# 步骤: File -> New -> Create Project -> 选择"Application" -> "Empty Ability"
# 配置项目信息:
#   - Project name: SmartACControl
#   - Bundle name: com.example.smartaccontrol
#   - Save location: 自定义路径
#   - Compile SDK: 9 (或更高版本)
#   - Device type: Phone + Tablet + Wearable (勾选支持的设备类型)
#   - Language: ArkTS
#   - UI Framework: ArkUI (声明式开发范式)

# 3. 目录结构规划
SmartACControl/
├── entry/                          # 主模块(空调控制应用)
│   ├── src/
│   │   ├── main/
│   │   │   ├── ets/                # ArkTS源代码
│   │   │   │   ├── pages/          # 页面组件
│   │   │   │   │   ├── Index.ets            # 首页(设备列表)
│   │   │   │   │   ├── ACControl.ets       # 空调控制页
│   │   │   │   │   ├── SceneManagement.ets # 场景管理页
│   │   │   │   │   ├── ScheduleTask.ets     # 定时任务页
│   │   │   │   │   ├── EnergyAnalysis.ets   # 能耗分析页
│   │   │   │   │   └── Settings.ets        # 设置页
│   │   │   │   ├── components/      # 公共组件
│   │   │   │   │   ├── DeviceCard.ets       # 设备卡片组件
│   │   │   │   │   ├── TemperatureSlider.ets # 温度滑块组件
│   │   │   │   │   ├── ModeSelector.ets    # 模式选择器组件
│   │   │   │   │   ├── FanSpeedControl.ets # 风速控制组件
│   │   │   │   │   ├── TimerTaskItem.ets   # 定时任务项组件
│   │   │   │   │   └── SceneItem.ets        # 场景项组件
│   │   │   │   ├── model/           # 数据模型
│   │   │   │   │   ├── AirConditioner.ets # 空调设备模型
│   │   │   │   │   ├── Scene.ets           # 场景模型
│   │   │   │   │   ├── Schedule.ets         # 定时任务模型
│   │   │   │   │   ├── ControlCommand.ets  # 控制指令模型
│   │   │   │   │   └── SensorData.ets      # 传感器数据模型
│   │   │   │   ├── service/         # 业务逻辑服务
│   │   │   │   │   ├── DeviceManager.ets    # 设备管理服务
│   │   │   │   │   ├── ACController.ets    # 空调控制服务
│   │   │   │   │   ├── SceneManager.ets    # 场景管理服务
│   │   │   │   │   ├── SchedulerService.ets # 定时任务服务
│   │   │   │   │   ├── NetworkAdapter.ets  # 网络适配器(协议适配)
│   │   │   │   │   ├── DistributedSync.ets # 分布式同步服务
│   │   │   │   │   ├── TemperaturePredictor.ets # 温度预测服务
│   │   │   │   │   ├── EnergyOptimizer.ets # 能耗优化服务
│   │   │   │   │   └── SensorMonitor.ets   # 传感器监控服务
│   │   │   │   ├── utils/           # 工具类
│   │   │   │   │   ├── Logger.ets           # 日志工具
│   │   │   │   │   ├── PreferencesUtil.ets # 偏好设置工具
│   │   │   │   │   ├── CryptoUtil.ets      # 加密工具
│   │   │   │   │   ├── TimeUtil.ets        # 时间工具
│   │   │   │   │   ├── TempConverter.ets   # 温度单位转换工具
│   │   │   │   │   └── CommandValidator.ets # 指令校验工具
│   │   │   │   ├── application/    # 应用生命周期管理
│   │   │   │   │   ├── MainApplication.ets # 主应用入口
│   │   │   │   │   └── Ability.ets         # 能力基类
│   │   │   │   └── entryability/   # 应用入口能力
│   │   │   │       └── EntryAbility.ets    # 主入口能力
│   │   │   ├── resources/          # 资源文件
│   │   │   │   ├── base/
│   │   │   │   │   ├── element/    # 颜色、字符串、尺寸等资源
│   │   │   │   │   │   ├── color.json
│   │   │   │   │   │   ├── string.json
│   │   │   │   │   │   └── float.json
│   │   │   │   │   ├── media/      # 图片、图标资源
│   │   │   │   │   │   ├── icon_ac_on.png
│   │   │   │   │   │   ├── icon_ac_off.png
│   │   │   │   │   │   ├── mode_cool.png
│   │   │   │   │   │   ├── mode_heat.png
│   │   │   │   │   │   ├── mode_dry.png
│   │   │   │   │   │   ├── mode_fan.png
│   │   │   │   │   │   └── mode_auto.png
│   │   │   │   │   ├── profile/    # 配置文件
│   │   │   │   │   │   ├── main_pages.json # 页面路由配置
│   │   │   │   │   │   └── module.json5    # 模块配置(权限、 abilities等)
│   │   │   │   │   └── rawfile/    # 原始资源文件(如设备协议文档、红外编码库)
│   │   │   └── module.json5        # 模块配置文件(权限声明等)
│   ├── build-profile.json5         # 构建配置
│   └──hvigorfile.ts                # 构建脚本
└── library/                         # 可选: 公共库模块(如设备协议解析库、红外编码库)
    ├── src/
    │   ├── main/
    │   │   ├── ets/
    │   │   │   └── utils/
    │   │   │       ├── IRCodeLibrary.ets     # 红外编码库
    │   │   │       └── ProtocolParser.ets   # 协议解析工具
    │   │   └── module.json5
    └── build-profile.json5

5.2 权限配置

{
  "module": {
    "name": "entry",
    "type": "entry",
    "description": "$string:module_desc",
    "mainElement": "EntryAbility",
    "deviceTypes": ["phone", "tablet", "wearable"],
    "deliveryWithInstall": true,
    "installationFree": false,
    "pages": "$profile:main_pages",
    "abilities": [
      {
        "name": "EntryAbility",
        "srcEntry": "./ets/entryability/EntryAbility.ets",
        "description": "$string:EntryAbility_desc",
        "icon": "$media:icon",
        "label": "$string:EntryAbility_label",
        "startWindowIcon": "$media:icon",
        "startWindowBackground": "$color:start_window_background",
        "exported": true,
        "skills": [
          {
            "entities": ["entity.system.home"],
            "actions": ["action.system.home"]
          }
        ]
      },
      {
        "name": "ACControlAbility",
        "srcEntry": "./ets/application/ACControlAbility.ets",
        "description": "空调控制能力",
        "icon": "$media:ac_control_icon",
        "label": "$string:ACControlAbility_label",
        "exported": true,
        "backgroundModes": ["dataTransfer", "location", "audioPlayback"] // dataTransfer用于后台设备通信, audioPlayback用于红外发射音效
      }
    ],
    "requestPermissions": [
      {
        "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC",
        "reason": "$string:distributed_datasync_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility", "ACControlAbility"],
          "when": "always"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.INTERNET",
        "reason": "$string:internet_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.ACCESS_NETWORK_STATE",
        "reason": "$string:access_network_state_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "always"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.BLUETOOTH",
        "reason": "$string:bluetooth_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.DISCOVER_BLUETOOTH",
        "reason": "$string:discover_bluetooth_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.USE_BLUETOOTH",
        "reason": "$string:use_bluetooth_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.LOCATION",
        "reason": "$string:location_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.KEEP_BACKGROUND_RUNNING",
        "reason": "$string:keep_background_running_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "always"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.SCHEDULE_EXACT_ALARM",
        "reason": "$string:schedule_exact_alarm_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.REQUEST_SCHEDULE_EXACT_ALARM",
        "reason": "$string:request_schedule_exact_alarm_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.VIBRATE",
        "reason": "$string:vibrate_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["ACControlAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.READ_MEDIA",
        "reason": "$string:read_media_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.WRITE_MEDIA",
        "reason": "$string:write_media_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.CAMERA",
        "reason": "$string:camera_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility"],
          "when": "inuse"
        }
      }
    ],
    "extensionAbilities": [
      {
        "name": "SchedulerExtAbility",
        "type": "service",
        "srcEntry": "./ets/service/SchedulerService.ets",
        "description": "定时任务后台服务",
        "exported": true,
        "backgroundModes": ["dataTransfer"]
      },
      {
        "name": "SensorMonitorExtAbility",
        "type": "service",
        "srcEntry": "./ets/service/SensorMonitor.ets",
        "description": "传感器监控后台服务",
        "exported": true,
        "backgroundModes": ["location", "dataTransfer"]
      }
    ],
    "definePermissions": [
      {
        "name": "com.example.smartaccontrol.permission.AC_CONTROL",
        "grantMode": "system_grant",
        "availableLevel": "normal",
        "description": "空调控制权限"
      },
      {
        "name": "com.example.smartaccontrol.permission.TEMP_MONITOR",
        "grantMode": "system_grant",
        "availableLevel": "normal",
        "description": "温度监控权限"
      }
    ]
  }
}

5.3 依赖配置

{
  "apiType": "stageMode",
  "buildOption": {
    "strictMode": {
      "caseSensitiveCheck": true,
      "useNormalizedOHMUrl": true
    },
    "arkOptions": {
      "debug": false,
      "optimize": true
    }
  },
  "buildOptionSet": [
    {
      "name": "release",
      "arkOptions": {
        "debug": false,
        "optimize": true
      }
    }
  ],
  "targets": [
    {
      "name": "default",
      "applyToProducts": ["default"]
    }
  ],
  "products": [
    {
      "name": "default",
      "compatibleSdkVersion": "9",
      "runtimeOS": "HarmonyOS",
      "signingConfig": "default"
    }
  ],
  "dependencies": {
    "@ohos.data.preferences": "9.0.0",
    "@ohos.distributedData": "9.0.0",
    "@ohos.bluetooth": "9.0.0",
    "@ohos.net.connection": "9.0.0",
    "@ohos.sensor": "9.0.0",
    "@ohos.alarm": "9.0.0",
    "@ohos.backgroundTaskManager": "9.0.0",
    "@ohos.location": "9.0.0",
    "@ohos.vibrator": "9.0.0",
    "@ohos.camera": "9.0.0",
    "@ohos.multimedia.audio": "9.0.0",
    "library": "file:../library" // 引用公共库(如果有)
  }
}

6. 详细代码实现

6.1 数据模型定义

/**
 * 空调设备数据模型
 */

/**
 * 设备基本信息
 */
export interface DeviceInfo {
  deviceId: string;            // 设备唯一标识(UUID或MAC地址)
  deviceName: string;          // 设备名称(用户自定义或默认)
  deviceType: DeviceType;      // 设备类型
  brand: string;               // 品牌
  model: string;               // 型号
  firmwareVersion: string;     // 固件版本
  isOnline: boolean;           // 是否在线
  isBound: boolean;            // 是否已绑定
  bindTime: number;            // 绑定时间(时间戳)
  lastActiveTime: number;      // 最后活跃时间(时间戳)
  location: string;            // 设备位置(如"客厅"、"卧室")
  roomId?: string;             // 所属房间ID(可选)
  installDate?: number;        // 安装日期(时间戳, 可选)
}

/**
 * 设备类型枚举
 */
export enum DeviceType {
  WALL_MOUNTED = "wall_mounted", // 壁挂式空调
  STANDING = "standing",       // 柜式空调
  CENTRAL = "central",         // 中央空调
  PORTABLE = "portable",       // 便携式空调
  AIR_CONDITIONER_COMPANION = "companion" // 空调伴侣(红外控制)
}

/**
 * 空调能力描述
 */
export interface ACCapability {
  supportPower: boolean;        // 支持开关
  supportTemperature: boolean;  // 支持温度调节
  minTemperature: number;       // 最低温度(℃)
  maxTemperature: number;       // 最高温度(℃)
  temperatureStep: number;      // 温度调节步长(℃)
  supportMode: boolean;         // 支持模式切换
  supportFanSpeed: boolean;    // 支持风速调节
  supportSwing: boolean;        // 支持摆风
  supportTimer: boolean;        // 支持定时功能
  supportSleepMode: boolean;    // 支持睡眠模式
  supportEcoMode: boolean;      // 支持节能模式
  supportTurboMode: boolean;    // 支持强劲模式
  supportLock: boolean;         // 支持童锁
  supportFilterReset: boolean;  // 支持滤网重置提醒
  maxTimerCount: number;        // 最大定时任务数
  supportedModes: ACMode[];     // 支持的运行模式
  supportedFanSpeeds: FanSpeed[]; // 支持的风速档位
}

/**
 * 空调运行模式枚举
 */
export enum ACMode {
  COOL = "cool",               // 制冷模式
  HEAT = "heat",               // 制热模式
  DRY = "dry",                 // 除湿模式
  FAN = "fan",                 // 送风模式
  AUTO = "auto"                // 自动模式
}

/**
 * 风速档位枚举
 */
export enum FanSpeed {
  AUTO = "auto",               // 自动风速
  LOW = "low",                 // 低速
  MEDIUM = "medium",           // 中速
  HIGH = "high"                // 高速
}

/**
 * 摆风方向枚举
 */
export enum SwingDirection {
  OFF = "off",                 // 关闭摆风
  HORIZONTAL = "horizontal",   // 水平摆风
  VERTICAL = "vertical",       // 垂直摆风
  BOTH = "both"                // 上下左右摆风
}

/**
 * 空调当前状态
 */
export interface ACState {
  powerOn: boolean;             // 开关状态
  temperature: number;         // 设定温度(℃)
  currentTemperature?: number;  // 当前环境温度(℃, 可选)
  mode: ACMode;                // 运行模式
  fanSpeed: FanSpeed;          // 风速档位
  swingDirection: SwingDirection; // 摆风方向
  isSleepMode: boolean;        // 是否睡眠模式
  isEcoMode: boolean;          // 是否节能模式
  isTurboMode: boolean;        // 是否强劲模式
  isChildLock: boolean;        // 是否童锁
  filterCleanReminder: boolean; // 滤网清洁提醒
  timerRemaining?: number;     // 剩余定时时间(分钟, 可选)
  humidity?: number;           // 当前湿度(%RH, 可选)
  powerConsumption?: number;   // 当前功率(W, 可选)
  runtime?: number;            // 累计运行时间(小时, 可选)
  lastUpdateTime: number;      // 状态最后更新时间(时间戳)
}

/**
 * 完整的空调设备信息
 */
export interface AirConditioner extends DeviceInfo {
  capability: ACCapability;    // 设备能力
  state: ACState;              // 当前状态
  networkInfo: NetworkInfo;     // 网络信息
  energyConsumption?: EnergyConsumption; // 能耗信息(可选)
  groupIds: string[];           // 所属分组ID列表
  customName?: string;          // 用户自定义名称(可选)
  icon?: string;               // 设备图标(可选)
}

/**
 * 网络信息
 */
export interface NetworkInfo {
  protocol: NetworkProtocol;    // 通信协议
  ipAddress?: string;          // IP地址(仅WiFi设备)
  port?: number;                // 端口号(仅WiFi设备)
  bleAddress?: string;         // BLE地址(仅BLE设备)
  zigbeeNodeId?: string;       // Zigbee节点ID(仅Zigbee设备)
  irCodeType?: string;         // 红外编码类型(仅红外设备)
  signalStrength: number;       // 信号强度(0-100, -1表示未知)
  connectionType: ConnectionType; // 连接方式
}

/**
 * 网络协议枚举
 */
export enum NetworkProtocol {
  WiFi = "wifi",               // WiFi
  BluetoothLE = "ble",         // 蓝牙低功耗(BLE)
  Zigbee = "zigbee",           // Zigbee
  Infrared = "infrared",       // 红外(需空调伴侣或红外发射器)
  RS485 = "rs485"              // RS485(中央空调常用)
}

/**
 * 连接方式枚举
 */
export enum ConnectionType {
  DIRECT = "direct",           // 直连(设备直接与手机通信)
  GATEWAY = "gateway",         // 网关中继(通过网关连接)
  CLOUD = "cloud"              // 云端中继(通过云平台连接)
}

/**
 * 能耗信息
 */
export interface EnergyConsumption {
  todayConsumption: number;     // 今日耗电量(kWh)
  monthlyConsumption: number;   // 本月耗电量(kWh)
  yearlyConsumption: number;    // 本年耗电量(kWh)
  averagePower: number;         // 平均功率(W)
  currentPower: number;         // 当前功率(W)
  voltage?: number;             // 电压(V, 可选)
  current?: number;             // 电流(A, 可选)
  powerFactor?: number;         // 功率因数(可选)
  co2Emission?: number;         // CO2排放量(kg, 可选)
}

/**
 * 控制指令类型
 */
export enum ControlCommandType {
  POWER = "power",             // 开关指令
  TEMPERATURE = "temperature", // 温度调节指令
  MODE = "mode",               // 模式切换指令
  FAN_SPEED = "fan_speed",     // 风速调节指令
  SWING = "swing",             // 摆风控制指令
  SLEEP_MODE = "sleep_mode",   // 睡眠模式指令
  ECO_MODE = "eco_mode",       // 节能模式指令
  TURBO_MODE = "turbo_mode",   // 强劲模式指令
  CHILD_LOCK = "child_lock",   // 童锁指令
  TIMER = "timer",             // 定时设置指令
  FILTER_RESET = "filter_reset" // 滤网重置指令
}

/**
 * 控制指令基类
 */
export interface BaseControlCommand {
  commandId: string;            // 指令唯一ID(用于去重和追踪)
  deviceId: string;            // 目标设备ID
  commandType: ControlCommandType; // 指令类型
  timestamp: number;           // 指令生成时间戳
  transitionTime?: number;     // 过渡时间(可选, 覆盖设备默认)
  priority: CommandPriority;   // 指令优先级
  userId?: string;             // 操作用户ID(可选, 用于多用户场景)
}

/**
 * 指令优先级枚举
 */
export enum CommandPriority {
  HIGH = 0,                    // 高(立即执行, 如安全相关)
  NORMAL = 1,                  // 普通(默认)
  LOW = 2                      // 低(可合并或延迟执行)
}

/**
 * 开关指令
 */
export interface PowerCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.POWER;
  powerOn: boolean;             // 目标开关状态
}

/**
 * 温度调节指令
 */
export interface TemperatureCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.TEMPERATURE;
  temperature: number;         // 目标温度(℃)
  unit: TemperatureUnit;        // 温度单位
}

/**
 * 温度单位枚举
 */
export enum TemperatureUnit {
  CELSIUS = "celsius",         // 摄氏度(℃)
  FAHRENHEIT = "fahrenheit"    // 华氏度(℉)
}

/**
 * 模式切换指令
 */
export interface ModeCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.MODE;
  mode: ACMode;                // 目标运行模式
}

/**
 * 风速调节指令
 */
export interface FanSpeedCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.FAN_SPEED;
  fanSpeed: FanSpeed;          // 目标风速档位
}

/**
 * 摆风控制指令
 */
export interface SwingCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.SWING;
  direction: SwingDirection;   // 目标摆风方向
}

/**
 * 睡眠模式指令
 */
export interface SleepModeCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.SLEEP_MODE;
  enable: boolean;             // 是否启用睡眠模式
}

/**
 * 节能模式指令
 */
export interface EcoModeCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.ECO_MODE;
  enable: boolean;             // 是否启用节能模式
}

/**
 * 强劲模式指令
 */
export interface TurboModeCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.TURBO_MODE;
  enable: boolean;             // 是否启用强劲模式
}

/**
 * 童锁指令
 */
export interface ChildLockCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.CHILD_LOCK;
  enable: boolean;             // 是否启用童锁
}

/**
 * 定时设置指令
 */
export interface TimerCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.TIMER;
  taskId?: string;              // 定时任务ID(更新时需指定)
  action: "add" | "update" | "delete"; // 操作类型
  timer: TimerSetting;          // 定时设置
}

/**
 * 定时设置
 */
export interface TimerSetting {
  name: string;                // 任务名称
  triggerTime: number;         // 触发时间(时间戳)
  duration?: number;            // 持续时间(分钟, 可选)
  repeatType: RepeatType;       // 重复类型
  repeatDays?: number[];        // 重复日期(0-6, 0=周日, 可选)
  enabled: boolean;             // 是否启用
  action: Omit<BaseControlCommand, "commandId" | "timestamp">; // 执行的动作
}

/**
 * 重复类型枚举
 */
export enum RepeatType {
  ONCE = "once",               // 单次
  DAILY = "daily",             // 每天
  WEEKLY = "weekly",           // 每周
  MONTHLY = "monthly"          // 每月
}

/**
 * 滤网重置指令
 */
export interface FilterResetCommand extends BaseControlCommand {
  commandType: ControlCommandType.FILTER_RESET;
}

/**
 * 设备发现结果
 */
export interface DeviceDiscoveryResult {
  devices: AirConditioner[];   // 发现的设备列表
  protocol: NetworkProtocol;    // 发现使用的协议
  timestamp: number;            // 发现时间
}

/**
 * 温度预测结果
 */
export interface TemperaturePrediction {
  deviceId: string;            // 设备ID
  currentTime: number;         // 当前时间
  predictedTemperatures: {     // 预测的温度点
    timeOffset: number;         // 相对于当前时间的偏移(分钟)
    temperature: number;        // 预测温度(℃)
  }[];
  confidence: number;          // 预测置信度(0-1)
  algorithm: string;           // 使用的算法名称
}

/**
 * 能耗分析报告
 */
export interface EnergyAnalysisReport {
  deviceId: string;            // 设备ID
  period: AnalysisPeriod;       // 分析周期
  totalConsumption: number;    // 总耗电量(kWh)
  averageDailyConsumption: number; // 日均耗电量(kWh)
  peakConsumptionDay: {        // 耗电高峰日
    date: number;              // 日期(时间戳)
    consumption: number;       // 耗电量(kWh)
  };
  lowConsumptionDay: {         // 耗电低谷日
    date: number;              // 日期(时间戳)
    consumption: number;       // 耗电量(kWh)
  };
  usagePatterns: UsagePattern[]; // 使用模式分析
  recommendations: string[];   // 节能建议
}

/**
 * 分析周期枚举
 */
export enum AnalysisPeriod {
  DAY = "day",                 // 日
  WEEK = "week",               // 周
  MONTH = "month",             // 月
  YEAR = "year"                // 年
}

/**
 * 使用模式
 */
export interface UsagePattern {
  patternType: PatternType;     // 模式类型
  description: string;          // 模式描述
  startTime?: number;           // 开始时间(时间戳, 可选)
  endTime?: number;             // 结束时间(时间戳, 可选)
  frequency: number;            // 出现频率(次/周期)
  averageDuration?: number;     // 平均持续时间(分钟, 可选)
}

/**
 * 模式类型枚举
 */
export enum PatternType {
  REGULAR_SCHEDULE = "regular_schedule", // 规律作息
  OCCASIONAL_USE = "occasional_use",     // 偶尔使用
  EXTENDED_USE = "extended_use",         // 长时间使用
  ENERGY_SAVING = "energy_saving"       // 节能使用
}