嵌入式软件设计之美-以实际项目应用MVC框架与状态模式(下)

Posted 2022-12-17 Engineer-Bruce_Yang

上节我们分享了MVC框架、状态模式组合在实际开发中的应用，它能够让我们的软件设计流程更加的清晰、易于维护：

嵌入式软件设计之美-以实际项目应用MVC框架与状态模式(上)

那么这一节我们就直接开门见山，从接下来的这个开源项目分享开始：

项目开源仓库：

https://github.com/Yangyuanxin/IotSensorDetect

项目获取方法：

git close https://github.com/Yangyuanxin/IotSensorDetect

该项目会不断的添加新的示例来持续完善。

这是一个基于MVC模式+状态设计模式的物联网气体检测开源项目，目前的整体软件通信框架图(后续会根据需求继续拓展)如下所示：

如上软件通信框架图所示，腾讯连连小程序 & 腾讯云IoT Explorer物联网平台相对于设备端来说是上位机，而下位机部分则是由四个主要的任务来协作完成的，分别是ControllerTask、IotRecvTask、ModelHnadlerControolerTask以及ModelSensorHandlerTask，而Task与Task之间的通信方式是基于消息队列的形式来实现的。采用消息队列通讯是一种软件设计解耦的实现方式，线程与线程之间通过消息队列通信，能够实现业务隔离，让整个系统的可拓展性大大提高。除此之外，采用消息队列的好处是能够携带数据载体，数据格式也可以由用户自定义。例如本开源项目的自定义消息结构体如下：

struct Msg_t

  uint8_t Type;         //消息类型
  uint32_t SensorValue; //传感器数值
  char Data[MSG_LEN];   //其它可能的数据承载
;

其中，软件通信时序分为两种模式：

1、Ctrl Mode
该模式由APP端发起，对于APP端来说，APP端可以下发三种命令，分别是检测、停止、返回，如下图所示：

当用户在APP端按下检测时，APP端会下发START命令，当Controller接收到Iot端下发的指令时会将其转发给Model模块来控制传感器进行检测，期间检测过程中的设备状态以及传感器数值会进行更新，检测过程也可以通过下发停止来打断；而返回则是根据当前的设备状态来返回到上一个检测状态；这一切是通过状态模式来维护的，其状态流程图如下：

在程序中，该状态流程图是通过一个结构体数组来定义的：

SensorStateItem_t SensorStateTable[] =

    IDLE,   START, CALI,      //IDLE->START->CALI
    CALI,   NEXT,  DETECT,    //CALI->NEXT->DETECT
    CALI,   STOP,  IDLE,      //CALI->STOP->IDLE
    DETECT, NEXT,  RESULT,    //DETECT->NEXT->RESULT
    DETECT, PREV,  CALI,      //DETECT->PREV->CALI
    DETECT, STOP,  IDLE,      //DETECT->STOP->IDLE
    RESULT, PREV,  DETECT,    //RESULT->PREV->DETECT
    RESULT, STOP,  IDLE,      //RESULT->STOP->IDLE
;

切换状态的过程是由DoSensorStatus来实现的：

__IO SensorState_t CurState = IDLE;  //当前状态
__IO SensorState_t PrevState = IDLE; //上一个状态

SensorStateItem_t *FindCurStateAndEvent(SensorState_t CurState, SensorEvent_t Event)

    int Index = 0;
    //查状态表
    for(Index = 0; Index < NR_MODEL(SensorStateTable); Index++)
    
        if(SensorStateTable[Index].CurState == CurState \\
                && SensorStateTable[Index].Event == Event)  \\
            return &SensorStateTable[Index];
    

    return NULL;

//执行状态机
int DoSensorStatus(SensorEvent_t Event)

    int Ret = 1;
    SensorStateItem_t *Item;
    //根据当前的状态、事件找到状态表中的那一项，取到那一项的地址
    Item = FindCurStateAndEvent(CurState, Event);

    if (!Item)
        return 0;
    //保存上一个状态
    PrevState = CurState;
    //切换到下一个状态
    CurState = Item->NextSate;
    return Ret;
;

2、Auto Report Mode
该模式是由设备端主动定时上报给到APP端，如下图所示：

检测设备在没有启动检测功能时，设备端也会定时上报传感器数值以及设备状态；因此，Iot端能够定时看到数据在不断发生变化。

以上便是MCV框架与状态模式最简单的应用了。当然，从上节我们就已经知道，对于Controller和View而言，它的体现形式可以有很多种，它不局限于仅仅是Iot的形式，它也可以是由其它模块来构成；这部分待后续项目更新后上传。

参考资料
[1]https://www.runoob.com/design-pattern/mvc-pattern.html
[2]https://refactoringguru.cn/design-patterns/state