ROS串口通信简析(一)——串口发送

Posted 2023-03-13

参考技术A

ROS节点程序运行过程中需要获取机器人的传感器信息和发送控制指令，因此不可避免要与机器人进行通信，常见的通讯方式有串口、CAN和网口等，其中串口最为普遍。

ROS通过自带的 serial 包连接串口设备，进行串口通信，需要提前安装 serial 包：

sudo apt-get install ros-melodic-serial

串口通信根据数据传输方向可以分为 串口发送 和 串口接收 。

通过串口发送数据时，需要明确发送机制，常见的发送机制有：

定时发送是通过设定定时器，以 固定频率 发送数据包；

触发条件发送是通过条件判断语句，判断某个标志位或某个事件发生后，再发送数据包，特点是 频率不固定 。

发送数据分为两个步骤：

由此可知buffer数据结构需要可同时被这两个步骤访问，buffer需要为全局变量。

首先根据通信协议定义buffer中的帧头、帧尾等固定内容，然后接收别的Topic，获取待发送数据，把获取的数据填入到协议的数据段，最后根据数据段计算校验码。

1 订阅发送数据的Topic
serial_sub = nh.subscribe("/joy", 10, &DecodeFrame::serial_sub_callback,this);

2 根据Topic填入数据段和校验

1 创建定时回调函数
首先需要创建一个定时器，设定发送频率，并指定回调函数名称
write_rs232_timer = nh.createTimer(ros::Duration(0.01), &DecodeFrame::CB_write_rs232_Cycle, this);

2 通过 serial 将buffer数据写入串口设备

实例化串口对象，并打开串口

发送数据到串口设备上

注意1：发送数据节点挂掉

若发送数据Topic的节点挂掉后，由于buffer是全局变量，buffer的数据段会一直是上一帧的数据，不会再改变，为避免上述情况，在将数据写入串口设备后， 将数据段清零。

注意2：joystick包发送机制
在使用PS3/PS4、Xbox手柄时，使用ros-melodic-joy包获取摇杆数据，手柄的遥杆或者按键如果一直处于同一位置（初始零位和最大值）只会发送一帧数据，不会连续发送， 只有当摇杆数据变化时，才会发送数据。

因此使用 rostopic hz /joy 会显示没有msg信息传输，所以串口程序不会进回调函数获取发送数据，但是数值确实是一直保持的， 所以就不能将数据段清零。

触发条件发送与定时发送相比的最大不同之处在于发送频率不同，不需要设置定时器，在满足条件后直接将数据写入串口即可。