PX4模块设计之十四：Event设计

Posted 2022-08-06 lida2003

PX4模块设计之十四：Event设计

• 1. Event主要接口
• • 1.1 字符串消息接口
  • 1.2 参数消息接口
  • 1.3 内部uORB实现
• 2. PX4 Events框架
• • 2.1 配置文件
  • 2.2 内嵌代码
• 3. 使用方法
• • 3.1 Step 1：包含消息接口头文件
  • 3.2 Step 2：使用合适的API接口
  • 3.3 注意事项
• 4. 参考资料

事件接口将事件uORB消息发布到系统内，其主要作用是通过MAVLink传输层，将消息发送到GCS和其他组件。该接口可用于发布状态变化或任何其他类型事件的事件，包括待命准备、校准完成和达到目标起飞高度等。

PX4系统里面将这部分内容抽象出一个模块libevents，并在repo上通过submodule的方式引入，体现了设计的模块化。

[submodule "src/lib/events/libevents"]
        path = src/lib/events/libevents
        url = https://github.com/mavlink/libevents.git

1. Event主要接口

• event_name: the event name (events::ID(event_name)) 在PX4的整个源代码中必须是唯一的。一般来说，在其前面加上模块名，或较大模块的源文件。
• Log Level

Emergency,
Alert,
Critical,
Error,
Warning,
Notice,
Info,
Debug,
Disabled,

• Event Message 单行短字符串。它可能包含参数的模板占位符。
• Arguments and Enums 事件可以有一组固定的参数，这些参数可以使用模板占位符插入到消息或描述中。

1.1 字符串消息接口

platforms\\common\\include\\px4_platform_common\\events.h

inline void send(uint32_t id, const LogLevels &log_levels, const char *message)

	EventType e;
	e.log_levels = ((uint8_t)log_levels.internal << 4) | (uint8_t)log_levels.external;
	e.id = id;
	CONSOLE_PRINT_EVENT(e.log_level_external, e.id, message);
	send(e);

1.2 参数消息接口

platforms\\common\\include\\px4_platform_common\\events.h

inline void send(uint32_t id, const LogLevels &log_levels, const char *message, Args... args)

	EventType e;
	e.log_levels = ((uint8_t)log_levels.internal << 4) | (uint8_t)log_levels.external;
	e.id = id;
	static_assert(util::sizeofArguments(args...) <= sizeof(e.arguments), "Too many arguments");
	util::fillEventArguments((uint8_t *)e.arguments, args...);
	CONSOLE_PRINT_EVENT(e.log_level_external, e.id, message);
	send(e);

1.3 内部uORB实现

platforms\\common\\events.cpp，通过ORB_ID(event)消息发不到系统内部，在GCS代码中订阅该消息，并针EventType进行解析。

void send(EventType &event)

	event.timestamp = hrt_absolute_time();

	// We need some synchronization here because:
	// - modifying orb_event_pub
	// - the update of event_sequence needs to be atomic
	// - we need to ensure ordering of the sequence numbers: the sequence we set here
	//   has to be the one published next.
	pthread_mutex_lock(&publish_event_mutex);
	event.event_sequence = ++event_sequence; // Set the sequence here so we're able to detect uORB queue overflows

	if (orb_event_pub != nullptr) 
		orb_publish(ORB_ID(event), orb_event_pub, &event);

	 else 
		orb_event_pub = orb_advertise_queue(ORB_ID(event), &event, event_s::ORB_QUEUE_LENGTH);
	

	pthread_mutex_unlock(&publish_event_mutex);

struct EventType 
    uint32_t id;
    uint8_t log_levels;
    uint8_t arguments[40];
;

注：关于uORB和MAVLink详见参考资料，这里不再展开。

2. PX4 Events框架

事件定义由命名空间分隔。每个名称空间都有一个名称和一个8位组件ID（通常与MAVLink组件ID匹配）。在命名空间中，每个事件都有一个唯一的名称和子ID（24位）。事件ID是具有子ID的组合组件ID。因此，可以通过ID或::。

在整合libevents到PX4飞控系统时，通过src/lib/events/CMakeLists.txt将PX4和常用的消息定义从代码和配置转换成jason，以便GCS作为配置输入使用。

总体上，分为两部分：

1. 通过配置文件汇总，提供GCS或其他应用程序。
2. 通过代码内嵌（未见明显应用，不过如果该消息是飞控内部使用，可以使用该方式）

2.1 配置文件

build/holybro_kakutef7_default/events/all_events.json
 ├──> build/holybro_kakutef7_default/events/px4.json
 │   └──> $all_px4_src_files  //PX4工程源代码
 └──> build/holybro_kakutef7_default/events/common_with_enums.json
     ├──> src/lib/events/enums.json 
     └──> src/lib/events/libevents/events/libevents/events/common.json

2.2 内嵌代码

build/holybro_kakutef7_default/events/events_generated.h
 └──> build/holybro_kakutef7_default/events/common_with_enums.json
     ├──> src/lib/events/enums.json
     └──> src/lib/events/libevents/events/common.json

3. 使用方法

注：关于代码中消息将会在CMakeList.txt编译之前转换成jason或者.h文件。（编译工具提供的自动化功能）

3.1 Step 1：包含消息接口头文件

#include <px4_platform_common/events.h>

3.2 Step 2：使用合适的API接口

字符串消息接口

events::send(events::ID("navigator_mis_multi_land"), events::Log::Error, events::LogInternal::Info,
					     "Mission rejected: more than one land start commands");

或者 参数消息接口

events::send<int32_t, int32_t>(events::ID("navigator_mis_land_approach"), events::Log::Error, events::LogInternal::Info,
					    "Mission rejected: adjust landing approach",
					    (int)ceilf(slope_alt_req - missionitem_previous.altitude),
					    (int)ceilf(wp_distance_req - wp_distance));

3.3 注意事项

1. 有效参数类型: uint8_t, int8_t, uint16_t, int16_t, uint32_t, int32_t, uint64_t, int64_t and float.
2. 枚举类型定义

• PX4和自定义枚举定义：src/lib/events/enums.json
• MAVLink公共事件和枚举定义：mavlink/libevents/events/common.json

3. 参数插入事件消息字符串：n
4. 事件描述并非必须，如下例子所述

/* EVENT
 * @description
 * Land immediately and check the system.
 */
events::send<uint8_t, events::px4::enums::sensor_failover_reason_t>(
	events::ID("sensor_failover_baro"), events::Log::Emergency, "Baro sensor #1 failure: 2", failover_index,
	failover_reason);

5. 参数表达方式：ARG_IDX[:.NUM_DECIMAL_DIGITS][UNIT]

    m: horizontal distance in meters
    m_v: vertical distance in meters
    m^2: area in m^2
    m/s: speed in m/s
    C: temperature in degrees celsius
    NUM_DECIMAL_DIGITS only makes sense for real number arguments

4. 参考资料

【1】PX4开源软件框架简明简介
【2】PX4 Events Interface
【3】PX4模块设计之二：uORB消息代理
【4】PX4模块设计之三：自定义uORB消息
【5】PX4模块设计之四：MAVLink简介
【6】PX4模块设计之五：自定义MAVLink消息