PS：本文需要的先行知识请自行补充
本文通过移植serial功能包，实现了部署于ROS2中的串口通讯
环境部署
调试工具
测试环境 ：VMware + Ubuntu 22.04.2 LTS + ROS2-humble
带界面的串口调试助手 CuteCom ：sudo apt-get install cutecom
虚拟串口模拟器 socat：sudo apt-get install socat
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| 虚拟串口生成 `socat -d -d pty,b115200 pty,b115200`
-d：启用调试输出
pty：生成伪终端
raw：使数据保存原始模式
echo = 0：禁用输入字符的回显
b“115200”：设置波特率为 “115200”
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观察日志，会返回两个虚拟串口对，不同的设备生成的串口名称可能每次都会不一样，输出格式例：/dev/pts/4 和 /dev/pts/5；且终端需要一直开启，虚拟串口才会保持有效；
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| cat < /dev/pts/4 监听/dev/pts/4的数据
sudo echo "Tree" > /dev/pts/5 通过/dev/pts/5向/dev/pts/4发送数据"Tree"
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serial安装
Github：https://github.com/ZhaoXiangBox/serial
截止2024-1：
在ROS1中可以直接安装官方提供的serial库，直接可用APT下载
而在ROS2中需要自行下载源码移植
安装ROS2-serial-driver：sudo apt install ros-humble-serial-driver
Git下载源码：
git clone https://github.com/ZhaoXiangBox/serial.git
编译源码：
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| cd serial
mkdir build
cd build
camke .. & make -j
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这里不直接编译 install 文件，可以放到功能包后在编译;
serial使用
官网：http://wjwwood.io/serial/doc/1.1.0/index.html
与ROS1中的serial使用方式一致
安装的serial是可支持ROS - humble的
1、首先我们需要添加serial的头文件
#include "serial/serial.h"
2、相关初始化
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| serial::Serial ser;
serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000); #方法设置超时时间为1000毫秒（1秒）
serial::parity_t pt = serial::parity_t::parity_none; #表示不使用奇偶校验
serial::bytesize_t bt = serial::bytesize_t::eightbits; #表示每个字节包含8位
serial::flowcontrol_t ft = serial::flowcontrol_t::flowcontrol_none; #表示不使用流控制
serial::stopbits_t st = serial::stopbits_t::stopbits_one; #表示每个字节后面有1个停止位
ser.setPort("/dev/ttyS0");
ser.setBaudrate(115200);
ser.setTimeout(to);
ser.setParity(pt); # 设置奇偶校验
ser.setBytesize(bt); #设置字节大小
ser.setFlowcontrol(ft); #设置流控制
ser.setStopbits(st); #设置停止位
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3、开启串口
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| try
{
ser.open();
}
catch(const std::exception &e)
{
ROS_ERROR_STREAM("Unable to open port.");
return -1;
}
if(ser.isOpen())
{
ROS_INFO_STREAM("Serial Port is opende.\n");
}
else
{
return -1;
}
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4、读写操作
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| ser.read(ser.available());
ser.write(msg.c_str());
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以上均可结合测试环境和虚拟串口模拟器 socat 进行测试或验证代码
ROS 实现串口收发
工程环境：RK3588 + Ubuntu 22.04.2 LTS + ROS2-humble
默认工作空间已建立，环境变量已导入脚本；
创建功能包：
ros2 pkg create <package-name> --build-type {cmake,ament_cmake,ament_python} --dependencies <依赖名字>
代码设计
以下仅贴部分代码作演示：
发布者myserial_pub.cpp：
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| #include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"
#include <serial/serial.h>
#define BAUDRATE 115200
class tree_node : public rclcpp::Node
{
public:
tree_node(const std::string& name):Node(name)
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"This is Tree's Test");
serial_publisher_ = this->create_publisher<std_msgs::msg::String>("serial_msg",10);
timer_ = this->create_wall_timer(std::chrono::milliseconds(1000), std::bind(&tree_node::timer_callback, this));
serial_Init();
}
private:
void timer_callback()
{
std_msgs::msg::String message;
message.data = "tree_test\r\n";
RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"Publisher:'%s'",message.data.c_str());
// ros_ser.write(message.data.c_str());
serial_publisher_->publish(message);
size_t n = ros_ser.available();
if(n!=0)
{
std_msgs::msg::String msg_s;
msg_s.data = ros_ser.read(ros_ser.available());
serial_publisher_->publish(msg_s);
}
}
void serial_Init()
{
serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000);
serial::parity_t pt = serial::parity_t::parity_none;
serial::bytesize_t bt = serial::bytesize_t::eightbits;
serial::flowcontrol_t ft = serial::flowcontrol_t::flowcontrol_none;
serial::stopbits_t st = serial::stopbits_t::stopbits_one;
ros_ser.setPort("/dev/ttyS0");
// ros_ser.setPort("/dev/pts/5"); //TEST
ros_ser.setBaudrate(BAUDRATE);
ros_ser.setTimeout(to);
ros_ser.setParity(pt);
ros_ser.setBytesize(bt);
ros_ser.setFlowcontrol(ft);
ros_ser.setStopbits(st);
try
{
ros_ser.open();
}
catch(const std::exception &e)
{
RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Failed to open the serial port.");
// return -1;
}
}
serial::Serial ros_ser;
rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
rclcpp::Publisher<std_msgs::msg::String>::SharedPtr serial_publisher_;
};
int main(int argc, char **argv)
{
// auto logger = rclcpp::get_logger("my_logger");
rclcpp::init(argc,argv);
auto node = std::make_shared<tree_node>("tree_new_node");
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
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订阅者myserial_sub.cpp:
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| class serial_sub_node : public rclcpp::Node
{
public:
serial_sub_node(std::string name) : Node(name)
{
serial_Init();
serial_subscriber_ = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>("serial_msg", 10, std::bind(&serial_sub_node::command_callback, this, std::placeholders::_1));
}
private:
rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr serial_subscriber_;
void command_callback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg)
{
ros_ser.write(msg->data.c_str());
}
void serial_Init()
{
/**/
}
serial::Serial ros_ser;
};
int main(int argc, char **argv)
{
// auto logger = rclcpp::get_logger("my_logger");
rclcpp::init(argc,argv);
auto node = std::make_shared<serial_sub_node>("tree_serial_sub_node");
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
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配置CMakeLists.txt：
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| add_executable(myserial_pub src/myserial_pub.cpp)
ament_target_dependencies(myserial_pub rclcpp std_msgs serial)
add_executable(myserial_sub src/myserial_sub.cpp)
ament_target_dependencies(myserial_sub rclcpp std_msgs serial)
install(TARGETS
myserial_pub
myserial_sub
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})
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工程概述
在/dev/ 中可以查询设备的ttyUSB* 或ttys*，选择需要的串口即可
本例程中使用/dev/ttyS0
设置串口相关参数：
波特率115200，设置超时时间为1000毫秒（1秒），不使用奇偶校验，每个字节包含8位，不使用流控制，每个字节后面有1个停止位；
功能：
发布者代码负责从串口读取数据，并通过ROS2话题定时发布数据和消息。
订阅者代码负责订阅ROS2话题，并将接收到的数据和消息写入串口。
