PS：本文需要的先行知识请自行补充

本文使用ROS提供的serial库，实现了部署于ROS中的串口通讯

环境部署

调试工具

测试环境 ：VMware + Ubuntu 20.04.2 LTS + ROS-noetic

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”

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"

安装serial串口功能包

安装对应ROS版本的功能包：
sudo apt install ros-noetic-serial

serial使用

官网：http://wjwwood.io/serial/doc/1.1.0/index.html

通讯的使用：

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

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;
}

4、读写操作

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ser.read(ser.available());

ser.write(msg.c_str());

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 20.04.2 LTS + ROS-noetic

默认工作空间已建立，环境变量已导入脚本；

创建功能包：catkin_create_pkg myserial_pkg roscpp rospy std_msgs serial

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 <ros/ros.h>
#include "serial_pkg/Person.h"
#include <serial/serial.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>


int main(int argc,char **argv)
{
    ros::init(argc,argv,"serial_publisher");

    ros::NodeHandle seuNB;

    ros::Publisher tree = seuNB.advertise<std_msgs::String>("Serial_Topic",10);

    serial_pkg::Person person_msg;
    person_msg.Name = "Tree";
/*----------------------------*/
    serial::Serial ser;
    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;

    ser.setPort("/dev/ttyS0");
    ser.setBaudrate(115200);
    ser.setTimeout(to);
    ser.setParity(pt);
    ser.setBytesize(bt);
    ser.setFlowcontrol(ft);
    ser.setStopbits(st);

    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;
    }

    ros::Rate loop_rate(1); //HZ
    while(ros::ok())
    {
        size_t n = ser.available();
        if(n!=0)
        {
            ROS_INFO_STREAM("Reading from serial port:\n");
            std_msgs::String msg_s;
            msg_s.data = ser.read(ser.available());
            tree.publish(msg_s);
            ROS_INFO_STREAM("Read:"<< msg_s.data);
        }
        tree.publish(person_msg);
        ROS_INFO("Publish Info:%s",person_msg.Name.c_str());
        loop_rate.sleep();

        
    }
    ser.close();
    return 0;
}

订阅者myserial_sub.cpp:

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serial::Serial ser;

void Msg_callback(const std_msgs::String::ConstPtr &msg_p)
{
    std::string msg = msg_p->data;
    ser.write(msg.c_str());
    ROS_INFO("serial_subscriber:%s",msg_p->data.c_str());
    
}

int main(int argc,char **argv)
{
    setlocale(LC_CTYPE,"zh_CN.utf8");


    ros::init(argc,argv,"serial_subscriber");

    ros::NodeHandle seuWB;


    ros::Subscriber Tree = seuWB.subscribe("Serial_Topic",10,Msg_callback);

    ros::spin();

    return 0;

}

配置CMakeLists.txt：

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# 生成可执行文件
add_executable(myserial_pub src/myserial_pub.cpp)
# 链接库
target_link_libraries(myserial_pub  ${catkin_LIBRARIES})

# 生成可执行文件
add_executable(myserial_sub src/myserial_sub.cpp)
# 链接库
target_link_libraries(myserial_sub  ${catkin_LIBRARIES})

编写launch文件：

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<launch>
	<node pkg="serial_pkg" type="myserial_pub" name="pub_node" output="screen"/>
	<node pkg="serial_pkg" type="myserial_sub" name="sub_node" output="screen"/>

</launch>

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ROS话题定时发布数据和消息。

订阅者代码负责订阅ROS话题，并将接收到的数据和消息写入串口。