【RT-Thread作品秀】遠(yuǎn)程調(diào)試終端

作者：鐘良濤

概述

本設(shè)計靈感來源于調(diào)試人員出差調(diào)試設(shè)備遇到困難時，提供指導(dǎo)的工程師可以遠(yuǎn)程實時查看調(diào)試數(shù)據(jù)，以提供指導(dǎo)。本設(shè)計實現(xiàn)了一個遠(yuǎn)程調(diào)試助手，ART-Pi接收到無線串口按一定協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)解析并打包為json格式發(fā)送給訂閱該話題的MQTT上位機(jī)。搭配ART-Pi Mate可實現(xiàn)多種通信接口的調(diào)試。

開發(fā)環(huán)境

硬件：ART-Pi  ART-Pi Mate(自主設(shè)計)

RT-Thread版本：4.0.3

開發(fā)工具及版本：RT-Thread Studio 2.0.0  PyCharm20.2  Python3.7

RT-Thread使用情況概述

組件：finsh、lwIP、SPI、串口、Pin

軟件包：cjson、wlan_wiced、phaomqtt、AT command

內(nèi)核：信號量、多線程

硬件框架

硬件框圖如上圖所示，硬件部分由ART-Pi和ART-Pi Mate和以CC2530無線透傳模塊模擬的調(diào)試設(shè)備組成。其中ART-Pi Mate為專為ART-Pi設(shè)計的擴(kuò)展板，包含LCD、UART、NRF24L01等功能。

以CC2530無線透傳模塊模擬待調(diào)試的設(shè)備，將該模塊連接到PC機(jī)，按照固定的協(xié)議格式發(fā)送數(shù)據(jù)包到ART-Pi Mate上焊接的CC2530無線透傳，ART-Pi以串口中斷的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取并解析，隨后將數(shù)據(jù)打包為Json格式通過Wifi發(fā)送至MQTT上位機(jī)。

軟件框架說明

該應(yīng)用中軟件分為嵌入式軟件部分和桌面端軟件。嵌入式軟件實現(xiàn)調(diào)試終端的數(shù)據(jù)接收、解析、打包、發(fā)布等功能，桌面端軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和顯示功能。軟件流程如上圖所示，調(diào)試終端數(shù)據(jù)處理線程對CC2530無線透傳模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、打包，然后由MQTT客戶端線程進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布。桌面端軟件的MQTT客戶端線程訂閱調(diào)試終端發(fā)送的話題，然后通過信號槽的方式通知Qt界面線程刷新界面以顯示數(shù)據(jù)。

軟件模塊說明

數(shù)據(jù)接收模塊：

數(shù)據(jù)接收模塊通過串口中斷的方式實現(xiàn)，首先以中斷的方式打開串口設(shè)備，然后每當(dāng)有數(shù)據(jù)達(dá)到時，觸發(fā)相應(yīng)的中斷回調(diào)函數(shù)，在中斷回調(diào)函數(shù)里發(fā)送有數(shù)據(jù)到達(dá)的信號量，通知數(shù)據(jù)處理線程進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。

數(shù)據(jù)解包：

數(shù)據(jù)包的格式定義如下：

以狀態(tài)機(jī)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)解包，狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)移圖如下圖所示：

數(shù)據(jù)打包：

       該設(shè)計將JSON打包為如下格式：

演示效果

演示視頻：

比賽感悟

通過本次比賽熟悉了rt-thread的操作系統(tǒng)以及rt-thread studio的使用方式，被rt-thread優(yōu)雅的設(shè)計所折服。通過這次比賽，使用了rt-thread的線程、信號量、設(shè)備模型、組件、軟件包等功能，在搭配rt-thread studio進(jìn)行開發(fā)時，是非常的便捷的，直接在設(shè)置中打開對應(yīng)的功能，rt-thread studio就會自動下載好相應(yīng)的資源并為我們配置好，使原本復(fù)雜的配置過程簡單化，極大程度的提高了開發(fā)效率。

在參賽過程中也遇到了不少問題，其中包括開發(fā)板啟動不成功，最后通過重新刷寫bootloader解決；還有出現(xiàn)了線程堆棧溢出，通過調(diào)整堆棧大小解決；還有自己編寫的軟件模塊在重新配置軟件包后在工程中消失的問題，最后重新新建源代碼文件夾解決；選擇MQTT軟件包并使能例程后，源代碼中沒有對應(yīng)代碼，最后發(fā)現(xiàn)和軟件包版本有關(guān)系。總之，開發(fā)過程中遇到了一些大大小小的問題，但解決問題的過程就是能力提升的過程，也很感謝主辦方提供的這次寶貴的比賽機(jī)會。