ROS 学习笔记之三：无线连接 Arduino

    在准备过程中，实现了基于 rosserial 和 Arduino 的通讯，确定了单片机系统也可以作为 ROS 的一个 Node ，融入 ROS 机器人系统。
    但按目前我的理解和水平，似乎 ROS 的 Master 必须在 PC 上运行，而且是安装了 ubuntu 相应系统的 PC。
    如果通过串口线（USB线）和 Arduino 板相连才能实现 rosserial ，那局限性太大了。因为作为学习用的小车平台不会做的很大，否则成本太高。这样就无法将笔记本电脑放置在小车上，如果选择性能够跑 ROS 的单板电脑，似乎价格不菲。
    所以，在实现 rosserial 后，第一步想验证的就是：可否将有线连接变为无线？

    利用我自己做的两个USB无线适配器（可以支持USB转无线或者UART转无线，用 STM32F103C8实现，USB虚拟串口是用 STM32 的USB库实现的），一个通过USB连接到电脑上，一个通过UART口连接到 Arduino Nano 板。

 
    因为我是在虚拟机上安装的 ubuntu，STM32 虚拟串口驱动安装在 win10 下 ubuntu 系统就应该能识别，实际上似乎有点问题，我 Linux 不熟悉，目前主要目的不是琢磨 STM32 的USB虚拟串口，所以绕开，用一个 CH340的 USB转TTL串口模块接入PC，这样在 ubuntu 中就认识了。
    依次在 ubuntu 中启动终端，运行 roscore 、rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyUSB0 ，发现连接不上，显示同步失败。
https://github.com/ros-drivers/rosserial/blob/melodic-devel/rosserial_arduino/src/rosserial_arduino/SerialClient.py    ;担心是 Arduino 的 USB 串口连接产生的复位信号没有，导致同步失败。用 USB转TTL串口模块直接接到 Arduino 芯片的 TXD、RXD端，结果正常工作，看来不是复位信号问题。

    再次按照前述接线，用两个无线透传模块代替 UART 连线，这次成功了！



    又试了几次，发现可能和复位有一定关系。 
    PC 上的 rosserial 运行必须在 Arduino 模块可靠复位后，否则似乎是由于串口缓冲中有数据，通讯的同步就无法实现。感觉库程序中有点问题，通讯帧的处理不能从连续的数据流中找到有效的同步帧，而是从复位开始检测。
    这个以后在具体实施时再说吧，至少验证了通过无线实现 rosserial 的可能性，这样可以发挥的空间就大多了。

补白：
    查阅了github 上的 roserial_arduino 源代码，是在请求通讯时通过 DTR 信号给 Arduino 板提供复位信号了：
https://github.com/ros-drivers/rosserial/blob/melodic-devel/rosserial_arduino/src/rosserial_arduino/SerialClient.py
……

import time
	import rospy
	from std_srvs.srv import Empty, EmptyResponse
	from serial import Serial
	from rosserial_python import SerialClient as _SerialClient
	MINIMUM_RESET_TIME = 30
	class SerialClient(_SerialClient):
	def __init__(self, *args, **kwargs):
	# The number of seconds to wait after a sync failure for a sync success before automatically performing a reset.
	# If 0, no reset is performed.
	self.auto_reset_timeout = kwargs.pop('auto_reset_timeout', 0)
	self.lastsync_reset = rospy.Time.now()
	rospy.Service('~reset_arduino', Empty, self.resetArduino)
	super(SerialClient, self).__init__(*args, **kwargs)
	def resetArduino(self, *args, **kwargs):
	"""
	Forces the Arduino to perform a reset, as though its reset button was pressed.
	"""
	with self.read_lock, self.write_lock:
	rospy.loginfo('Beginning Arduino reset on port %s. Closing serial port...' % self.port.portstr)
	self.port.close()
	with Serial(self.port.portstr) as arduino:
	arduino.setDTR(False)
	time.sleep(3)
	arduino.flushInput()
	arduino.setDTR(True)
	time.sleep(5)
	rospy.loginfo('Reopening serial port...')
	self.port.open()
	rospy.loginfo('Arduino reset complete.')
	self.lastsync_reset = rospy.Time.now()
	self.requestTopics()
	return EmptyResponse()
	def sendDiagnostics(self, level, msg_text):
	super(SerialClient, self).sendDiagnostics(level, msg_text)
	# Reset when we haven't received any data from the Arduino in over N seconds.
	if self.auto_reset_timeout and (rospy.Time.now() - self.last_read).secs >= self.auto_reset_timeout:
	if (rospy.Time.now() - self.lastsync_reset).secs < MINIMUM_RESET_TIME:
	rospy.loginfo('Sync has failed, but waiting for last reset to complete.')
	else:
	rospy.loginfo('Sync has failed for over %s seconds. Initiating automatic reset.' % self.auto_reset_timeout)
	self.resetArduino()