【Ubantu读取串口数据】_ubuntu 读取串口232数据-程序员宅基地

技术标签：经验分享学习 c++ ubuntu

最近在使用ubantu读取串口数据，遇到了很多问题，好在最后也一一解决，实现目标，所以想写一下整个流程，进行一个记录分享吧。我用的是ubantu20.04，部署的ROS，希望从ROS中读取到串口数据，并进行发布订阅。

前期准备

安装CuteCom【可选】

前期准备

安装CuteCom【可选】

下载

Ubantu系统也有很多串口助手，使用起来也很方便，和Windows差不多，我下载的是CuteCom，可以自动读取串口号，基本不用设置，就可以很轻松的读取到串口数据。

sudo apt-get install cutecom

直接输入代码等他安装就OK了。

下载完之后直接从桌面图标进入即可，也可以用命令行

sudo cutecom

和win一样也是需要找到相对应的串口端口，我们在实际使用的时候，大部分都用了USB转串口。也就是ttyUSB*。（一般直接插上去的第一个都是ttyUSB0）

添加权限

点击Open，可能会出现“Could not open /dev/ttyUSB0”，这个是没有权限的意思，给他加个权限

sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0

就可以读取了。但是实测可能有点慢，需要多等一会。

但是，这样每次USB插拔之后都需要添加权限，可以直接将当前用户添加进组

查看串口信息

ls -l /dev/ttyUSB0

查询当前用户Who am i

whoami

然后将当前用户添加进组

sudo usermod -aG dialout USER

完成之后重启电脑，后面就不需要每次都添加权限了。

下载安装ROS自带的Serial库

这部分比较简单，直接安装即可。我用的是noetic，如果是其他版本记得更改中间的版本名称。

sudo apt install ros-noetic-serial

查询方法，打开终端输入

roscore

然后再打开一个终端，在另一个终端中输入以下代码即可。

rosversion -d

编写代码

创建功能包

切换到工作空间目录，然后创建功能包

catkin_create_pkg serial_pkg_sc roscpp rospy serial std_msgs

这就在当下目录创建了一个支持C++(roscpp)、Python(rospy)、串口（serial）、标准信息（std_msgs）的功能包了！

自定义msg消息

我的数据是一个常见字符串，#31.754@这样，#是起始字符，@作为终止字符，中间为有效数据。我也尝试了可以用标准的msg，那个会简单一点。但是本着学习的理念，也了解了一下怎么自定义消息。

创建文件

首先在功能包目录下新建文件夹msg

然后新建一个sc_sensor.msg的.msg文件，注意一定要是.msg类型的文件，然后往里面添加需要的变量

Header header
float64 sc_double
string sc_str

第一行的Header header表示这是一个标准信息，可以用现成功能。

float64是double类型数据，float32是float类型的，string是字符串等等，这个和C++不太一样，具体可以看官方介绍文档

msg - ROS Wiki

写完之后，记得保存（开个玩笑），然后就是

修改package.xml

在相应位置添加以下代码，（相应位置在哪？相信我，你能找到它的。）

<build_depend>message_generation</build_depend> 
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

修改Cmakelists.txt

...
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS 
    roscpp
    rospy
    std_msgs
    message_generation
)
...
add_message_files(
    DIRECTORY msg 
    FILES 
    sc_sensor.msg 
) 
...
generate_messages( 
    DEPENDENCIES
    std_msgs
)
...
catkin_package( 
    CATKIN_DEPENDS 
    roscpp 
    rospy 
    std_msgs 
    message_runtime 
)

这四部分建议先找到，然后解除注释，再进行修改，因为顺序不对的话可能会出问题。

find_package主要是多了message_generation
add_message_files里 DIRECTORY msg 是之前定义放消息的文件夹，sc_sensor.msg 是消息文件的名称，不要搞错了。
generate_messages解除注释就好。
catkin_package多了message_runtime

这样我们就自定义了一个新的消息类型，修改完可以切换回工作空间目录，catkin_make一下试试，记得要刷新。

读取串口数据并发布

ROS中src文件夹一般存放cpp文件，可以在src文件夹下创建一个sc_talker.cpp，这个程序主要实现串口数据的读取并发布，同时将字符串切割保存为浮点数。由于单片机与电脑的读取写入速率不同，所以还需要进行定时发送，否则就会出现一次读取没有数，一次读取一堆数。

具体功能一个一个实现

首先，添加需要的头文件

#include <string>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "serial/serial.h"
#include "serial_pkg_sc/sc_sensor.h" //    新建功能包名称/消息文件名称

serial::Serial ser;    //定义对象
using namespace std;    //使用std命名空间

其次，初始化ROS

    ros::init(argc, argv, "sc_serial_talker"); //定义节点sc_serial_talker
	ros::NodeHandle nh;

	ros::Rate loop_rate(10); //刷新速率，即串口数据发送速率，单片机数据的采样率。
	ros::Publisher sc_pub = nh.advertise<serial_pkg_sc::sc_sensor>("sc_sensor", 1);                    //发布sc_sensor的话题，每次只处理最新的1条消息

然后，打开串口

// 打开串口
	try
	{
		ser.setPort("/dev/ttyUSB0");  // 这个端口号就是之前用cutecom看到的端口名称
		ser.setBaudrate(115200);
		serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000);
		ser.setTimeout(to);
		ser.open();
	}
	catch(serial::IOException &e)
	{
		ROS_INFO_STREAM("Failed to open port ");
		return -1;
	}
	ROS_INFO_STREAM("Succeed to open port" );    //ROS_INFO_STREAM相当于cout

	serial_pkg_sc::sc_sensor sc_data;    //定义一个对象
	string sc_sensors;    //储存数据的字符串

读取串口信息，并定时发送

while(ros::ok())
{
		if (ser.available())    //串口有数据时ser.available()为真
        {
            //1.读取串口信息：
            // ROS_INFO_STREAM("Reading from serial port\n");
            //通过ROS串口对象读取串口信息
            //std::cout << ser.available();
            //std::cout << ser.read(ser.available());
            sc_sensors += ser.read(ser.available());
            //std::cout <<"strRece:" << strRece << "\n" ;
            //strRece = "#31.984@";

            //2.截取数据、解析数据：
            //SC起始标志
            string gstart = "#";
            //SC终止标志
            string gend = "@";
            int i = 0, start = -1, end = -1;
            while ( i < sc_sensors.length() )
            {
                //找起始标志

                start = sc_sensors.find(gstart);
                if ( start != -1)
                //如果找到了起始标志，开始找终止标志
                {
                    //找终止标志
                    end = sc_sensors.find(gend);
                    //如果没找到，把起始标志开始的数据留下，前面的数据丢弃，然后跳出循环
                    if (end == -1)
                    {
                        if (end != 0)
                        sc_sensors = sc_sensors.substr(start);
                        break;
                    }
                    //如果找到了终止标志，把这段有效的数据剪切给解析的函数，剩下的继续开始寻找
                    else
                    {
                        i = end;

                        //把有效的数据给解析的函数以获取data
                        double sc_temp;
                        sc_temp=stod(sc_sensors.substr(start+1,end-start-1));
                        cout << setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(4)<< "Talker:            SC_DATA is :" << sc_temp << "\n";
                        //发布消息到话题

                        sc_data.sc_double=sc_temp;
                        sc_data.sc_str=sc_sensors.substr(start+1,end-start-1);
                        sc_pub.publish(sc_data);
                        //如果剩下的字符大于等于4，则继续循环寻找有效数据,如果所剩字符小于等于3则跳出循环
                        if ( i+5 < sc_sensors.length())
                            sc_sensors = sc_sensors.substr(end+2);
                        else
                        {   sc_sensors = sc_sensors.substr(end+2);
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
}

这部分参考以下文章，我只是做了微不足道的更改，十分感谢作者的分享。

(12条消息) ROS实现串口GPS数据的解析与通信_何伯特的博客-程序员宅基地

最后，关闭串口

	// 关闭串口
	ser.close();
	return 0;

发布方的完整代码如下

#include <string>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "serial/serial.h"
#include "serial_pkg_sc/sc_sensor.h"

serial::Serial ser;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
	ros::init(argc, argv, "sc_serial_talker");
	ros::NodeHandle nh;

	ros::Rate loop_rate(10);
	ros::Publisher sc_pub = nh.advertise<serial_pkg_sc::sc_sensor>("sc_sensor", 1);
	// 打开串口
	try
	{
		ser.setPort("/dev/ttyUSB0");  // 这个端口号就是之前用cutecom看到的端口名称
		ser.setBaudrate(115200);
		serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000);
		ser.setTimeout(to);
		ser.open();
	}
	catch(serial::IOException &e)
	{
		ROS_INFO_STREAM("Failed to open port ");
		return -1;
	}
	ROS_INFO_STREAM("Succeed to open port" );

	serial_pkg_sc::sc_sensor sc_data;
	string sc_sensors;

	while(ros::ok())
	{
		if (ser.available())
        {
            //1.读取串口信息：
            // ROS_INFO_STREAM("Reading from serial port\n");
            //通过ROS串口对象读取串口信息
            //std::cout << ser.available();
            //std::cout << ser.read(ser.available());
            sc_sensors += ser.read(ser.available());
            //std::cout <<"strRece:" << strRece << "\n" ;
            //strRece = "#31.984@";

            //2.截取数据、解析数据：
            //SC起始标志
            string gstart = "#";
            //SC终止标志
            string gend = "@";
            int i = 0, start = -1, end = -1;
            while ( i < sc_sensors.length() )
            {
                //找起始标志

                start = sc_sensors.find(gstart);
                //如果没找到，丢弃这部分数据，但要留下最后2位,避免遗漏掉起始标志
                if ( start == -1)
                {
                    if (sc_sensors.length() > 2)   
                        sc_sensors = sc_sensors.substr(sc_sensors.length()-3);
                        break;

                }
                //如果找到了起始标志，开始找终止标志
                else
                {
                    //找终止标志
                    end = sc_sensors.find(gend);
                    //如果没找到，把起始标志开始的数据留下，前面的数据丢弃，然后跳出循环
                    if (end == -1)
                    {
                        if (end != 0)
                        sc_sensors = sc_sensors.substr(start);
                        break;
                    }
                    //如果找到了终止标志，把这段有效的数据剪切给解析的函数，剩下的继续开始寻找
                    else
                    {
                        i = end;

                        //把有效的数据给解析的函数以获取data
                        double sc_temp;
                        sc_temp=stod(sc_sensors.substr(start+1,end-start-1));
                        cout << setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(4)<< "Talker: SC_DATA is :" << sc_temp << "\n";
                        //发布消息到话题

                        sc_data.sc_double=sc_temp;
                        sc_data.sc_str=sc_sensors.substr(start+1,end-start-1);
                        sc_pub.publish(sc_data);
                        //如果剩下的字符大于等于4，则继续循环寻找有效数据,如果所剩字符小于等于3则跳出循环
                        if ( i+5 < sc_sensors.length())
                            sc_sensors = sc_sensors.substr(end+2);
                        else
                        {   sc_sensors = sc_sensors.substr(end+2);
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
    }

	// 关闭串口
	ser.close();
	return 0;
}

订阅串口数据

订阅方代码就比较简单了，其实发布订阅可以在同一个代码里实现，我主要考虑到后期可能会在其他功能包里使用这个包，所以准备分开发布和订阅，到时候直接用就可以了。

在src文件夹里创建sc_listener.cpp

代码如下：

#include <string>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "serial/serial.h"
#include "serial_pkg_sc/sc_sensor.h"

serial::Serial ser;
using namespace std;

void SC_SENSORcallback(const serial_pkg_sc::sc_sensor::ConstPtr& msg) 
{ 
    ROS_INFO_STREAM("Listener: SC_DATA is :" <<msg->sc_str); 
    // ser.write(msg->sc_str);   //发送串口数据 
	// ROS_INFO_STREAM("Write_serial is OK"); 
} 

int main(int argc, char **argv)
{

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

  ros::NodeHandle n;

  ros::Subscriber sc_sub = n.subscribe("sc_sensor", 1, SC_SENSORcallback);

  ros::spin();

  return 0;
}

修改Cmakelists.txt文件

include_directories(
# include
  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)


add_executable(sc_talker src/sc_talker.cpp)
target_link_libraries(sc_talker serial_pkg_sc_generate_messages_cpp)
add_dependencies(sc_talker ${catkin_LIBRARIES})

add_executable(sc_listener src/sc_listener.cpp)
target_link_libraries(sc_listener serial_pkg_sc_generate_messages_cpp)
add_dependencies(sc_listener ${catkin_LIBRARIES})

最后，切换回工作空间，编译一下，大功告成。

最终结果

最终一个终端运行roscore，然后打开两个终端，运行talker和listener，即可实现下面的效果。

roscore //终端1
rosrun serial_pjg_sc sc_talker //终端2
rosrun serial_pjg_sc sc_listener //终端3

总的来说，效果还是很不错的，虽然中间也踩了很多坑，但是能自己发现问题解决问题，还是很棒的，最终的结果让我很是欣慰，总算对了！！！

本文链接：https://blog.csdn.net/qq_44934219/article/details/131858756

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