ROS2实战：系统状态监测与可视化工具

ROS2话题通信实践：系统状态监测与可视化工具

背景与需求分析

ROS2的话题通信机制是节点间异步数据交换的核心方式，适用于高频、单向数据流场景。系统状态监测工具需要实时收集硬件资源数据（如CPU、内存、磁盘等），并通过可视化界面展示。该场景完美契合话题通信的发布-订阅模型。

系统架构设计

• 数据采集节点：周期性发布系统状态消息
• 数据处理节点：订阅原始数据并计算统计指标
• 可视化节点：接收处理后的数据生成动态图表
• 消息类型：自定义SystemStatus.msg包含时间戳、CPU负载、内存使用率等字段

自定义消息定义

在msg/SystemStatus.msg中定义数据结构：

float32 cpu_load_percent
float32 memory_usage_percent
float32 disk_usage_percent
builtin_interfaces/Time timestamp

数据采集节点实现

创建发布者节点system_monitor.py：

import rclpy
from rclpy.node import Node
from custom_interfaces.msg import SystemStatus
import psutil
import time

class SystemMonitor(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('system_monitor')
        self.publisher = self.create_publisher(
            SystemStatus, 
            '/system_status', 
            10)
        self.timer = self.create_timer(1.0, self.publish_status)
        
    def publish_status(self):
        msg = SystemStatus()
        msg.cpu_load_percent = psutil.cpu_percent()
        msg.memory_usage_percent = psutil.virtual_memory().percent
        msg.disk_usage_percent = psutil.disk_usage('/').percent
        msg.timestamp = self.get_clock().now().to_msg()
        self.publisher.publish(msg)
        self.get_logger().info('Publishing system status')

def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)