ROS使用官方包进行串口通信

本文介绍如何使用ROS(机器人操作系统)进行串口通信。首先通过命令安装ROS的serial工具包,然后提供了一个C++示例代码,展示了如何创建一个ROS节点来读写串口数据。该节点能够监听特定话题并发送串口数据,同时接收串口反馈。

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https://www.jianshu.com/p/c30f390427e7

参考http://www.roswiki.com/read.php?tid=557&fid=39

1.通过sudo apt-get install ros-<distro>-serial下载ROS对应版本的工具包

serial会安装在opt/ros/<distro>/share/serial目录下,

重启终端,输入 roscd serial,可以检测到serial包的路径,说明serial包已经安装成功

2.使用ros自带的serial包,编写节点

#include <ros/ros.h> 
#include <serial/serial.h>  //ROS已经内置了的串口包 
#include <std_msgs/String.h> 
#include <std_msgs/Empty.h> 

serial::Serial ser; //声明串口对象 

//回调函数 
void write_callback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg) 
{ 
    ROS_INFO_STREAM("Writing to serial port" <<msg->data); 
    ser.write(msg->data);   //发送串口数据 
} 

int main (int argc, char** argv) 
{ 
    //初始化节点 
    ros::init(argc, argv, "serial_example_node"); 
    //声明节点句柄 
    ros::NodeHandle nh; 

    //订阅主题,并配置回调函数 
    ros::Subscriber write_sub = nh.subscribe("write", 1000, write_callback); 
    //发布主题 
    ros::Publisher read_pub = nh.advertise<std_msgs::String>("read", 1000); 

    try 
    { 
    //设置串口属性,并打开串口 
        ser.setPort("/dev/ttyUSB0"); 
        ser.setBaudrate(115200); 
        serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000); 
        ser.setTimeout(to); 
        ser.open(); 
    } 
    catch (serial::IOException& e) 
    { 
        ROS_ERROR_STREAM("Unable to open port "); 
        return -1; 
    } 

    //检测串口是否已经打开,并给出提示信息 
    if(ser.isOpen()) 
    { 
        ROS_INFO_STREAM("Serial Port initialized"); 
    } 
    else 
    { 
        return -1; 
    } 

    //指定循环的频率 
    ros::Rate loop_rate(50); 
    while(ros::ok()) 
    { 

        if(ser.available()){ 
            ROS_INFO_STREAM("Reading from serial port\n"); 
            std_msgs::String result; 
            result.data = ser.read(ser.available()); 
            ROS_INFO_STREAM("Read: " << result.data); 
            read_pub.publish(result); 
        } 

        //处理ROS的信息,比如订阅消息,并调用回调函数 
        ros::spinOnce(); 
        loop_rate.sleep(); 

    } 
} 
<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何在ROS使用serial包实现串口通信的全过程。首先,我得回忆一下ROS中的串口通信相关知识,尤其是serial包的使用。根据用户提供的引用内容,特别是引用[2]和引用[3],里面提到了一些关于STM32与ROS通信的接线和串口读取的机制,可能相关。 首先,用户需要的是使用ROSserial包进行串口通信的完整教程。我应该从安装开始,然后到配置、编写代码,再到测试,逐步指导。需要确保步骤清晰,结构合理,符合用户的问题要求。 第一步,安装serial包。ROS中的serial包通常是指rosserial,但根据引用[1],rosserial是用于将STM32接入ROS的,而用户可能指的是直接使用serial。不过,在ROS中,可能有不同的包,比如rosserial或者直接使用serial通信。需要确认正确的包名。根据常见知识,ROS中的串口通信可以使用rosserial或者单独的serial包,比如rosserial_arduino或rosserial_server。但用户提到的是“serial包”,可能指的是ros_serial,或者直接使用系统级的serial。例如,在引用[3]中,STM32通过USART与HC-06通信,可能涉及到串口配置。但用户现在的问题是如何在ROS使用serial包,所以可能需要安装rosserial相关的包,或者使用ROSserial驱动程序。 根据我的知识,ROS中的serial包通常指的是rosserial,它允许非Linux设备(如STM32)通过串口与ROS通信。但用户可能指的是在ROS节点中直接进行串口通信,比如使用C++的serial。例如,在引用[2]中提到的串口读取机制,可能需要在ROS节点中实现类似的逻辑。 因此,正确的步骤可能是: 1. 安装serial包:在ROS中,可能需要安装rosserial,但具体包名需要确认。比如,在ROS Noetic中,可能使用ros-noetic-serial包。用户可能需要运行sudo apt-get install ros-<distro>-serial,其中<distro>是ROS版本,比如melodic或noetic。 2. 配置串口权限:用户需要将串口设备(如/dev/ttyUSB0)的权限设置为可读写,可以通过udev规则或直接使用chmod。 3. 编写ROS节点,使用serial打开串口,配置参数(波特率、数据位等),然后进行读写操作。 4. 创建发布者和订阅者,将接收到的串口数据发布到ROS话题,或者订阅话题将数据写入串口。 接下来,我需要验证这些步骤是否正确。例如,引用[4]提到使用MicroXRCEAgent与PX4通信,这可能涉及rosserial的机制。而引用[1]提到STM32通过rosserial接入ROS,所以可能rosserial是正确的方式。但用户的问题可能更偏向于在ROS节点中使用串口通信,而不是通过rosserial协议。 可能需要分两种情况:一种是使用rosserial让STM32作为ROS节点,另一种是在ROS节点中直接操作串口。根据用户的问题,后者更可能,即如何在ROS使用serial包直接进行串口通信。 因此,正确的步骤应该是: 1. 安装ROSserial包,如ros-<distro>-serial。 2. 编写节点代码,包含头文件#include <serial/serial.h>,创建serial::Serial对象,配置参数,打开端口。 3. 在节点中读取和写入数据,处理数据后发布到话题或从话题订阅数据发送到串口。 同时,需要确保代码示例正确,比如在C++中如何使用serial。例如,初始化串口对象: serial::Serial ser; ser.setPort("/dev/ttyUSB0"); ser.setBaudrate(115200); serial::Timeout timeout = serial::Timeout::simpleTimeout(1000); ser.setTimeout(timeout); ser.open(); 然后,在循环中读取数据: if(ser.available()){ std::string data = ser.read(ser.available()); // 处理数据并发布 } 同时,处理订阅的回调函数,将接收到的ROS消息发送到串口。 在测试部分,可能需要使用USB转TTL模块自测,或者连接实际设备如STM32,并确保接线正确(如引用[3]中的接线表)。 另外,需要考虑权限问题,用户可能需要将用户添加到dialout组,或者使用sudo,但建议配置udev规则避免每次使用sudo。 最后,生成相关问题,如如何调试串口通信、如何处理数据格式、如何提高通信效率等。</think>### ROS使用serial包实现串口通信全过程教程 #### 一、环境准备 1. **安装serial包** 在ROS中实现串口通信安装`rosserial`和相关工具: ```bash sudo apt-get install ros-<distro>-serial ros-<distro>-rosserial ``` 替换`<distro>`为ROS版本(如`noetic`或`humble`)[^1]。 2. **配置串口权限** 将用户加入`dialout`组避免权限问题: ```bash sudo usermod -a -G dialout $USER sudo reboot ``` #### 二、代码实现 1. **创建ROS包** ```bash catkin_create_pkg my_serial roscpp serial std_msgs ``` 2. **编写串口节点**(`src/serial_node.cpp`) ```cpp #include <ros/ros.h> #include <serial/serial.h> #include <std_msgs/String.h> serial::Serial ser; void write_callback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg) { ser.write(msg->data); } int main(int argc, char** argv) { ros::init(argc, argv, "serial_node"); ros::NodeHandle nh; // 订阅话题接收数据 ros::Subscriber sub = nh.subscribe("serial_write", 1000, write_callback); // 发布接收到的数据 ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("serial_read", 1000); try { ser.setPort("/dev/ttyUSB0"); ser.setBaudrate(115200); serial::Timeout timeout = serial::Timeout::simpleTimeout(1000); ser.setTimeout(timeout); ser.open(); } catch (serial::IOException& e) { ROS_ERROR("Failed to open port"); return -1; } ros::Rate loop_rate(50); while (ros::ok()) { if (ser.available()) { std_msgs::String result; result.data = ser.read(ser.available()); pub.publish(result); } ros::spinOnce(); loop_rate.sleep(); } ser.close(); return 0; } ``` 3. **修改CMakeLists.txt** 添加编译指令: ```cmake add_executable(serial_node src/serial_node.cpp) target_link_libraries(serial_node ${catkin_LIBRARIES}) ``` #### 三、硬件连接 1. **STM32与PC接线示例** | STM32 | USB转TTL模块 | |-------|-------------| | PA9 (TX) | RX | | PA10 (RX) | TX | | GND | GND | (参考嵌入式设备接线规范[^3]) #### 四、运行与测试 1. **编译并运行节点** ```bash catkin_make source devel/setup.bash rosrun my_serial serial_node ``` 2. **测试数据收发** - **发送数据到串口**: ```bash rostopic pub /serial_write std_msgs/String "data: 'Hello STM32'" ``` - **接收数据**: ```bash rostopic echo /serial_read ``` #### 五、调试技巧 1. **使用`minicom`验证硬件** ```bash minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 115200 ``` 2. **查看串口状态** ```bash ls -l /dev/ttyUSB0 # 确认权限 dmesg | grep tty # 查看设备识别情况 ```
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