modify: mainOrchestrator.py 改善顯示介面

add: serialManager.py 添加Serial 連結功能 (未完成)
Chiyu Chen 5 months ago
parent 0ce78b964a
commit bcccdec927

@ -14,6 +14,7 @@ Python
2. conda-forge 中的 pyserial-asyncio
3. importlib_metadata -> Version: 8.5.0
4. setuptools -> Version: 58.2.0 (版本太新不行)
5. pyserial-asyncio
ROS2

@ -38,7 +38,8 @@ class PanelState:
# 這邊是儲存關於 socket object 的資料
self.udp_info_temp = {"IP": "127.0.0.1", "Port": "", "Direction": ""} # 暫存 UDP 設定資訊
self.socket_info_single = {"socket_type": "", "socket_state": "", "bridge_msg_types": "", "return_msg_types": "",
"target_sockets": "", "primary_socket_id": "", "InfoReady": False} # 暫存單一 socket 的資訊
"target_sockets": "", "primary_socket_id": "", "socket_connection_string": "",
"InfoReady": False} # 暫存單一 socket 的資訊
def intoSTART(self):
self.panel_status = "Running"
@ -139,9 +140,9 @@ class ControlPanel:
obj_menu = MenuNode(f"Socket #{socket_id}", f"連結口 {socket_id}", None, children=[
MenuNode("Info", "查看詳細資訊", "INSPECT_MAV_OBJECT"),
MenuNode("Make Link", "建立轉發連結", "MAVOBJ_MAKE_LINK"),
MenuNode("Remove", "移除此連結口", "REMOVE_MAV_OBJECT"),
MenuNode("Cancel Link", "取消轉發連結", "MAVOBJ_CANCEL_LINK"),
MenuNode("Add Target", "添加轉發目標(工程)", "MAVOBJ_ADD_TARGET"),
MenuNode("Remove Target", "移除轉發目標(工程)", "MAVOBJ_REMOVE_TARGET"),
MenuNode("Remove", "移除此連結口", "REMOVE_MAV_OBJECT"),
MenuNode("返回", "回到列表", "BACK"),
])
# 將 socket_id 附加到每個子選單項目上
@ -183,9 +184,10 @@ class ControlPanel:
# 這裡顯示基本資訊
dialog_win.addstr(2, 2, f"Socket ID : {socket_id}")
dialog_win.addstr(3, 2, f"Socket status : 運行中")
# dialog_win.addstr(3, 2, f"Socket status : 運行中")
# show_str = ", ".join(map(str, state.socket_info_single.get('socket_type', '')))
dialog_win.addstr(4, 2, f"Socket Type : {state.socket_info_single.get('socket_type', '')}")
dialog_win.addstr(4, 30, f"{state.socket_info_single.get('socket_connection_string', '')}")
show_str = ",".join(map(str, state.socket_info_single.get('bridge_msg_types', '')))
dialog_win.addstr(5, 2, f"Bridge Pack : {show_str if show_str else 'N/A'}")
show_str = ",".join(map(str, state.socket_info_single.get('return_msg_types', '')))
@ -397,7 +399,7 @@ class ControlPanel:
# 操作說明
# help_line = start_line + len(current_menu.children) + 2
help_line = height - 2
stdscr.addstr(help_line, 2, "操作: ↑↓選擇 Enter確認 ←返回上層 →進入下層 q退出", curses.A_DIM)
stdscr.addstr(help_line, 2, "操作: ↑↓選擇 Enter確認 ←返回上層 →進入下層", curses.A_DIM)
stdscr.refresh()
@ -431,8 +433,12 @@ class ControlPanel:
idx_stack[-1] = (current_idx + 1) % len(current_menu.children)
elif ch == (ord('O')):
# 直接進入工程模式
# 進入工程模式
state.intoENGINEER()
elif ch == (ord('o')):
# 離開工程模式
state.intoSTART()
elif ch == curses.KEY_LEFT:
# 返回上層
@ -448,8 +454,9 @@ class ControlPanel:
idx_stack.append(0)
elif ch in (ord('q'), 27):
state.intoTERMINATION()
panel_shutdown()
if state.panel_status == "Engineer":
state.intoTERMINATION()
panel_shutdown()
elif ch in (curses.KEY_ENTER, 10, 13):
selected = current_menu.children[current_idx]
@ -537,22 +544,23 @@ class ControlPanel:
# 反正刷新列表會出錯 乾脆再退一層 在下一次進入列表時刷新就好
menu_stack.pop()
idx_stack.pop()
# # 刷新列表頁面
# if len(menu_stack) > 1:
# current_page = menu_stack[-1].current_page if hasattr(menu_stack[-1], 'current_page') else 0
# menu_stack.pop()
# idx_stack.pop()
# time.sleep(0.1) # 等待物件被移除
# object_list_menu = self.create_object_list_menu(state, page=current_page)
# menu_stack.append(object_list_menu)
# idx_stack.append(0)
elif selected.action == "MAVOBJ_MAKE_LINK":
# 建立轉發連結
if hasattr(selected, 'socket_id'):
target_id = self.select_target_socket(stdscr, selected.socket_id, state)
if target_id is not None:
cmd_q.put(("MAVOBJ_MAKE_LINK", selected.socket_id, target_id))
# cmd_q.put(("MAVOBJ_MAKE_LINK", selected.socket_id, target_id))
cmd_q.put(("MAVOBJ_ADD_TARGET", selected.socket_id, target_id))
cmd_q.put(("MAVOBJ_ADD_TARGET", target_id, selected.socket_id)) # 雙向連結
elif selected.action == "MAVOBJ_CANCEL_LINK":
# 取消轉發連結
if hasattr(selected, 'socket_id'):
target_id = self.select_target_socket(stdscr, selected.socket_id, state, remove_mode=True)
if target_id is not None:
cmd_q.put(("MAVOBJ_REMOVE_TARGET", selected.socket_id, target_id))
cmd_q.put(("MAVOBJ_REMOVE_TARGET", target_id, selected.socket_id)) # 雙向取消連結
elif selected.action == "MAVOBJ_ADD_TARGET":
# 添加目標端口
@ -563,16 +571,6 @@ class ControlPanel:
target_id = self.select_target_socket(stdscr, selected.socket_id, state)
if target_id is not None:
cmd_q.put(("MAVOBJ_ADD_TARGET", selected.socket_id, target_id))
elif selected.action == "MAVOBJ_REMOVE_TARGET":
# 移除目標端口
if state.panel_status != "Engineer":
state.panel_info_msg_list.append(("Not in Engineer Mode.", time.time()))
continue # 只有在工程模式下才能操作
if hasattr(selected, 'socket_id'):
target_id = self.select_target_socket(stdscr, selected.socket_id, state, remove_mode=True)
if target_id is not None:
cmd_q.put(("MAVOBJ_REMOVE_TARGET", selected.socket_id, target_id))
elif selected.action == "STOP_MANAGER":
if state.panel_status != "Engineer":
@ -661,10 +659,6 @@ class Orchestrator:
self.remove_target_from_object(s_id, socket_id)
# 再移除該物件
self.delete_mavlink_object(socket_id)
elif action == "MAVOBJ_MAKE_LINK":
source_id, target_id = cmd[1], cmd[2]
self.add_target_to_object(source_id, target_id)
self.add_target_to_object(target_id, source_id) # 雙向連結
elif action == "MAVOBJ_ADD_TARGET":
source_id, target_id = cmd[1], cmd[2]
self.add_target_to_object(source_id, target_id)
@ -681,6 +675,9 @@ class Orchestrator:
self.panelState.socket_info_single["return_msg_types"] = mav_obj.return_msg_types
self.panelState.socket_info_single["primary_socket_id"] = mav_obj.primary_socket_id
self.panelState.socket_info_single["target_sockets"] = mav_obj.target_sockets
ip_info = mav_obj.mavlink_socket.port.getsockname()
self.panelState.socket_info_single["socket_connection_string"] = f"{ip_info[0]}:{ip_info[1]}"
# getattr(mav_obj.mavlink_socket, "connection_string", "")
self.panelState.socket_info_single["InfoReady"] = True # 標記資訊已準備好
elif cmd == "CREATE_UDP_INBOUND":

@ -1,40 +1,35 @@
'''
# 不同的匯流排只有單一種通訊協定
# 匯流排接到訊息後透過 ring buffer 傳送到橋接器
# 會有兩種 RingBuffer 分別作為 1. 固定串流橋接器 2. 回傳封包處理器
# 橋接器會將解析得到的結論 再透過 ros2 的 publisher 發送出去
這個檔案是對 udp 進來的 mavlink 訊息做 "分流" "轉拋" 的地方 (並不會做 "分析")
概念上 把每個 udp 接口 視為一個獨立的 mavlink bus 針對 bus 來統籌管理
# 關於 mavlink 採用 pymavlink 這個套件 製作匯流排
# pymavlink 的 socket 會由其他地方製作(例如 main) 再放到 mavlink_object 裡面
# 這邊的 main 會是用來初始化 mavlink_object 並啟動他的 run function
主要的重點部分:
1. stream_bridge_ring & return_packet_ring
2. mavlink_object & async_io_manager
3. mavlink_bridge
================= 改版記錄 ============================
2025 6 20
1. mavlink_object 由於 Queue 的效能太差 會完全移除
其中 multiplexingToAnalysis multiplexingToReturn 的功能會改用 ring_buffer 來實現
multiplexingToSwap 會完全被移除代替方式下一條描述
2. mavlink_object 會捨棄每個通道單獨 thread 的實現 轉而採用 asyncio 的方式 將需要資料轉換的通道 以群組方式處理其數據流
(註解: 因為本專案的規模還不大 目前不做動態分配 asyncio thread 而是簡單的採用單一 thread 處理所有的 mavlink_object)
因此 資料轉換直接使用通道的 socket 寫出 進而節省任何資料的複製與搬移
並且 完全捨棄 multiplexingToSwap 不會再對需要轉傳的資料進行過濾 而是將全部的 mavlink_msg 直接 socket 透過寫出
3. mavlink_object 需要加上 state 去管理其狀態
4. mavlink_object 需要加上 target port 去管理寫出的目標
5. mavlink_object 要容忍髒資料流入 而不是直接關閉通道
6. 基於第1,2 updateMultiplexingList 會被完全移除
7. 基於第2項 需要新建一個 async_io_manager 類別去管理所有的 mavlink_object
8. 基於第1項全域變數 fixed_stream_bridge_queue return_packet_processor_queue 會用 stream_bridge_ring return_packet_ring 來取代 另外 swap_queues 會被完全移除
stream_bridge_ring & return_packet_ring:
這兩個 ring buffer 是用來做 mavlink 訊息的分流
stream_bridge_ring 這邊的資訊比較是給會固定更新的資訊 (例如 HEARTBEAT, ATTITUDE 之類的)
return_packet_ring 比較是處理指令後的回應封包 (例如 PARAM_VALUE, MISSION_ITEM 等等)
mavlink_object:
每個 mavlink bus 都會有一個 mavlink_object
使用 asyncio 處理資料流 RingBuffer 來分配訊息
內容中沒有獨立的執行緒 只有一個個 asyncio function 會被放到 async_io_manager 裡面執行
關於分流與轉拋的具體實現是在 process_data 這個 asyncio function 裡面
async_io_manager:
首先它紀律並管理所有 mavlink_object 實例
有自己一個獨立的執行緒 執行 asyncio loop (mavlink_object 裡面的 asyncio function 都會被放到這個 loop 裡面執行)
mavlink_bridge:
專門處理 stream_bridge_ring 裡面的訊息流
會把訊息流解開後 存放到 mavlinkVehicleView.py 定義的載具結構視圖
2025 11 15
1. mavlink_bridge 類別新增為 singleton 模式 確保全系統只有一個實例在運行
2. mavlink_bridge 處理封包改為映射表 (需要在 _init_message_handlers 中新增處理器函式)
3. mavlink_bridge 的主要迴圈 增加 send_message 功能 可指定目標 sysid socket_id 發送 mavlink 封包
4. async_io_manager 循環邏輯大改動 優化 mavlink_object 加入與移除的邏輯 並使得 task evenlt loop 分層更清楚
5. mavlink_object 移除不必要的 start stop 方法 async_io_manager 統一管理其生命週期
6. mavlink_object 優化 send_message 方法 避免無效判斷 增加一些防呆檢驗 並與 mavlink_bridge 連動工作
7. 移除迴圈內的 try except 堆疊 增加效能
8. 移除對於 mavlinkDevice 的依賴 改用 vehicle_registry 來管理所有的載具
'''
@ -61,7 +56,6 @@ from .mavlinkVehicleView import (
)
from .utils import RingBuffer, setup_logger
# ====================== 分割線 =====================
logger = setup_logger(os.path.basename(__file__))
@ -331,8 +325,6 @@ class mavlink_bridge:
mav_obj = mavlink_object.mavlinkObjects[socket_id]
return mav_obj.send_message(message_bytes)
# ====================== 分割線 =====================
# 定義 mavlink_object 的狀態
class MavlinkObjectState(Enum):
INIT = auto() # 初始化狀態
@ -560,6 +552,7 @@ class async_io_manager:
start 方法 會先做一個新的執行緒 然後讓新的執行緒 透過 _run_event_loop 方法來建立一個空的事件循環 self.loop
然後在 _run_event_loop 方法中 會建立一個異步任務 _main_task 來監控和管理所有的 mavlink_object 任務
"""
_instance = None
_lock = threading.Lock()
@ -714,7 +707,7 @@ class async_io_manager:
async def _async_add_mavlink_object(self, mavlink_obj):
"""在事件循環線程中同步執行"""
socket_id = mavlink_obj.socket_id
try:
task = asyncio.create_task(mavlink_obj.process_data())
self.managed_objects[socket_id] = mavlink_obj
@ -789,3 +782,36 @@ class async_io_manager:
if __name__ == '__main__':
pass
'''
================= 改版記錄 ============================
2025 6 20
1. mavlink_object 由於 Queue 的效能太差 會完全移除
其中 multiplexingToAnalysis multiplexingToReturn 的功能會改用 ring_buffer 來實現
multiplexingToSwap 會完全被移除代替方式下一條描述
2. mavlink_object 會捨棄每個通道單獨 thread 的實現 轉而採用 asyncio 的方式 將需要資料轉換的通道 以群組方式處理其數據流
(註解: 因為本專案的規模還不大 目前不做動態分配 asyncio thread 而是簡單的採用單一 thread 處理所有的 mavlink_object)
因此 資料轉換直接使用通道的 socket 寫出 進而節省任何資料的複製與搬移
並且 完全捨棄 multiplexingToSwap 不會再對需要轉傳的資料進行過濾 而是將全部的 mavlink_msg 直接 socket 透過寫出
3. mavlink_object 需要加上 state 去管理其狀態
4. mavlink_object 需要加上 target port 去管理寫出的目標
5. mavlink_object 要容忍髒資料流入 而不是直接關閉通道
6. 基於第1,2 updateMultiplexingList 會被完全移除
7. 基於第2項 需要新建一個 async_io_manager 類別去管理所有的 mavlink_object
8. 基於第1項全域變數 fixed_stream_bridge_queue return_packet_processor_queue 會用 stream_bridge_ring return_packet_ring 來取代 另外 swap_queues 會被完全移除
2025 11 15
1. mavlink_bridge 類別新增為 singleton 模式 確保全系統只有一個實例在運行
2. mavlink_bridge 處理封包改為映射表 (需要在 _init_message_handlers 中新增處理器函式)
3. mavlink_bridge 的主要迴圈 增加 send_message 功能 可指定目標 sysid socket_id 發送 mavlink 封包
4. async_io_manager 循環邏輯大改動 優化 mavlink_object 加入與移除的邏輯 並使得 task evenlt loop 分層更清楚
5. mavlink_object 移除不必要的 start stop 方法 async_io_manager 統一管理其生命週期
6. mavlink_object 優化 send_message 方法 避免無效判斷 增加一些防呆檢驗 並與 mavlink_bridge 連動工作
7. 移除迴圈內的 try except 堆疊 增加效能
8. 移除對於 mavlinkDevice 的依賴 改用 vehicle_registry 來管理所有的載具
'''

@ -0,0 +1,499 @@
'''
'''
# 基礎功能的 import
import asyncio
import serial_asyncio
import os
import sys
import serial
import signal
from enum import Enum, auto
# # XBee 模組
# from xbee.frame import APIFrame
# 自定義的 import
from .utils import setup_logger
# ====================== 分割線 =====================
logger = setup_logger(os.path.basename(__file__))
# ====================== 分割線 =====================
class XBeeFrameHandler:
"""XBee API Frame 處理器"""
@staticmethod
def parse_at_command_response(frame: bytes) -> dict:
"""解析 AT Command Response (0x88)"""
if len(frame) < 8:
return None
frame_type = frame[3]
if frame_type != 0x88:
return None
frame_id = frame[4]
at_command = frame[5:7]
status = frame[7]
data = frame[8:] if len(frame) > 8 else b''
return {
'frame_id': frame_id,
'command': at_command,
'status': status,
'data': data,
'is_ok': status == 0x00
}
@staticmethod
def parse_receive_packet(frame: bytes) -> dict:
# """解析 RX Packet (0x90) - 未來擴展用"""
# if len(frame) < 15 or frame[3] != 0x90:
# return None
# return {
# 'source_addr': frame[4:12],
# 'reserved': frame[12:14],
# 'options': frame[14],
# 'data': frame[15:-1]
# }
pass
@staticmethod
def encapsulate_data(data: bytes, dest_addr64: bytes, frame_id=0x01) -> bytes:
"""
將數據封裝為 XBee API 傳輸幀
使用 XBee API 格式封裝數據:
- 傳輸請求幀 (0x10)
- 使用廣播地址
- 添加適當的頭部和校驗和
"""
frame_type = 0x10
dest_addr16 = b'\xFF\xFE'
broadcast_radius = 0x00
options = 0x00
frame = struct.pack(">B", frame_type) + struct.pack(">B", frame_id)
frame += dest_addr64 + dest_addr16
frame += struct.pack(">BB", broadcast_radius, options) + data
checksum = 0xFF - (sum(frame) & 0xFF)
return b'\x7E' + struct.pack(">H", len(frame)) + frame + struct.pack("B", checksum)
@staticmethod
def decapsulate_data(data: bytes):
# 這裡可以根據需要進行數據解封裝
# XBee API 幀格式:
# 起始分隔符(1字節) + 長度(2字節) + API標識符(1字節) + 數據 + 校驗和(1字節)
# 檢查幀起始符 (0x7E)
if not data or len(data) < 5 or data[0] != 0x7E:
return data
# 獲取數據長度 (不包括校驗和)
# length = (data[1] << 8) + data[2]
length = (data[1] << 8) | data[2]
# 檢查幀完整性
if len(data) < length + 4: # 起始符 + 長度(2字節) + 數據 + 校驗和
return data
# 提取API標識符和數據
frame_type = data[3]
# frame_data = data[4:4+length-1] # 減1是因為API標識符已經算在長度中
# 根據不同的幀類型進行處理
if frame_type == 0x90: # 例如,這是"接收數據包"類型
rf_data_start = 3 + 12
return data[rf_data_start:3 + length]
else:
return None
return data
class ATCommandHandler:
"""AT 指令回應處理器"""
def __init__(self, serial_port: str):
self.serial_port = serial_port
self.handlers = {
b'DB': self._handle_rssi,
b'SH': self._handle_serial_high,
b'SL': self._handle_serial_low,
# 可擴展其他 AT 指令
}
def handle_response(self, response: dict):
"""根據 AT 指令類型分派處理"""
if not response or not response['is_ok']:
if response:
print(f"[{self.serial_port}] AT {response['command'].decode()} 失敗,狀態碼: {response['status']}")
return
command = response['command']
handler = self.handlers.get(command)
if handler:
handler(response['data'])
else:
print(f"[{self.serial_port}] 未處理的 AT 指令: {command.decode()}")
def _handle_rssi(self, data: bytes):
"""處理 DB (RSSI) 回應"""
if not data:
return
rssi_value = data[0]
now = time.time()
# 檢查是否最近有收到 MAVLink
last_mavlink_time = serial_last_mavlink_time.get(self.serial_port, 0)
if now - last_mavlink_time > 0.5:
print(f"[{self.serial_port}] 超過 0.5 秒未接收 MAVLinkRSSI = -{rssi_value} dBm 已忽略")
return
# 取得對應的 sysid
sysid = serial_to_sysid.get(self.serial_port)
if sysid is None:
print(f"[{self.serial_port}] 找不到 sysid 對應RSSI = -{rssi_value} dBm已忽略")
return
# 記錄 RSSI
rssi_history[sysid].append(-rssi_value)
time_history[sysid].append(now)
# print(f"[SYSID:{sysid}] RSSI = -{rssi_value} dBm")
def _handle_serial_high(self, data: bytes):
"""處理 SH (Serial Number High) - 範例"""
if len(data) >= 4:
serial_high = int.from_bytes(data[:4], 'big')
print(f"[{self.serial_port}] Serial High: 0x{serial_high:08X}")
def _handle_serial_low(self, data: bytes):
"""處理 SL (Serial Number Low) - 範例"""
if len(data) >= 4:
serial_low = int.from_bytes(data[:4], 'big')
print(f"[{self.serial_port}] Serial Low: 0x{serial_low:08X}")
class SerialHandler(asyncio.Protocol): # asyncio.Protocol 用於處理 Serial 收發
def __init__(self, udp_handler, serial_port_str):
self.udp_handler = udp_handler # UDP 的傳輸把手
self.serial_port_str = serial_port_str
self.at_handler = ATCommandHandler(serial_port)
self.buffer = bytearray() # 用於緩存接收到的資料
self.transport = None # Serial 自己的傳輸物件
# self.first_data = True # 標記是否為第一次收到資料
# self.has_processed = False # 測試模式用 處理數據旗標 # debug
def connection_made(self, transport):
self.transport = transport
if hasattr(self.udp_handler, 'set_serial_handler'):
self.udp_handler.set_serial_handler(self)
logger.info(f"Serial port {self.serial_port_str} connected.")
# Serial 收到資料的處理過程
def data_received(self, data):
# 1. 把收到的資料加入緩衝區
self.buffer.extend(data)
# 2. 需要完整的 header 才能解析
while len(self.buffer) >= 3:
# 3. 瞄準 XBee API Frame (0x7E 開頭的封包)
if self.buffer[0] != 0x7E:
self.buffer.pop(0) # 如果不是就丟掉
continue
# 4. 讀取 payload 長度
length = (self.buffer[1] << 8) | self.buffer[2]
full_length = 3 + length + 1
# 5. 等待完整封包
if len(self.buffer) < full_length:
break
# 6. 提取完整 frame 並從緩衝區移除
frame_payload = self.buffer[:full_length]
del self.buffer[:full_length]
# 7. 判斷 frame 類型
frame_type = frame[3]
if frame_type == 0x88:
# 處理 AT Command 回應
# response = XBeeFrameHandler.parse_at_command_response(frame)
# self.at_handler.handle_response(response)
pass # debug
elif frame_type == 0x90:
# Receive Packet (RX) payload 先解碼
processed_data = XBeeFrameHandler.decapsulate_data(bytes(frame_payload))
# 轉換失敗就捨棄了
if processed_data is None:
break
# 再透過 UDP 送出
self.udp_handler.transport.sendto(processed_data, (self.udp_handler.LOCAL_HOST_IP, self.udp_handler.target_port))
else:
# 其他類型的 frame 未來可擴展處理 現在忽略
logger.warning(f"[{self.serial_port_str}] Undefined frame type: 0x{frame_type:02X}")
# # RSSI
# if frame[3] == 0x88 and frame[5:7] == b'DB': # frame[3] == 0x88 AT -> API 封包
# # frame[5:7] == b'DB' -> API 封包的DB參數
# status = frame[7] #
# if status == 0x00 and len(frame) > 8: # status == 0x00 -> 這個封包是有效封包
# rssi_value = frame[8]
# now = time.time()
# # === 優化 1僅信任最近 0.5 秒內有接收 MAVLink 的 port
# last_time = serial_last_mavlink_time.get(self.serial_port, 0)
# if now - last_time <= 0.5:
# sysid = serial_to_sysid.get(self.serial_port, None)
# if sysid is not None:
# rssi_history[sysid].append(-rssi_value)
# time_history[sysid].append(now)
# # print(f"[SYSID:{sysid}] RSSI = -{rssi_value} dBm")
# else:
# print(f"[{self.serial_port}] 找不到 sysid 對應RSSI = -{rssi_value} dBm已忽略")
# else:
# print(f"[{self.serial_port}] 超過 0.5 秒未接收 MAVLinkRSSI = -{rssi_value} dBm 已忽略")
# else:
# print(f"[{self.serial_port}] DB 指令失敗,狀態碼: {status}")
# def write_to_serial(self, data):
# # 在資料透過 Serial 發送之前進行處理
# processed_data = self.encapsulate_data(data)
# # 處理失敗就不發送
# if processed_data not None:
# self.transport.write(processed_data)
class UDPHandler(asyncio.DatagramProtocol): # asyncio.DatagramProtocol 用於處理 UDP 收發
LOCAL_HOST_IP = '127.0.0.1' # 只送給本地端IP
def __init__(self, target_port):
self.target_port = target_port # 目標 UDP 端口
self.serial_handler = None # Serial 的傳輸物件
self.transport = None # UDP 自己的傳輸物件
self.remote_addr = None # 儲存動態獲取的遠程地址 # debug
# self.has_processed = False # 測試模式用 處理數據旗標 # debug
def connection_made(self, transport):
self.transport = transport
print("UDP transport ready. Waiting for serial data before sending...")
def set_serial_handler(self, serial_handler):
self.serial_handler = serial_handler
# UDP 收到資料的處理過程
def datagram_received(self, data, addr):
# 儲存對方的地址(這樣就能向同一個來源回傳數據)
# self.remote_addr = addr
# print(f"Received UDP data from {addr}, setting as remote address")
processed_data = XBeeFrameHandler.encapsulate_data(data)
if self.serial_handler:
self.serial_handler.transport.write(processed_data)
# def send_udp(self, data):
# # 藉由 UDP 發送資料出去
# # 在透過 UDP 發送數據之前進行解封裝
# decoded_data = self.decapsulate_data(data)
# if decoded_data is None:
# return
# if self.transport:
# self.transport.sendto(decoded_data, (self.LOCAL_HOST_IP, self.target_port))
#==================================================================
class SerialReceiverType(Enum):
"""連接類型"""
TELEMETRY = auto()
XBEEAPI = auto()
OTHER = auto()
class serial_manager:
class serial_object:
def __init__(self, serial_port, baudrate, target_port, receiver_type: SerialReceiverType):
self.serial_port = serial_port # /dev/ttyUSB or COM3 ...etc
self.baudrate = baudrate
self.receiver_type = receiver_type
self.target_port = target_port # 指向的 UPD 端口
self.transport = None
self.protocol = None
self.udp_handler = None
self.serial_handler = None
def __init__(self):
self.thread = None
self.loop = None
self.running = False
self.serial_count = 0
self.serial_objects = {} # serial id num : serial object
def __del__(self):
self.loop = None
self.thread = None
def start(self):
if self.running:
logger.warning("serial_manager already running")
return
self.running = True
# 啟動獨立線程 命名為 SerialManager
self.thread = threading.Thread(
target=self._run_event_loop,
name="SerialManager"
)
self.thread.daemon = False # 不設為 daemon確保正確關閉
self.thread.start()
# 等待 _run_event_loop 建立事件循環的物件 self.loop
start_timeout = 2.0
start_time = time.time()
while not self.loop and time.time() - start_time < start_timeout:
time.sleep(0.1)
# 檢查另一個執行緒有沒有成功建立事件循環物件 self.loop
if self.loop:
logger.info("serial_manager thread started <-")
return True
else:
logger.error("serial_manager failed to start")
return False
def shutdown(self):
pass
def _run_event_loop(self):
"""在獨立線程中運行 asyncio 事件循環"""
self.loop = asyncio.new_event_loop()
asyncio.set_event_loop(self.loop)
# # 為每個 serial_object 建立連接
# for serial_obj in self.serial_objects:
# coro = serial_asyncio.create_serial_connection(
# self.loop,
# lambda: SerialProtocol(serial_obj.receiver_type),
# serial_obj.serial_port,
# baudrate=serial_obj.baudrate
# )
# transport, protocol = self.loop.run_until_complete(coro)
# serial_obj.transport = transport
# serial_obj.protocol = protocol
try:
self.loop.run_forever()
finally:
self.loop.close()
def create_serial_link(self, serial_port, baudrate, target_port, receiver_type: SerialReceiverType):
if self.loop is None:
logger.error("Event loop not running, cannot create serial link")
return False
# 檢查 serial port 有效
self.check_serial_port(serial_port)
serial_obj = self.serial_object(serial_port, baudrate, target_port, receiver_type)
# 建立 UDP 處理器 並指定目標端口位置
serial_obj.udp_handler = UDPHandler(target_port)
# 建立 UDP 傳輸,不指定接收端口(自己),讓系統自動分配
try:
serial_obj.transport, serial_obj.protocol = await self.loop.create_datagram_endpoint(
lambda: serial_obj.udp_handler,
local_addr=('0.0.0.0', 0) # 使用端口 0 讓系統自動分配可用端口
)
except Exception as e:
logger.error(f"Cannot Create UDP Endpoint: {str(e)}")
return False
# 建立 Serial 傳輸,將 UDP 處理器傳給它
try:
serial_obj.serial_handler = SerialHandler(serial_obj.udp_handler)
_, serial_transport = await serial_asyncio.create_serial_connection(
self.loop, lambda: serial_obj.serial_handler, serial_port, baudrate=baudrate
)
except Exception as e:
logger.error(f"Cannot Create Serial Connection: {str(e)}")
serial_obj.transport.close()
return
# self.serial_objects.append(serial_obj)
self.serial_objects[serial_count+1] = serial_obj
serial_count += 1
async def _async_create_serial_link(self, serial_port, baudrate, target_port):
pass
def remove_serial_link(serial_id):
pass
async def _async_remove_serial_link(self, serial_id):
pass
def check_serial_port(serial_port):
"""檢查串口是否存在與可用"""
# 檢查設備是否存在
if not os.path.exists(serial_port):
logger.error(f"Serial Device {serial_port} Not Found")
return False
# 檢查是否有權限訪問設備
try:
os.access(serial_port, os.R_OK | os.W_OK)
except Exception as e:
logger.error(f"Cannot Access Serial Device {serial_port}: {str(e)}")
return False
# 檢查是否被占用
try:
# 嘗試打開串口
ser = serial.Serial(serial_port, SERIAL_BAUDRATE)
ser.close() # 打開成功後立即關閉
return True
except serial.SerialException as e:
logger.error(f"Serial Device {serial_port} is Occupied or Inaccessible: {str(e)}")
return False
except Exception as e:
logger.error(f"Unknown Error: {str(e)}")
return False
if __main__ == '__main__':
sm = serial_manager()
sm.start()
SERIAL_PORT = '/dev/ttyUSB0' # 手動指定
SERIAL_BAUDRATE = 115200
UDP_REMOTE_IP = '127.0.0.1'
UDP_REMOTE_PORT = 14560
sm.create_serial_link(SERIAL_PORT, SERIAL_BAUDRATE, UDP_REMOTE_IP, SerialReceiverType.XBEEAPI)

@ -1,14 +0,0 @@
'''
透過某個地方 得到 udp uart 接口
對於每個接口 視為一個獨立的物件
物件對於不同的接口 是為不同類型的物件
每個類型的物件 創建一個獨立的執行緒 來處理資料
關於執行緒的實作 是寫在另一個模組
物件之間 也可以做資料轉換/轉拋
'''

@ -0,0 +1,129 @@
import socket
import random
import os
def get_used_ports():
"""
/proc/net/tcp /proc/net/udp 讀取系統已占用的 port
直接讀取 Linux 系統資訊避免暴力嘗試
Returns:
set: 已被占用的 port 號集合
"""
used_ports = set()
# 讀取 TCP 占用的 port (包含 IPv4 和 IPv6)
for filepath in ['/proc/net/tcp', '/proc/net/tcp6']:
if os.path.exists(filepath):
try:
with open(filepath, 'r') as f:
lines = f.readlines()[1:] # 跳過標題行
for line in lines:
parts = line.split()
if len(parts) > 1:
# local_address 格式: "0100007F:1F90" (hex)
local_addr = parts[1]
port_hex = local_addr.split(':')[1]
port = int(port_hex, 16)
used_ports.add(port)
except (IOError, PermissionError):
pass
# 讀取 UDP 占用的 port (包含 IPv4 和 IPv6)
for filepath in ['/proc/net/udp', '/proc/net/udp6']:
if os.path.exists(filepath):
try:
with open(filepath, 'r') as f:
lines = f.readlines()[1:] # 跳過標題行
for line in lines:
parts = line.split()
if len(parts) > 1:
local_addr = parts[1]
port_hex = local_addr.split(':')[1]
port = int(port_hex, 16)
used_ports.add(port)
except (IOError, PermissionError):
pass
return used_ports
def is_port_available(port):
"""
測試指定 port 是否可用 (TCP UDP 都測試)
Args:
port (int): 要測試的 port
Returns:
bool: True 表示可用False 表示被占用
"""
# 測試 TCP
try:
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock:
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind(('', port))
except OSError:
return False
# 測試 UDP
try:
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as sock:
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind(('', port))
except OSError:
return False
return True
def find_available_port(start_port=1024, end_port=65535):
"""
在指定的 port 區間內隨機找出一個未被占用的 port
使用 Linux /proc/net 系統資訊來過濾已占用的 port避免暴力嘗試
確保 TCP UDP 都可用
Args:
start_port (int): 起始 port (預設 1024)
end_port (int): 結束 port (預設 65535)
Returns:
int: 可用的 port 如果找不到則返回 None
"""
if start_port < 1 or end_port > 65535 or start_port >= end_port:
raise ValueError("Port 範圍必須在 1-65535 之間,且起始 port 必須小於結束 port")
# 從系統讀取已占用的 port
used_ports = get_used_ports()
# 計算可用的 port 列表 (排除已占用的)
available_ports = [p for p in range(start_port, end_port + 1) if p not in used_ports]
if not available_ports:
return None
# 隨機打亂順序
random.shuffle(available_ports)
# 從可用列表中挑選,再用 socket 雙重確認 TCP 和 UDP 都可用
for port in available_ports:
if is_port_available(port):
return port
# 如果都不可用
return None
if __name__ == "__main__":
# 使用範例
port = find_available_port(8000, 9000)
if port:
print(f"找到可用的 port: {port}")
else:
print("找不到可用的 port")
# 自訂範圍範例
port = find_available_port(10000, 20000)
if port:
print(f"在 10000-20000 範圍找到可用的 port: {port}")

@ -19,7 +19,7 @@ from ..fc_network_adapter import mavlinkVehicleView as mvv
# ====================== 分割線 =====================
test_item = 10
test_item = 1
running_time = 3
@ -31,7 +31,24 @@ print('test_item : ', test_item)
測試項 1X 表示 mavlink_object 的功能 測試連線的能力
'''
if test_item == 10:
if test_item == 1:
print('===> Start of Program .Test ', test_item)
connection_string="udp:127.0.0.1:14591"
mavlink_socket1 = mavutil.mavlink_connection(connection_string)
# mavlink_object1 = mo.mavlink_object(mavlink_socket1)
time.sleep(1)
print("mark A")
# print("Socket IP:", mavlink_socket1.target_system)
print("Socket port:", mavlink_socket1.port.getsockname())
# print("=== ", dir(mavlink_socket1.port))
elif test_item == 10:
# 需要開啟一個 ardupilot 的模擬器
# 測試 mavlink_object 放入 ring buffer 的應用
print('===> Start of Program .Test ', test_item)

Loading…
Cancel
Save