嵌入式设备中传感器应用的程序设计架构

Question

我不是 C++ 专家，因为我来自电子背景。

我正在尝试制作一个 Arduino 程序，允许任何人使用标准格式轻松地将传感器添加到 Arduino 设备。

我想为每个传感器创建一个 HAL，为此我创建了一个名为 Sensor 的类，它是每个传感器的基类。用户必须创建一个继承自 Sensor 类的子类。例如，这个子类称为Sensor_2（2 是 ID），它实现的功能如下：

uint16_t getID( void );
uint8_t getAvailableChannels( void ); 
void sampleChannel( uint8_t aChannel, uint8_t *aDataSize, uint8_t aDataBuffer[] );

这个类是调用它自己的依赖于传感器的传感器库的类。

这样做，我可以以标准方式对每个传感器进行采样，而无需重写每个传感器库。

我不知道这是否是这样做的方法，但我想不出更好的方法。

我已尝试使用以下代码来实现：

传感器.h

#ifndef SENSOR_H
#define SENSOR_H

#include "Arduino.h"

class Sensor
{
public:
  Sensor();  
  virtual uint16_t getID( void );
  virtual uint8_t getAvailableChannels( void ); 
  virtual void sampleChannel( uint8_t channel, uint8_t dataSize, uint8_t dataBuffer[]);
};

#endif

Sensor_2.h

#ifndef Sensor_2_H
#define Sensor_2_H

#include "Arduino.h"

#include "../../Sensor.h"

#define ID 2
#define CHANNELS 1
class Sensor_2: public Sensor
{
public:
  Sensor_2 ( void  );  
  virtual uint16_t getID( void );
  virtual uint8_t getAvailableChannels( void ); 
  virtual void sampleChannel( uint8_t aChannel, uint8_t *aDataSize, uint8_t aDataBuffer[] );
};

#endif 

Sensor_2.cpp

#include "Sensor_2.h"

Sensor_2::Sensor_2( void )
{

}

uint16_t Sensor_2::getID( void )
{
    return (ID);    
}

uint8_t Sensor_2::getAvailableChannels( void )
{
    return (CHANNELS);    
} 

void sampleChannel( uint8_t aChannel, uint8_t *aDataSize, uint8_t aDataBuffer[] )
{
    aDataSize = 1;
    aDataBuffer[0] = hallRead();    
}

main.cpp

#include <Logger.h>
#include "ComHandler.h"    
#include "./Sensors/Sensor_2/Sensor_2.h"


ComHandler comHandler;

SensorManager* sensorManager = SensorManager::getInstance();

void setup()
{
  Serial.begin(115200);

  Logger::setLogLevel(Logger::WARNING);

  Sensor_2 sensorHall = new Sensor_2;

  sensorManager->addSensor(sensorHall);     
}

void loop()
{
    uint8_t* datasize;
    uint16_t buffer[4];
    comHandler.checkForData();
    sensorManager.getAvailableSensors()[0].sampleChannel(0,dataSize, buffer);

}

问题是在尝试编译时出现此错误：

conversion from 'Sensor_2*' to non-scalar type 'Sensor_2' requested
   Sensor_2 sensorHall = new Sensor_2;
                         ^

如果不是：

Sensor_2 sensorHall = new Sensor_2; 

我用：

Sensor_2 sensorHall; 

我明白了：

sketch/Sensor.cpp.o:(.literal._ZN6SensorC2Ev+0x0): undefined reference to `vtable for Sensor'
sketch/Winja.ino.cpp.o:(.literal._Z5setupv+0x10): undefined reference to `Sensor_2::Sensor_2()'
sketch/Winja.ino.cpp.o: In function `setup()':

您认为这是解决我的问题的好方法吗？如果是这样，我该如何解决我的错误？

Answer 1

如果我理解这个问题，这里有两个问题（一个是阻塞，另一个不是）。

至于最简单的问题，Sensor_2 sensorHall = new Sensor_2; 无效，因为new 关键字会生成一个指向对象的指针。您有两种方法来生成对象并将其传递给传感器管理器（我假设传感器管理器接受指向传感器的指针）：

// Solution 1
Sensor_2 *sensorHall = new Sensor_2;
sensorManager->addSensor(sensorHall);

// Solution 2
Sensor_2 sensorHall;
sensorManager->addSensor(&sensorHall);

但是请注意，如果您使用解决方案 2，则必须将传感器定义放在函数之外。例如，如果你写

void setup() {
  Sensor_2 sensorHall;
  sensorManager->addSensor(&sensorHall);
}

那么在您退出setup 后，传感器对象将被销毁。为了避免这种情况，写

Sensor_2 sensorHall;
void setup() {
  sensorManager->addSensor(&sensorHall);
}

至于主要问题，我认为 arduino 不会在主草图文件夹之外编译源文件（并且它不会递归，因此不会扫描子文件夹）。

但是，您尝试做的通常是通过实现库来完成。您可以找到不同的库和资源来了解库的工作原理（例如，arduino 网站上有一个library tutorial）。您必须在库文件夹中创建一个文件夹，然后放入源文件中（在这种情况下，您可以使用子文件夹）；编译将成功。这样您就无需在以后的项目中复制这些文件：它们已经存在了。

如果您不想共享它们，但仍想将它们放在单独的文件夹中，IIRC 您可以创建一个名为 src 的特殊文件夹并将源文件放在那里（同样，不是在子文件夹中）。 src 文件夹在编译时与草图文件夹合并。

我的建议：把它变成一个图书馆。完全可重复使用，易于维护，甚至有点突出显示...