【RT-Thread作品秀】远程调试终端

作者：钟良涛

概述

本设计灵感来源于调试人员出差调试设备遇到困难时，提供指导的工程师可以远程实时查看调试数据，以提供指导。本设计实现了一个远程调试助手，ART-Pi接收到无线串口按一定协议发送的数据后，将数据解析并打包为json格式发送给订阅该话题的MQTT上位机。搭配ART-Pi Mate可实现多种通信接口的调试。

开发环境

硬件：ART-Pi  ART-Pi Mate(自主设计)

RT-Thread版本：4.0.3

开发工具及版本：RT-Thread Studio 2.0.0  PyCharm20.2  Python3.7

RT-Thread使用情况概述

组件：finsh、lwIP、SPI、串口、Pin

软件包：cjson、wlan_wiced、phaomqtt、AT command

内核：信号量、多线程

硬件框架

硬件框图如上图所示，硬件部分由ART-Pi和ART-Pi Mate和以CC2530无线透传模块模拟的调试设备组成。其中ART-Pi Mate为专为ART-Pi设计的扩展板，包含LCD、UART、NRF24L01等功能。

以CC2530无线透传模块模拟待调试的设备，将该模块连接到PC机，按照固定的协议格式发送数据包到ART-Pi Mate上焊接的CC2530无线透传，ART-Pi以串口中断的方式进行数据读取并解析，随后将数据打包为Json格式通过Wifi发送至MQTT上位机。

软件框架说明

该应用中软件分为嵌入式软件部分和桌面端软件。嵌入式软件实现调试终端的数据接收、解析、打包、发布等功能，桌面端软件实现数据的接收和显示功能。软件流程如上图所示，调试终端数据处理线程对CC2530无线透传模块发送的数据进行解析、打包，然后由MQTT客户端线程进行数据发布。桌面端软件的MQTT客户端线程订阅调试终端发送的话题，然后通过信号槽的方式通知Qt界面线程刷新界面以显示数据。

软件模块说明

数据接收模块：

数据接收模块通过串口中断的方式实现，首先以中断的方式打开串口设备，然后每当有数据达到时，触发相应的中断回调函数，在中断回调函数里发送有数据到达的信号量，通知数据处理线程进行数据读取。

数据解包：

数据包的格式定义如下：

以状态机的方式进行数据解包，状态机转移图如下图所示：

数据打包：

       该设计将JSON打包为如下格式：

演示效果

演示视频：

比赛感悟

通过本次比赛熟悉了rt-thread的操作系统以及rt-thread studio的使用方式，被rt-thread优雅的设计所折服。通过这次比赛，使用了rt-thread的线程、信号量、设备模型、组件、软件包等功能，在搭配rt-thread studio进行开发时，是非常的便捷的，直接在设置中打开对应的功能，rt-thread studio就会自动下载好相应的资源并为我们配置好，使原本复杂的配置过程简单化，极大程度的提高了开发效率。

在参赛过程中也遇到了不少问题，其中包括开发板启动不成功，最后通过重新刷写bootloader解决；还有出现了线程堆栈溢出，通过调整堆栈大小解决；还有自己编写的软件模块在重新配置软件包后在工程中消失的问题，最后重新新建源代码文件夹解决；选择MQTT软件包并使能例程后，源代码中没有对应代码，最后发现和软件包版本有关系。总之，开发过程中遇到了一些大大小小的问题，但解决问题的过程就是能力提升的过程，也很感谢主办方提供的这次宝贵的比赛机会。