Arduino机器人面向服务的架构

描述

系列介绍

本系列文章的重点是基于可在所有机器人中重复使用的服务创建可扩展的面向对象的模块化软件架构，而无需在每次创建新机器人时都从头开始。

也许开始使用机器人技术的最具成本效益的方法是使用您可以在任何电子商务（全球速卖通、banggood等）上购买的智能机器人汽车。但当然，购买它是最简单的部分......您不需要专门购买，即使有了智能机器人汽车的描述，您也会发现许多不同的变体。我将为您使用此套件获得的所有最常见模块创建“服务”，因此您可以选择您需要的服务，并将它们一起使用来创建您自己的智能机器人，而无需从头开始对每个机器人进行操作你做。

指数

这是我将要创建的泰博机器人服务系列或文章的索引。

• 架构布局或在hackster.io

• hackster.io上的“L298N Motor Driver”服务

• " HC-SR04" 距离传感器服务或在hackster.io

关于硬件

为了能够阅读本文，您可能至少需要对面向对象范例有所了解，如果可能的话，使用 C++。但我对 C++ 了解不多，但仍然这样做，所以我认为你也能做到。

我将以您可以从任何电子商务获得的廉价硬件为基础提供服务。你会看到我提到了 Arduino 智能机器人汽车。不过，我现在不使用该机器人进行测试（我将来可能会），但 RoboSoul TK-100 更坚固一些，但另一方面，当它撞到某物时，结果更破坏性的。

该软件被认为是尽可能可扩展的，这就是为什么您应该能够使用任何可用的硬件。对于其中一些，您会在这里找到可以重用的服务，而对于其他一些，您可能需要为您的特定硬件实现特定服务。这将非常容易，如果您决定在那之后更改硬件，您需要对机器人的主要代码进行的更改将是最小的。

关于架构

我会尽量用最新的类图更新这篇文章，因此它可以作为代码中每个可用服务的参考。您会发现它附在本文中。

创建基础服务

由于主要思想是基于相同的面向对象架构创建许多服务，因此我们首先需要定义该架构是什么。

“服务”基类

首先，我们要记住，我们希望能够为您添加到项目中的每个硬件模块添加一个服务。那么，什么是一个好的服务主类？我们希望能够：

• 启用/禁用任何服务

• 使其冗长（以了解其中发生了什么以进行调试）

• 允许服务做一些设置

• 允许服务在每次循环迭代时运行一些更新代码

现在，仅此而已。将根据我们正在构建的服务类型添加更多详细信息。所以基础服务类的头文件（Service.h）将是这样的：

#pragma once   
#include "arduino.h" 
namespace Taibot 
{ 
	class Service 
	{ 
	public: 
		// isEnabled: Enables/Disables the Service   
		// isVerbose: Activates the logging output to Serial   
		Service(bool isEnabled, bool isVerbose); 
		// Use this method to know if the driver is enabled or not 
		bool IsEnabled(); 
		// Use this method to know if the logging is is enabled or not before writing logs 
		bool IsVerbose(); 
		// Enables/Disables the driver 
		void SetEnabled(bool isEnabled); 
		// Enables/Disables the logging 
		void SetVerbose(bool isVerbose); 
		// Needs to be implemented by every service, so we keep a convention 
		virtual void Setup() = 0; 
		// Needs to be implemented by every service, so we keep a convention 
		virtual void Update() = 0; 
	private: 
		// Enable/Disable the service   
		bool _isEnabled = false; 
		// Enable/Disable serial output for debugging  
		bool _isVerbose = false; 
	}; 
}; 

它的实现（Service.cpp）是这样的：

#include "Service.h" 
using namespace Taibot; 
Service::Service(bool isEnabled, bool isVerbose) 
{ 
	_isEnabled = isEnabled; 
	_isVerbose = isVerbose; 
} 
bool Service::IsEnabled() 
{ 
	return _isEnabled; 
} 
bool Service::IsVerbose() 
{ 
	return _isVerbose; 
} 
void Service::SetEnabled(bool isEnabled) 
{ 
	_isEnabled = isEnabled; 
} 
void Service::SetVerbose(bool isVerbose) 
{ 
	_isVerbose = isVerbose; 
} 

Service 基类的构造函数强制我们为服务设置启用和详细配置：Service(bool isEnabled, bool isVerbose); 然后你可以看到获取或设置这两个属性的方法。

方法Setup()和Update()在这里没有实现，因为它们需要由继承自该基类的服务实现。在许多情况下，此方法可能什么都不做，但由于我们的想法是允许服务在没有任何外部要求的情况下工作和更新自身，我们应该允许每个服务执行它从 mane 草图文件中要求的任何事情。

这意味着：

• 在草图的 setup() 文件中，您将从您正在使用的服务中调用所有 Setup() 方法。

• 在草图的 loop() 文件中，您将从您正在使用的服务中调用所有 Update() 方法。

一旦我们有自己的实际服务实施工作，我将展示一个例子。

回到服务类非常简单。如您所见，我们正在使用 Taibot 命名空间，只是为了避免与您可能拥有的其他代码发生冲突。

结论

现在，这段代码看起来非常简单，并没有多大用处，但如果您按照其余文章进行操作，您将能够让您的机器人工作，并且拥有一个漂亮的、可扩展的、先进的架构，这对我比有无尽的意大利面条代码。

如果您不理解本文的任何部分、无法使此代码工作、发现错误或有任何建议，请告诉我，我愿意改进它并使其成为任何人的干净代码库想要重用它。