场景:上位机和下位机通信依靠总线互通编写代码模拟实现: 1) 一个线程模拟发送AT命令 在内存中定义一个全局数组,定义一个信号量Semap AT Cmd,保护全局数组AT Cmd,每5秒发送AT命令,每次交替读传感器数据1和传感器数据2,命令写入该数组。 2) 一个线程模拟传感器节点生成总线返回的数据 获取Semap AT Cmd后,读取全局数组AT Cmd; 调用r = rand0%255;(#include <stdlib.h>) 生成一个随机延迟; 根据命令将模拟传感器数据帧写入全局数组AT Data通过信号量Semap AT Data与其他线程同步 AT Data的读写. 3)一个线程模拟接收总线数据 获取到信号量Semap AT Data后,读取AT Data; 在未超时收到数据时,该线程通过事件集Event与数据处理线程同步 4) 两个线程处理传感器数据 通过事件集Event同步,分别处理传感器1/2数据 基于RT-Thread实现上述要求,要求条理清晰,每一步解释清楚
时间: 2024-03-08 08:51:21 浏览: 59
首先,需要了解以下几个概念:
- 信号量(Semaphore):用于进程或线程之间的同步和互斥。在本场景中,需要对全局数组进行保护,避免多个线程同时对其进行读写。
- 随机延迟:模拟传感器节点的响应时间,避免所有节点同时返回数据,产生冲突。
- 事件集(Event):用于线程之间的同步和通信。在本场景中,需要用事件集来同步数据处理线程和接收总线数据的线程。
接下来,按照要求分步解释:
1. 一个线程模拟发送AT命令
首先,需要在内存中定义一个全局数组AT Cmd,用于存储AT命令。同时定义一个信号量Semap AT Cmd,用于保护全局数组。在每5秒钟的时间间隔内,交替读取传感器数据1和传感器数据2,将命令写入全局数组。
代码示例:
```c
#define AT_CMD_SIZE 50
#define SENSOR_DATA_SIZE 10
char at_cmd[AT_CMD_SIZE]; // 全局数组
rt_sem_t semap_at_cmd; // 信号量
void send_at_cmd_thread(void* parameter)
{
int sensor_data_flag = 1;
while(1)
{
// 交替读取传感器数据1和传感器数据2
char sensor_data[SENSOR_DATA_SIZE];
if(sensor_data_flag == 1)
{
read_sensor_data1(sensor_data);
sensor_data_flag = 2;
}
else
{
read_sensor_data2(sensor_data);
sensor_data_flag = 1;
}
// 写入AT命令
rt_sem_take(&semap_at_cmd, RT_WAITING_FOREVER);
snprintf(at_cmd, AT_CMD_SIZE, "AT+%s=%s\r\n", sensor_data_flag == 1 ? "CMD1" : "CMD2", sensor_data);
rt_sem_release(&semap_at_cmd);
rt_thread_mdelay(5000); // 每5秒钟发送一次AT命令
}
}
```
2. 一个线程模拟传感器节点生成总线返回的数据
在获取到信号量Semap AT Cmd后,读取全局数组AT Cmd,根据命令生成模拟传感器数据帧,并将其写入全局数组AT Data。同时,生成一个随机延迟,模拟传感器节点的响应时间。
代码示例:
```c
#define AT_DATA_SIZE 100
char at_data[AT_DATA_SIZE]; // 全局数组
rt_sem_t semap_at_data; // 信号量
void sensor_node_thread(void* parameter)
{
while(1)
{
// 获取AT命令
rt_sem_take(&semap_at_cmd, RT_WAITING_FOREVER);
char cmd[AT_CMD_SIZE];
strncpy(cmd, at_cmd, AT_CMD_SIZE);
rt_sem_release(&semap_at_cmd);
// 生成模拟传感器数据帧
char sensor_data[SENSOR_DATA_SIZE];
int sensor_data_flag = strstr(cmd, "CMD1") == NULL ? 2 : 1;
snprintf(sensor_data, SENSOR_DATA_SIZE, "%d,%d,%d", sensor_data_flag, rand() % 255, rand() % 255);
// 写入全局数组AT Data
rt_sem_take(&semap_at_data, RT_WAITING_FOREVER);
snprintf(at_data, AT_DATA_SIZE, "AT+DATA=%s\r\n", sensor_data);
rt_sem_release(&semap_at_data);
rt_thread_mdelay(rand() % 500); // 随机延迟
}
}
```
3. 一个线程模拟接收总线数据
在获取到信号量Semap AT Data后,读取全局数组AT Data,并通过事件集Event与数据处理线程同步。如果在未超时的情况下接收到数据,则通过事件集Event通知数据处理线程进行处理。
代码示例:
```c
#define EVENT_TIMEOUT 100 // 事件集超时时间
void receive_data_thread(void* parameter)
{
rt_event_t event;
rt_event_init(&event, "receive_event", RT_IPC_FLAG_FIFO);
while(1)
{
// 获取AT数据
rt_sem_take(&semap_at_data, RT_WAITING_FOREVER);
char data[AT_DATA_SIZE];
strncpy(data, at_data, AT_DATA_SIZE);
rt_sem_release(&semap_at_data);
// 通过事件集Event与数据处理线程同步
rt_event_send(&event, 0x01);
rt_thread_mdelay(EVENT_TIMEOUT);
// 如果在未超时的情况下接收到数据,则通过事件集Event通知数据处理线程进行处理
if(rt_event_recv(&event, 0x01, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, EVENT_TIMEOUT, NULL) == RT_EOK)
{
process_data_thread(data);
}
}
}
```
4. 两个线程处理传感器数据
两个线程分别处理传感器1和传感器2的数据,通过事件集Event同步。在接收到数据后,通过事件集Event通知数据处理线程进行处理。
代码示例:
```c
void process_data_thread(void* parameter)
{
char* data = (char*)parameter;
int sensor_data_flag = atoi(strstr(data, ",") + 1);
// 处理传感器1的数据
if(sensor_data_flag == 1)
{
rt_event_send(&event_sensor1, 0x01);
}
// 处理传感器2的数据
else if(sensor_data_flag == 2)
{
rt_event_send(&event_sensor2, 0x01);
}
}
void process_sensor1_data_thread(void* parameter)
{
rt_event_t event;
rt_event_init(&event, "event_sensor1", RT_IPC_FLAG_FIFO);
while(1)
{
// 等待传感器1的数据
rt_event_recv(&event, 0x01, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, RT_WAITING_FOREVER, NULL);
// 处理传感器1的数据
// ...
}
}
void process_sensor2_data_thread(void* parameter)
{
rt_event_t event;
rt_event_init(&event, "event_sensor2", RT_IPC_FLAG_FIFO);
while(1)
{
// 等待传感器2的数据
rt_event_recv(&event, 0x01, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, RT_WAITING_FOREVER, NULL);
// 处理传感器2的数据
// ...
}
}
```
以上就是基于RT-Thread实现上位机和下位机通信的代码模拟。每一步都有详细的解释和示例代码,希望能对您有所帮助。
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