Arduino与ROS串口通信教程：Python与C++实现数据交互

本篇文章主要介绍了如何在Arduino与ROS（Robot Operating System）之间进行串口通信，涉及了使用Python和C++编程语言实现数据的收发以及相关的库和权限管理。以下是详细的知识点概述： 1. **串口库安装**: - Python串口通信：需要通过pip安装`pyserial`库，可以使用`sudo pip install pyserial`命令从清华大学的PyPI镜像站点下载并安装。 - C++串口通信：在ROS Kinetic版本中，通过`sudo apt-get install ros-kinetic-serial`命令安装对应的serial库，确保系统支持在ROS环境下进行串口操作。 2. **串口权限设置**: - 需要检查当前设备的串口端口号，如`ls -l /dev | grep ttyUSB`来找到与Arduino连接的USB端口号（例如ttyUSB0）。 - 通过`sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0`命令赋予该端口执行权限，允许程序访问串口。 3. **Arduino串口程序**: - Arduino项目中，通过`#include <Arduino.h>`引入必要的库，使用`Serial.begin(9600)`初始化串口通信，设置波特率为9600。 - 在`loop()`函数中，不断读取串口中的数据，将其转换成字符串，当接收到数据后，将数据原样返回，然后清空缓冲区。 4. **ROS程序的准备**: - 在ROS中，先创建一个名为`small_car`的功能包，并使用`message_generation`、`roscpp`、`python`和`std_msgs`等ROS依赖，以及`serial`库。 - 主函数`main()`中，包含`#include <serial/serial.h>`以使用ROS的串口模块，同时初始化ROS节点，调用`ros::init()`函数。 5. **C++ ROS程序示例**: - 编写C++源码，包括ROS节点的初始化、消息循环和串口通信的集成。在主函数中，通过`serial::Serial`类实例化串口对象，监听串口数据输入，读取到数据后可以通过ROS发布机制将其传递给其他节点或服务。 总结来说，本文提供了从安装串口库、设置权限，到在Arduino和ROS之间建立串口通信的完整步骤，包括了Python和C++代码示例。这有助于开发人员理解如何在嵌入式系统（如Arduino）和机器人操作系统之间进行实时数据交换，对于ROS入门者或想要扩展其硬件交互能力的开发者非常实用。