嵌入式软件设计之美-以实际项目应用MVC框架与状态模式(下)

杨源鑫

发布于 2022-11-28 06:14:28

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来源 | 嵌入式应用研究院整理&排版 | 嵌入式应用研究院上节我们分享了MVC框架、状态模式组合在实际开发中的应用，它能够让我们的软件设计流程更加的清晰、易于维护：嵌入式软件设计之美-以实际项目应用MVC框架与状态模式(上) 那么这一节我们就直接开门见山，从接下来的这个开源项目分享开始：项目开源仓库： https://github.com/Yangyuanxin/IotSensorDetect 项目获取方法： git close https://github.com/Yangyuanxin/IotSensorDetect 该项目会不断的添加新的示例来持续完善。这是一个基于MVC模式+状态设计模式的物联网气体检测开源项目，目前的整体软件通信框架图(后续会根据需求继续拓展)如下所示：

如上软件通信框架图所示，腾讯连连小程序 & 腾讯云IoT Explorer物联网平台相对于设备端来说是上位机，而下位机部分则是由四个主要的任务来协作完成的，分别是ControllerTask、IotRecvTask、ModelHnadlerControolerTask以及ModelSensorHandlerTask，而Task与Task之间的通信方式是基于消息队列的形式来实现的。采用消息队列通讯是一种软件设计解耦的实现方式，线程与线程之间通过消息队列通信，能够实现业务隔离，让整个系统的可拓展性大大提高。除此之外，采用消息队列的好处是能够携带数据载体，数据格式也可以由用户自定义。例如本开源项目的自定义消息结构体如下： struct Msg_t { uint8_t Type; //消息类型 uint32_t SensorValue; //传感器数值 char Data[MSG_LEN]; //其它可能的数据承载 }; 其中，软件通信时序分为两种模式：

1、Ctrl Mode

该模式由APP端发起，对于APP端来说，APP端可以下发三种命令，分别是检测、停止、返回，如下图所示：

当用户在APP端按下检测时，APP端会下发START命令，当Controller接收到Iot端下发的指令时会将其转发给Model模块来控制传感器进行检测，期间检测过程中的设备状态以及传感器数值会进行更新，检测过程也可以通过下发停止来打断；而返回则是根据当前的设备状态来返回到上一个检测状态；这一切是通过状态模式来维护的，其状态流程图如下：

在程序中，该状态流程图是通过一个结构体数组来定义的： SensorStateItem_t SensorStateTable[] = { {IDLE, START, CALI}, //IDLE->START->CALI {CALI, NEXT, DETECT}, //CALI->NEXT->DETECT {CALI, STOP, IDLE}, //CALI->STOP->IDLE {DETECT, NEXT, RESULT}, //DETECT->NEXT->RESULT {DETECT, PREV, CALI}, //DETECT->PREV->CALI {DETECT, STOP, IDLE}, //DETECT->STOP->IDLE {RESULT, PREV, DETECT}, //RESULT->PREV->DETECT {RESULT, STOP, IDLE}, //RESULT->STOP->IDLE }; 切换状态的过程是由DoSensorStatus来实现的： __IO SensorState_t CurState = IDLE; //当前状态 __IO SensorState_t PrevState = IDLE; //上一个状态 SensorStateItem_t *FindCurStateAndEvent(SensorState_t CurState, SensorEvent_t Event) { int Index = 0; //查状态表 for(Index = 0; Index < NR_MODEL(SensorStateTable); Index++) { if(SensorStateTable[Index].CurState == CurState \ && SensorStateTable[Index].Event == Event) \ return &SensorStateTable[Index]; } return NULL; } //执行状态机 int DoSensorStatus(SensorEvent_t Event) { int Ret = 1; SensorStateItem_t *Item; //根据当前的状态、事件找到状态表中的那一项，取到那一项的地址 Item = FindCurStateAndEvent(CurState, Event); if (!Item) return 0; //保存上一个状态 PrevState = CurState; //切换到下一个状态 CurState = Item->NextSate; return Ret; };

2、Auto Report Mode

该模式是由设备端主动定时上报给到APP端，如下图所示：

检测设备在没有启动检测功能时，设备端也会定时上报传感器数值以及设备状态；因此，Iot端能够定时看到数据在不断发生变化。以上便是MCV框架与状态模式最简单的应用了。当然，从上节我们就已经知道，对于Controller和View而言，它的体现形式可以有很多种，它不局限于仅仅是Iot的形式，它也可以是由其它模块来构成；这部分待后续项目更新后上传。