设备状态监控

本例程演示如何使用 librm 中的 Device 基类和 DeviceManager 设备管理器来监控设备的在线状态和工作状态。

设备状态监控框架通过心跳机制自动检测设备是否离线，并在设备故障或离线时触发回调函数。设备有三种状态：kOk（正常）、kFault（故障）、kOffline（离线，超过超时时间未收到状态上报）。

librm 中的大部分设备驱动类都基于这套机制实现了状态上报逻辑，可以直接添加到 DeviceManager。

代码示例

基本用法

#include "cmsis_os.h"
#include <librm.hpp>

extern "C" void DeviceMonitorTask(const void *pv_arg) {
  rm::hal::Can can1(hcan1);
  rm::device::M3508 motor1(can1, 1);
  rm::device::M3508 motor2(can1, 2);
  rm::device::GM6020 motor3(can1, 3);
  can1.Begin();

  // 创建设备管理器，最多可以添加 10 个设备
  rm::device::DeviceManager<10> device_manager;

  // 将设备添加到管理器
  device_manager << &motor1 << &motor2 << &motor3;

  // 注册设备故障或离线回调
  device_manager.OnDeviceFaultOrOffline([](rm::device::Device *device) {
    // 设备故障或离线时的处理逻辑
    // 例如：停止所有运动、触发蜂鸣器报警、LED 指示等
  });

  for (;;) {
    // 更新所有设备状态并检查
    bool all_ok = device_manager.Update();

    if (all_ok) {
      // 所有设备正常
    } else {
      // 存在故障或离线设备
    }

    osDelay(100);  // 100ms 检查一次
  }
}

自定义设备类

如果新编写了一个设备驱动，想要整合进这套状态监控框架，继承 Device 基类并在适当时机调用 ReportStatus 方法报告设备状态：

#include <librm.hpp>

// 自定义传感器设备
class CustomSensor : public rm::device::Device {
 public:
  void Update() {
    // 读取传感器数据
    bool data_valid = ReadSensorData();

    if (data_valid) {
      // 数据有效，报告设备正常
      ReportStatus(Status::kOk);
    } else {
      // 数据异常，报告设备故障
      ReportStatus(Status::kFault);
    }
  }

  float GetValue() const { return value_; }

 private:
  bool ReadSensorData() {
    // 实际的传感器读取逻辑
    // 返回 true 表示数据有效，false 表示数据异常
    return true;
  }

  float value_{0.0f};
};

// 使用自定义传感器
CustomSensor imu_sensor;
imu_sensor.SetHeartbeatTimeout(std::chrono::milliseconds(500));  // 设置500ms超时

rm::device::DeviceManager<5> sensors;
sensors << &imu_sensor;

extern "C" void SensorTask(const void *pv_arg) {
  for (;;) {
    // 更新传感器数据
    imu_sensor.Update();

    // 检查传感器状态
    if (imu_sensor.Ok()) {
      float value = imu_sensor.GetValue();
      // 使用传感器数据
    }

    osDelay(10);
  }
}

分组管理

tip

实际应用中可以像下面这样将不同区域的设备分组管理，例如底盘、云台等，从而实现更灵活的状态监控和保护逻辑。

#include "cmsis_os.h"
#include <librm.hpp>

rm::device::DeviceManager<8> chassis_motors;
rm::device::DeviceManager<4> gimbal_motors;

extern "C" void SafetyMonitorTask(const void *pv_arg) {
  chassis_motors.OnDeviceFaultOrOffline([](rm::device::Device *device) {
    // 停止所有底盘电机
  });
  gimbal_motors.OnDeviceFaultOrOffline([](rm::device::Device *device) {
    // 停止云台运动
  });

  for (;;) {
    bool chassis_ok = chassis_motors.Update();
    bool gimbal_ok = gimbal_motors.Update();

    // 根据状态执行保护逻辑
    osDelay(50);
  }
}

主要 API

Device 基类

• void SetHeartbeatTimeout(duration timeout) - 设置心跳超时时间（默认 1 秒）
• bool Ok() - 检查设备是否在线且正常工作
• time_point last_seen() const - 获取设备最后一次上报状态的时间点
• protected void ReportStatus(Status status) - 由设备驱动Device类调用，报告当前的设备状态

DeviceManager 设备管理器

• DeviceManager& operator<<(Device *device) - 添加设备
• bool Update() - 更新所有设备状态，返回是否所有设备都正常
• void OnDeviceFaultOrOffline(CallbackType callback) - 注册故障/离线回调
• bool all_device_ok() const - 获取所有设备是否正常