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)

简介: 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)

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:

640.png

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:

640.png

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:

640.png

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:

640.png

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ControllerView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。

参考资料

[1]https://www.runoob.com/design-pattern/mvc-pattern.html

[2]https://refactoringguru.cn/design-patterns/state

往期精彩

让你的代码更有逼格之23种设计模式总结


Qt上位机开发之如何让自己的APP启动与硬件信息绑定(Win端)


3D打印机USB联机打印是如何实现的?(以Cura插件USBPrinting为例)

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