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RCS/NML工程入门-三步使用

作者:互联网



RCS/NML工程入门-三步使用



撰写人:李峻翔
特别鸣谢:刘伯凯
版本:V1.2_20200928


第一步、RCS安装
第二步、配置NML文件(configuration file)
第三步、程序中调用NML库函数
编写C++NMLmessage
主程序采用NML进行消息传递
NML-demo
三模块双机通信
NML常见报错和解决思路TOC

NML是RCS库中的一部分,NML英文全称是neutral message language。它是由美国国家标准与技术研究院(NIST,National Institute of Standard and Technology)针对分布式通信而设计的一种通信协议与方式。
无人车开发过程中,使用NML通信,并不需要对NML了解很深。由于目前可参考的资料并不多,建议使用尽量采用现成模板,直接套用即可。但是,由于不知道基本运行原理,容易在遇到问题时束手无策。出于该目的, 笔者将经验总结,以供参考。
简单的说来,程序中要使用NML通信,只需要以下简单的三步。

第一步、RCS安装

参考文件:https://www.nist.gov/el/intelligent-systems-division-73500/networked-control-systems-group/rcs-library-installation
以下方法针对的是Ubuntu系统,如果是windows系统或者遇到了安装困难可以参加附件中的word文档。

  1. 确认依赖环境:boost(常用版本有1.54,1.55和1.58)和Java,如果没有Java,需要按以下步骤安装java。(其实安装java的过程即把安装包解压到合适的位置,之后建立软连接)
    update-alternatives --install /usr/bin/java
    java /opt/jdk1.7.0_79/bin/java 300
    update-alternatives --install
    /usr/bin/javac javac /opt/jdk1.7.0_79/bin/javac 300
    update-alternatives --install /usr/bin/jar
    jar /opt/jdk1.7.0_79/bin/jar 300
  2. 下载RCS安装包/获取团队现成安装包:
    http://www.isd.mel.nist.gov/projects/rcslib/rcslib-2014.04.29.tar.gz
  3. 解压安装包
  4. 直接在解压包下执行下列语句,安装位置会在/usr/local/lib
cd rcslib-2014.04.29(对应安装包名字)

./configure -enable-ALLJAVA
[修改Makefile中的prefix选项为 /opt/rcslib/build,此处将生成lib与include]
make 
[注意在Ubuntu 18.04中会报“unable to find string literal operator”错误,
需要在该文件(cms_xml_up.cc)中定位到此语句,并将该语句中“”引号的前后各加一个空格:xmlXsdType(xsdNs,\space "xsd:" \space X)]
make check
make install(可能需要root权限)

第二步、配置NML文件(configuration file)

以下部分是对NML官方文档的说明和一些实践中经验的补充。不同于官方文档,我们直接以我们车上的NML(bin/UGVAuto.nml)为模板,来说明。如果想使用,建议直接用模板修改,而不要从头到尾写。
NML配置文件主要包括四个部分,分别是:注释,消息,进程,server。
1.注释
注释以'#'开头,我们可以看到有一行以#开头,如下:
# Name Type Host size neut RPC# buffer# MP . . .
这就是注释。
为了更好的表示消息的写法,特意加了该注释。

2.消息(buffer)
消息对应在src/message里面的文件,只有定义了消息的头文件,才能够被其他程序调用。只有此处配置正确,才能保证消息的正常收发。
对于代表buffer的.hh文件,可用Makefile文件对message进行修改和编译,每次修改.hh文件都需要重新编译,编译生成新的/Test/lib/libTest.a文件。
Message名称都以n结尾,如MessageAn.hh MessageBn.hh MessageCn.hh等。这是在message文件夹里的Makefile中约定的,方便统一管理。而在.nml配置文件中,我们将后缀n略去。
消息以B开头,我们以现有模板的注释行为例,一一介绍该如何编写和定义消息。
# Buffers
# Name Type Host size neut RPC# buffer# MP . . .
B MessageA SHMEM 172.23.100.205 1024 0 * 1001 * 50001 bsem=5421 TCP=5421 xdr

这里要注意的是,如果用了两个不同的nml文件,如果有共同的buffer,后面的[Type-spec data]必须是一致的,否则无法通信。

3.进程(Process)
进程以P开头。
# Name Buffer Type Host Ops server timeout master cnum
# ModuleA
P ModuleA MessageA LOCAL 172.23.100.205 R 0 0.1 1 1 waitformaster

4.Server
Server是一种特殊的进程,其写法与进程类似。在/src/server下可用Makefile文件对server进行修改和编译,每次修改.cc文件都需要重新编译,编译生成新的/Test/bin/*svr 文件。

#Server
# Name Buffer Type Host 0ps server timeout master cnum
P ServerAsvr MessageA LOCAL 172.23.100.210 RW 1 0.1 1 51
注意:
server的Type都是LOCAL,Host是server程序所在主机地址。Ops一般为RW操作,server为1,master为1即可。

第三步、程序中调用NML库函数

这一部分,介绍内容分为两部分:一是如何使用C++来编写NMLmessage,二是主程序中如何使用NML来通信。

编写C++NMLmessage

NML message存放在src文件夹下,通常与应用程序在同一级目录下。这种目录结构能够最小化修改文件目录。


message文件夹内需要copy以下几个基本的文件:
-Makefile
-NMLmsgExn2.cc
-NMLmsgExn.hh
-CommonDefinitionX可用可不用,如果不用,则对应将头文件中的引用注释即可。
其中,

clean:
    -\rm -f *.o lib*.a lib*.so lib*.la *.lib *.ddll
// Prevent Multiple Inclusion
#ifndef MESSAGEAN_HH
#define MESSAGEAN_HH
// Include Files
#include "rcs.hh"     // Common RCS definitions
#include "NMLmsgExn.hh"
#include "CommonDefinitionX.hh"

定义MESSAGEA_MSG_TYPE.

// Define the integer type ids.
#define MESSAGEA_MSG_TYPE 40101

接下来则是消息的定义,可以根据自己的需要,自定义一些数据结构:

struct UserType{
    int int_array[2];
    std::string v_str;
};
// Define the NML Message Classes
class MESSAGEA_MSG : public NMLmsgEx
{
public:
    //Constructor
    MESSAGEA_MSG();
    // CMS Update Function
    void update(CMS *);
    // Place custom variables here.
    char v_char;
    double v_double;
    UserType usertype_data;
};
// Declare NML format function
extern int MessageAFormat(NMLTYPE, void *, CMS *);
#endif     // MESSAGEAN_HH

主程序采用NML进行消息传递

  1. NML通信模块启用
    在主程序中需要引用使用的NMLmessage的头文件。此外,在启用NML时使用,使用以下语句:
    set_rcs_print_destination(RCS_PRINT_TO_STDOUT);
    nml_start();
    在程序通信结束后,需要清空和关闭NML:
    nml_cleanup();
  2. NML通信类的初始化
    NML的使用建立在NML通信类的基础上,初始化NML通信类采用以下命令,但需要已经写好nml配置文件,关于配置文件的要求,可以参见“配置NML文件(configuration file)”一节:
    NML * MESSAGE_CHANNEL = new NML(formatFunction,"buffer", "process", "config.nml");
    其中,参数buffer对应配置文件中B的名称,process对应P的名称,config.nml对应nml的文件名。
    formatFunction一般在nml message文件的最后有同名的定义。
    如果配置文件中Process对应的master为1,NML 通信类初始化后,才会启动buffer的master。
  3. NML通信消息的初始化
    针对写消息的模块,采用
    Message_data = new MESSAGEA_MSG;
    针对读消息的模块,采用
    Message_data = (MESSAGEC_MSG *) MESSAGE_CHANNEL->get_address();
    需要注意的是,接收的buffer,不需要重新new MESSAGEA_MSG。发送的Buffer,需要在构造函数中new MESSAGEA_MSG开辟新空间。
  4. 消息读写
    消息读采用以下命令判断接收是否正常,如果正常,可以直接使用buffer中定义变量:
    MESSAGE_CHANNEL ->blocking_read(0.2) 
    消息写采用以下命令:
    MESSAGE_CHANNEL ->write(Message_data)

NML-demo

三模块双机通信

(written by Bokai Liu)
下载地址:
https://gitee.com/drshawn/RCS-Tutorial/tree/master/HelloWorldModule
该程序在两台计算机上运行,有三个模块,分别为(计算机1)模块A,模块B和(计算机2)模块C。
程序运行流程为:
模块B(发送消息A,B)--->模块A(接收消息A,B,并进行处理,发送消息C)。
模块A(发送消息C)--->模块C(接收消息C)。

NML常见报错和解决思路

(Welcome to update and supplement)

参考文献:
https://www.nist.gov/el/intelligent-systems-division-73500/networked-control-systems-group/nml-programmers-guide-c



来自为知笔记(Wiz)

附件列表

 

标签:文件,buffer,server,master,消息,NML,RCS,三步
来源: https://www.cnblogs.com/AIpower/p/13780410.html