c++ - 具有通用通信媒体层的中间件

Question

问候大家，

我正在尝试为具有通用通信媒体层的嵌入式设备实现中间件(驱动程序)。不确定执行此操作的最佳方法是什么，因此我正在寻求经验丰富的stackoverflow用户的建议:)。基本上，我们在全国范围内都有与服务器通信的设备(或在现场使用的pda /笔记本电脑)。通常的通信形式是通过TCP / IP进行的，但也可以使用usb，RF dongle，IR等。该计划是使对象与这些设备中的每一个相对应，在一侧处理专有协议(protocol)，并从另一侧处理请求/响应。内部系统。

问题是如何在媒体和处理对象之间创建通用的东西。我曾使用boost.asio和TCP调度程序一起玩，但是尝试创建一些通用的东西似乎是一场噩梦:)。有人试图做这样的事情吗？最好的方法是什么？

示例:设备连接到我们的Linux服务器。 (在服务器上)创建了一个新的中间件实例，该实例将其自身通告给正在运行的服务之一(细节并不重要)。该服务负责确保设备时间同步。因此，它询问中间件设备的时间是多少，驱动程序将其转换为设备语言(协议(protocol))，然后发送消息，设备响应，驱动程序再次将其转换为服务。对于这样一个简单的请求，这似乎有点过头了，但是想象一下，驱动程序必须转换更复杂的请求，并且设备的多个版本使用不同的协议(protocol)等，但是将使用相同的时间同步服务。目的是通过中间件抽象设备，以便能够使用相同的服务与它们进行通信。

另一个例子:我们发现与设备的远程通信中断。因此，我们派人使用PDA，他使用USB电缆连接到设备。启动具有与时间同步服务相同功能的应用程序。再次创建中间件实例(在PDA上)，这次仅使用USB /串行媒体而不是如上例中的TCP / IP来转换应用程序和设备之间的通信。
我希望现在更有意义:)

干杯，
汤姆

Answer 1

The thing is how create something generic in between the media and the handling objects. I had a play around with the TCP dispatcher using boost.asio but trying to create something generic seems like a nightmare :). Anybody tried to do something like that? What is the best way how to do it?

我没有使用Boost，但是我通常处理此类问题的方法是创建一个与服务器交互的Device基类，然后为每种设备类型将其子类化，并使子类处理设备奇数。这样，Device类就成为协议(protocol)的定义。同样，Device类需要是可移植的，但子类则不需要。

如果您需要更出色的方法，则可以使用Factory模式创建实际的子类对象。

就实际通信而言，我将查看每个设备是否只能运行一个进程。如果每个进程必须有多个设备，那么在Linux上，我将使用 select()及其 friend 来管理各种设备实例之间的I / O。我不知道如何在Windows上执行此操作；它的 select仅适用于套接字，不适用于串行端口或其他类似文件的事物。

我想到的其他有用的东西包括dbus和MPI(消息传递接口(interface))库，尽管它们并不是解决问题的完整解决方案(dbus不进行计算机间通信，即IIRC)。

这有帮助吗？

编辑:需要格式化的答复汤姆的答复...

Does your device class contain the communication specific parts? Because that's the thing I wanted to avoid.

子类包含特定于通信的部分。这就是在这里使用子类的重点。通用的东西放在基类中，而具体的东西放在子类中。

I was thinking about something like this: Say there is a dispatcher specific for media used which creates Connection object for each connection (media specific), Device obj. would be created as well but just a generic one and the Connection would pass the incoming data to Device and the Device would pass the responses back to Connection.

我认为这可能有点复杂，并且您期望通用设备处理特定的连接，但是很难快速维护。

我推荐的是一个Device子类，专门用于处理这种类型的Connection，该类从调度程序获取Connection并拥有它，直到连接关闭。然后，您的经理可以与通用设备进行对话，并且Connection可能会干扰具体的设备。

例如:假设您有一个温度传感器USB Thingamajig。您有一些调度程序捕获“USB物已插入”信号。看到USB东西插入时:

Dispatcher创建一个USBTemperatureThingConnection。

Dispatcher创建一个USBTemperatureDevice，它是Device的子类，将USBTemperatureThingConnection赋予USBTemperatureDevice作为构造函数参数。

USBTemperatureDevice::USBTemperatureDevice(USBTemperatureThingConnection* conn)会在本地设置所需的任何内容以完成连接的设置，然后向设备管理器发送一条消息，指出它已进行了设置。

一段时间后，设备管理器要在所有设备上设置时间。因此，它遍历其设备列表，并在每个设备上调用通用(甚至是抽象的) Device::SetTime(const struct timespec_t&)方法。

当到达您的温度设备时，它会调用 USBTemperatureDevice::SetTime(const struct timespec_t&)，因为 USBTemperatureDevice会覆盖 Device中的一个(后者是抽象的，即 virtual void SetTime(const struct timespec_t&) = 0;或无操作的内容，即 virtual void SetTime(const struct timespec_t&) {}，因此对于可以执行此操作的设备，您不必覆盖它) t设定时间)。 USBTemperatureDevice::SetTime(const struct timespec_t&)使用 USBTemperatureThingConnection来完成USB温度传感器特定的所需工作，以获取时间设置。

一段时间后，设备可能会发回“时间设置结果”消息，说明其是否起作用。那是在 USBTemperatureThingConnection上，它会唤醒您的线程，您需要对其进行处理。因此，您的 USBTemperatureDevice::DealWithMessageFromSensor()方法(仅存在于 USBTemperatureDevice中)将深入研究消息内容并确定时间设置是否有效。然后，它获取该结果，将其转换为 enum Device::ResultCode中定义的值，并调用 Device::TimeSetComplete(ResultCode result)，该结果记录该结果，设置一个标志( bool Device::timeComplete)表示结果在其中，然后按 Semaphore或 Condition唤醒设备管理器并获取它检查所有 Device的情况，以防它被阻止等待所有设备完成设置时间后再继续。

我不知道该模式叫什么。如果按下，如果我感到脾气暴躁，我会说“子类化”或“面向对象设计”。 “中间件”是 Device类，DeviceManager及其所有基础。然后，应用程序仅与设备管理器对话，或至多与特定设备的通用 Device接口(interface)对话。

Btw. Factory pattern was planned, each object would run in separate thread :)

很高兴听到。