feat(chapt14): 完成话题发布教程

docs/humble/chapt14/get_started/2.MicroROS-话题发布实现.md

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+# 2.MicroROS-话题发布实现
+
+你好，我是爱吃鱼香ROS的小鱼。本节将学习在开发板上实现话题的发布，最终实现通过话题发布当前开发板的电池电量信息，关于电量信息的测量，请参考：[4.电池电压测量-学会使用ADC](../..//chapt13/basic/4.电池电压测量-学会使用ADC.md)
+
+## 一、新建工程添加依赖
+
+新建`example12_microros_topic_pub`工程
+
+![image-20230121022246635](2.MicroROS-%E8%AF%9D%E9%A2%98%E5%8F%91%E5%B8%83%E5%AE%9E%E7%8E%B0/imgs/image-20230121022246635.png)
+
+
+
+修改`platformio.ini`添加依赖
+
+```ini
+; PlatformIO Project Configuration File
+;
+;   Build options: build flags, source filter
+;   Upload options: custom upload port, speed and extra flags
+;   Library options: dependencies, extra library storages
+;   Advanced options: extra scripting
+;
+; Please visit documentation for the other options and examples
+; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html
+
+[env:featheresp32]
+platform = espressif32
+board = featheresp32
+framework = arduino
+lib_deps = 
+    https://gitee.com/ohhuo/micro_ros_platformio.git
+```
+
+
+
+## 二、编写代码-实现订阅
+
+ 编辑main.cpp，代码如下，注释小鱼已经添加到代码中来了
+
+```c++
+#include <Arduino.h>
+#include <micro_ros_platformio.h>
+
+#include <rcl/rcl.h>
+#include <rclc/rclc.h>
+#include <rclc/executor.h>
+// 添加头文件
+#include <std_msgs/msg/float32.h>
+
+rclc_executor_t executor;
+rclc_support_t support;
+rcl_allocator_t allocator;
+rcl_node_t node;
+rcl_timer_t timer;
+
+// 声明话题发布者
+rcl_publisher_t publisher;
+// 声明消息文件
+std_msgs__msg__Float32 pub_msg;
+
+// 定义定时器接收回调函数
+void timer_callback(rcl_timer_t *timer, int64_t last_call_time)
+{
+  RCLC_UNUSED(last_call_time);
+  if (timer != NULL)
+  {
+    rcl_publish(&publisher, &pub_msg, NULL);
+  }
+}
+
+void setup()
+{
+  Serial.begin(115200);
+  // 设置通过串口进行MicroROS通信
+  set_microros_serial_transports(Serial);
+  // 延时时一段时间，等待设置完成
+  delay(2000);
+  // 初始化内存分配器
+  allocator = rcl_get_default_allocator();
+  // 创建初始化选项
+  rclc_support_init(&support, 0, NULL, &allocator);
+  // 创建节点 topic_sub_test
+  rclc_node_init_default(&node, "topic_pub_test", "", &support);
+  // 订阅者初始化
+  rclc_publisher_init_default(
+      &publisher,
+      &node,
+      ROSIDL_GET_MSG_TYPE_SUPPORT(std_msgs, msg, Float32),
+      "battery_voltage");
+
+  // 创建定时器，200ms发一次
+  const unsigned int timer_timeout = 200;
+  rclc_timer_init_default(
+      &timer,
+      &support,
+      RCL_MS_TO_NS(timer_timeout),
+      timer_callback);
+
+  // 创建执行器
+  rclc_executor_init(&executor, &support.context, 1, &allocator);
+  // 给执行器添加定时器
+  rclc_executor_add_timer(&executor, &timer);
+  // 初始化ADC
+  pinMode(34, INPUT);
+  analogSetAttenuation(ADC_11db);
+}
+
+void loop()
+{
+  delay(100);
+  // 循环处理数据
+  rclc_executor_spin_some(&executor, RCL_MS_TO_NS(100));
+  // 通过ADC获取电压值
+  int analogValue = analogRead(34);                     // 读取原始值0-4096
+  int analogVolts = analogReadMilliVolts(34);           // 读取模拟电压，单位毫伏
+  float realVolts = 5.02 * ((float)analogVolts * 1e-3); // 计算实际电压值
+  pub_msg.data = realVolts;
+}
+
+```
+
+
+
+## 三、代码注解
+
+相比之前的节点代码这里主要多了这几行
+
+- `#include <std_msgs/msg/float32.h>` 包含flaot32类型头文件
+- `rcl_publisher_t publisher; 定义发布者`
+- `std_msgs__msg__Float32 pub_msg; 定义发布消息，也需要提前定义`
+- **`void timer_callback(rcl_timer_t *timer, int64_t last_call_time)` 定义定时器回调函数，当我们需要以某个频率做什么的时候定时器可以派上用场**
+- **`rclc_publisher_init_default` 初始化发布者**
+- **`rclc_timer_init_default 初始化定时器`**
+- **`rclc_executor_add_timer 给执行器添加一个定时器回调`**
+
+
+
+## 四、下载测试
+
+### 4.1 编译下载
+
+连接开发板，编译下载。
+
+![image-20230121100425404](1.%E8%AF%9D%E9%A2%98%E8%AE%A2%E9%98%85-%E6%8E%A7%E5%88%B6LED/imgs/image-20230121100425404.png)
+
+### 4.2 启动Agent服务
+
+接着打开终端启动agent
+
+```shell
+sudo docker run -it --rm -v /dev:/dev -v /dev/shm:/dev/shm --privileged --net=host microros/micro-ros-agent:$ROS_DISTRO serial --dev /dev/ttyUSB0 -v
+```
+
+点击下RST按钮，重启开发板，正常可以看到下图内容
+
+![image-20230121115751128](2.MicroROS-%E8%AF%9D%E9%A2%98%E5%8F%91%E5%B8%83%E5%AE%9E%E7%8E%B0/imgs/image-20230121115751128.png)
+
+### 4.3 测试是否连通
+
+```shell
+ros2 node list
+ros2 topic list
+```
+
+![image-20230121115828533](2.MicroROS-%E8%AF%9D%E9%A2%98%E5%8F%91%E5%B8%83%E5%AE%9E%E7%8E%B0/imgs/image-20230121115828533.png)
+
+### 4.4 查看话题数据
+
+```shell
+ros2 topic echo /battery_voltage
+```
+
+![image-20230121115849458](2.MicroROS-%E8%AF%9D%E9%A2%98%E5%8F%91%E5%B8%83%E5%AE%9E%E7%8E%B0/imgs/image-20230121115849458.png)
+
+ 这里小鱼连接了小车的电池，VM电压代表电池电压，符合正常电压值范围。
+
+同时可以使用下面指令测量话题频率
+
+```
+fishros@fishros-MS-7D42:~/example12_microros_topic_pub$ ros2 topic hz /battery_voltage 
+average rate: 4.828
+        min: 0.207s max: 0.208s std dev: 0.00021s window: 6
+average rate: 5.034
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02793s window: 12
+average rate: 4.973
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02378s window: 17
+average rate: 4.941
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02104s window: 22
+average rate: 5.005
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02594s window: 28
+average rate: 4.977
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02404s window: 33
+average rate: 4.958
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02249s window: 38
+average rate: 4.997
+        min: 0.106s max: 0.208s std dev: 0.02541s window: 44
+```
+
+## 五、总结
+
+本节我们通过电量信息发布例程，学习了如何在开发板上实现话题发布流程。下一节我们开始尝试在开发板上建立服务端，尝试服务通信。