嵌入式軟件設(shè)計(jì)之美-以實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用MVC框架與狀態(tài)模式(下)

上節(jié)我們分享了MVC框架、狀態(tài)模式組合在實(shí)際開發(fā)中的應(yīng)用，它能夠讓我們的軟件設(shè)計(jì)流程更加的清晰、易于維護(hù)：嵌入式軟件設(shè)計(jì)之美-以實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用MVC框架與狀態(tài)模式(上)

那么這一節(jié)我們就直接開門見山，從接下來(lái)的這個(gè)開源項(xiàng)目分享開始：

項(xiàng)目開源倉(cāng)庫(kù)：

https://github.com/Yangyuanxin/IotSensorDetect

項(xiàng)目獲取方法：

git?close?https://github.com/Yangyuanxin/IotSensorDetect

該項(xiàng)目會(huì)不斷的添加新的示例來(lái)持續(xù)完善。

這是一個(gè)基于MVC模式+狀態(tài)設(shè)計(jì)模式的物聯(lián)網(wǎng)氣體檢測(cè)開源項(xiàng)目，目前的整體軟件通信框架圖(后續(xù)會(huì)根據(jù)需求繼續(xù)拓展)如下所示：

如上軟件通信框架圖所示，騰訊連連小程序 & 騰訊云IoT Explorer物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相對(duì)于設(shè)備端來(lái)說(shuō)是上位機(jī)，而下位機(jī)部分則是由四個(gè)主要的任務(wù)來(lái)協(xié)作完成的，分別是ControllerTask、IotRecvTask、ModelHnadlerControolerTask以及ModelSensorHandlerTask，而Task與Task之間的通信方式是基于消息隊(duì)列的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用消息隊(duì)列通訊是一種軟件設(shè)計(jì)解耦的實(shí)現(xiàn)方式，線程與線程之間通過(guò)消息隊(duì)列通信，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，讓整個(gè)系統(tǒng)的可拓展性大大提高。除此之外，采用消息隊(duì)列的好處是能夠攜帶數(shù)據(jù)載體，數(shù)據(jù)格式也可以由用戶自定義。例如本開源項(xiàng)目的自定義消息結(jié)構(gòu)體如下：

struct?Msg_t
{
??uint8_t?Type;?????????//消息類型
??uint32_t?SensorValue;?//傳感器數(shù)值
??char?Data[MSG_LEN];???//其它可能的數(shù)據(jù)承載
};

其中，軟件通信時(shí)序分為兩種模式：

1、Ctrl Mode

該模式由APP端發(fā)起，對(duì)于APP端來(lái)說(shuō)，APP端可以下發(fā)三種命令，分別是檢測(cè)、停止、返回，如下圖所示：

當(dāng)用戶在APP端按下檢測(cè)時(shí)，APP端會(huì)下發(fā)START命令，當(dāng)Controller接收到Iot端下發(fā)的指令時(shí)會(huì)將其轉(zhuǎn)發(fā)給Model模塊來(lái)控制傳感器進(jìn)行檢測(cè)，期間檢測(cè)過(guò)程中的設(shè)備狀態(tài)以及傳感器數(shù)值會(huì)進(jìn)行更新，檢測(cè)過(guò)程也可以通過(guò)下發(fā)停止來(lái)打斷；而返回則是根據(jù)當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)來(lái)返回到上一個(gè)檢測(cè)狀態(tài)；這一切是通過(guò)狀態(tài)模式來(lái)維護(hù)的，其狀態(tài)流程圖如下：

在程序中，該狀態(tài)流程圖是通過(guò)一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組來(lái)定義的：

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
};

切換狀態(tài)的過(guò)程是由DoSensorStatus來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

__IO?SensorState_t?CurState?=?IDLE;??//當(dāng)前狀態(tài)
__IO?SensorState_t?PrevState?=?IDLE;?//上一個(gè)狀態(tài)

SensorStateItem_t?*FindCurStateAndEvent(SensorState_t?CurState,?SensorEvent_t?Event)
{
????int?Index?=?0;
????//查狀態(tài)表
????for(Index?=?0;?Index?<?NR_MODEL(SensorStateTable);?Index++)
????{
????????if(SensorStateTable[Index].CurState?==?CurState?
????????????????&&?SensorStateTable[Index].Event?==?Event)??
????????????return?&SensorStateTable[Index];
????}

????return?NULL;
}
//執(zhí)行狀態(tài)機(jī)
int?DoSensorStatus(SensorEvent_t?Event)
{
????int?Ret?=?1;
????SensorStateItem_t?*Item;
????//根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)、事件找到狀態(tài)表中的那一項(xiàng)，取到那一項(xiàng)的地址
????Item?=?FindCurStateAndEvent(CurState,?Event);

????if?(!Item)
????????return?0;
????//保存上一個(gè)狀態(tài)
????PrevState?=?CurState;
????//切換到下一個(gè)狀態(tài)
????CurState?=?Item->NextSate;
????return?Ret;
};

2、Auto Report Mode

該模式是由設(shè)備端主動(dòng)定時(shí)上報(bào)給到APP端，如下圖所示：

檢測(cè)設(shè)備在沒有啟動(dòng)檢測(cè)功能時(shí)，設(shè)備端也會(huì)定時(shí)上報(bào)傳感器數(shù)值以及設(shè)備狀態(tài)；因此，Iot端能夠定時(shí)看到數(shù)據(jù)在不斷發(fā)生變化。

以上便是MCV框架與狀態(tài)模式最簡(jiǎn)單的應(yīng)用了。當(dāng)然，從上節(jié)我們就已經(jīng)知道，對(duì)于Controller和View而言，它的體現(xiàn)形式可以有很多種，它不局限于僅僅是Iot的形式，它也可以是由其它模塊來(lái)構(gòu)成；這部分待后續(xù)項(xiàng)目更新后上傳。

參考資料

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

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