[网络协议]Ubuntu18.04 ROS tcp/ip通信实现

Ubuntu18.04 ROS tcp/ip Server通信实现

此小节介绍tcp/ip Server接收数据，并将截取到底信息通过话题方式发布出去。下一节介绍Ubuntu18.04 ROS tcp/ip client通信实现。 后续介绍Android与Ubuntu的网络通信，通过Android与工控机配合实现车辆遥控操作。

测试过程和效果

测试平台为Ubuntu18.04 与Windows系统上的网络调试助手进行通信测试，调试助手采用的有人科技的USR-TCP232-Test-V1.3。
测试过程为：
1.保证两台电脑在同一个网络下，并查看Ubuntu的本机IP，在设置->wifi->中可查看，如下图，192.168.x.xxx，为本机IP。

2. 相互ping另外一台电脑的ip，通则说明两台电脑在同一网络下连接成功。windows打开网络串口助手可自动获取本机IP。如下图。如何ping失败请查看防护墙是否关闭。
   
   ping成功的图片如下
   Windows
   
   Ubuntu
   
   3 通信效果测试，首先Ubuntu运行roscore，然后启动服务器节点，然后打开网络调试助手，输入服务器IP，通信成功的截图如下：
   
   

ROS工作区间和功能包的创建

ROS工作区间和功能包的创建网上资料比较多，这里简单说明。其中使用RoboWare Studio,这个过程变的更简单。

#创建工作空间
mkdir catkin_ws #区间名称
cd catkin_ws 
mkdir src #创建代码空间
cd src
catkin_init_workspace #初始化位ROS工作空间
cd ..
catkin_make
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

#创建功能包
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg ros_socket std_msgs rospy roscpp
#创建通信节点
#在src目录下打开终端
touch server_node.cpp
#在CMakeLists.txt中添加以下
add_executable(server_node
  srcrver_node.cpp
)
add_dependencies(server_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
target_link_libraries(server_node
  ${catkin_LIBRARIES}
)

``

ROS tcp/ip Server的实现代码

包括以下步骤
1.创建一个socket
2.准备通讯地址（必须是服务器的）也就算是本机的IP
3.bind()绑定
4.监听客户端listen()函数
5.等待客户端的连接accept()，返回用于交互的socket描述符
程序注释的比较清楚，不在多说了。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<iostream>
#include <ros/ros.h>
#include "navgation_pack/androidyaokong.h"

using namespace std;

navgation_pack::androidyaokong wangluo;

int main(int argc, char** argv)
{
    ros::init(argc, argv, "server_port");
    //创建句柄（虽然后面没用到这个句柄，但如果不创建，运行时进程会出错）
    ros::NodeHandle n;

    ros::Publisher tcp_jie =n.advertise<navgation_pack::androidyaokong>("/android_para", 100);

    //1.创建一个socket
    int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socket_fd == -1)
    {
        cout << "socket 创建失败： "<< endl;
        exit(1);
    }
    //2.准备通讯地址（必须是服务器的）192.168.181.22是本机的IP
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(1024);//将一个无符号短整型的主机数值转换为网络字节顺序，即大尾顺序(big-endian)
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.113");//net_addr方法可以转化字符串，主要用来将一个十进制的数转化为二进制的数，用途多于ipv4的IP转化。
    //3.bind()绑定
    //参数一：0的返回值（socket_fd）
    //参数二：(struct sockaddr*)&addr 前面结构体，即地址
    //参数三: addr结构体的长度
    int res = bind(socket_fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    if (res == -1)
    {
        cout << "bind创建失败： " << endl;
        exit(-1);
    }
    cout << "bind ok 等待客户端的连接" << endl;
    //4.监听客户端listen()函数
    //参数二：进程上限，一般小于30
    listen(socket_fd,30);
    //5.等待客户端的连接accept()，返回用于交互的socket描述符
    struct sockaddr_in client;
    socklen_t len = sizeof(client);
    int fd = accept(socket_fd,(struct sockaddr*)&client,&len);
    if (fd == -1)
    {
        cout << "accept错误\n" << endl;
        exit(-1);
    }
    //6.使用第5步返回socket描述符，进行读写通信。
    char *ip = inet_ntoa(client.sin_addr);
    cout << "客户： 【" << ip << "】连接成功" << endl;
  
    write(fd, " Welcome to visit ", 17);
    char buffer[255]={};

    ros::Rate loop_rate(50);
   while (ros::ok()) 
   {
       int size = read(fd, buffer, sizeof(buffer));//通过fd与客户端联系在一起,返回接收到的字节数
    //第一个参数：accept 返回的文件描述符
    //第二个参数：存放读取的内容
    //第三个参数：内容的大小
        if (size>=1) //接受到数据进行处理
        {
        //   cout << "接收到字节数为： " << size << endl;
        //    cout << "内容： " << buffer << endl;
            string jieshou = buffer;
            string jieshou_chuli = jieshou.substr(0,3);

            string qia = "qia";
            string hou = "hou";
            string zuo = "zuo";
            string you = "you";
            string tin = "tin";

            //   cout << jieshou_chuli << endl;
             cout << jieshou << endl;
            if (strcmp(jieshou_chuli.c_str(),qia.c_str())==0)//判断接受到的字符串是否相同
            {
                string jieshou_p = jieshou.substr(7,1);//截取字符串
                int q = atoi(jieshou_p.c_str());
                wangluo.qianjin = q ;
                cout << jieshou_p<<"qian    "<< q << endl;
            }

            if (strcmp(jieshou_chuli.c_str(),hou.c_str())==0)
            {
                string jieshou_p = jieshou.substr(6,1);
                int q = atoi(jieshou_p.c_str());
                wangluo.houtui = q ;
                wangluo.qianjin = 0 ;
                cout << jieshou_p<<"hou    "<< q << endl;
            }

                if (strcmp(jieshou_chuli.c_str(),zuo.c_str())==0)
            {
                string jieshou_p = jieshou.substr(8,1);
                int q = atoi(jieshou_p.c_str());
                wangluo.zuozhuan = q ;
                wangluo.youzhang = 0;
                cout << jieshou_p<<" zuo   "<< q << endl;
            }

                if (strcmp(jieshou_chuli.c_str(),you.c_str())==0)
            {
                string jieshou_p = jieshou.substr(8,1);
                int q = atoi(jieshou_p.c_str());
                wangluo.youzhang = q ;
                wangluo.zuozhuan = 0;
                cout << jieshou_p<<"you    "<< q << endl;
            }

                if (strcmp(jieshou_chuli.c_str(),tin.c_str())==0)
            {
                string jieshou_p = jieshou.substr(7,1);
                int q = atoi(jieshou_p.c_str());
            //     wangluo.qianjin = 0 ;
                wangluo.houtui = 0 ;
                wangluo.zuozhuan = 0 ;                  
                wangluo.tingzhi = 0 ;
                wangluo.youzhang = 0 ;
                cout << jieshou_p<<"tin    "<< q << endl;
            }

                 tcp_jie.publish(wangluo);

        }
                ros::spinOnce(); 
                loop_rate.sleep(); 
     }
        
    //7.关闭sockfd
    close(fd);
    close(socket_fd);
    return 0;
}

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