一个java工程师的IOT入门之路04--类库、数据持久化

程序员文章站 2022-06-04 09:57:12

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一个java工程师的IOT入门之路–类库、数据持久化

书接上文

昨天已经hello world了，我们已经进入了嵌入式开发的世界。

发现问题

很多场景，需要将配置信息保存到板子上，即使断电也无妨。如何搞呢？

找答案

搜索发现：

arduino 的所有板子都内置有“电可擦可编程只读存储器”–一种掉电后数据不丢失的存储芯片。英文简称：EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)。以我手里的r3为例，就有1K的存储空间。
Arduino 提供了类库：EEPROM，实现将数据持久化到存储芯片中。
EEPROM API，只能将【字节型】的数据的存入EEPROM，也就是一次只能写入1个字节。如果要存储多个字节的数据类型，又需要怎么做呢？

实践

我今天要做的就是实现浮点型数据的存、取类库，如何写一个类库呢？
哈哈，官网有完美教程

我先根据教程实现了它的官方示例类库：Morse（让LED闪出SOS信号）。
再来实现我的类库，哈哈

技术方案选型

搜索到了一篇文章，文中介绍，用“共用体”可以方便实现浮点型数据的存、取；

了解一下技术概念

共用体：将几个不同（类型不同，但长度相同）的变量放到同一段内存中，共同占用这一段内存数据，使各变量的内存数据始终保持一致。

例如：一个float类型的数据，需要占用4个字节的存储空间。因此我们可以把一个float拆分为4个字节，然后逐字节的写入EEPROM，来达到保存float数据的目的。但是手动计算的话，比较麻烦。
这里我们使用共用体，通过其它数据结果，快捷的把float数据拆分为4个字节。

首先定义一个名为data的共用体结构，共用体中有两个类型不同的成员变量：

union data
 {
   float a;  // 浮点型，占用4个字节
   byte b[4];  // 字节型数组，占用4个字节。
   // 这两个类型的变量都是占用4个字节，
   // 且是相同的4个字节，所以能始终保持数据一致，
   // 其中一个变了，另一个也随之改变。
 };

再申明一个data类型的变量col：
```
data col;
```
现在你可以通过 col.a 访问这个共用体中的 float 类型成员 a，也可以通过 col.b 访问这个共用体中的 byte 类型成员 b。
col.a 和 col.b 共同占用四个字节的地址。
给 col.a 赋值后，通过 col.b 即可拆分 float 为4个字节。

好了，了解了“共同体”，我们来写这个类库吧。

首先定义.h文件（头文件）

写C的人对这个都很熟悉（写java的也不陌生，哈哈，毕竟我们初学编程语言时，也接触了C）；

FloatEepRom.h

    /**
     * FloatEepRom.h - Library for writing float data to EEPROM.
     * Created by Fick Song, Ma6 31, 2018.
     * For personal use.
     * 用于持久化/读取浮点型数据
     */
    #ifndef FloatEepRom_h
    #define FloatEepRom_h
    #include "Arduino.h"
    union FloatUnionData
    {
        float f;    // 浮点型，占用4个字节
        byte b[4];  // 字节型数组，占用4个字节。
    };
    class FloatEepRom
    {
        public:
            FloatEepRom(void);
            void writeFloat(int addr,float value);
            float readFloat(int addr);
    };

    #endif

接着是cpp文件

FloatEepRom.cpp

    /*
     * FloatEepRom.cpp - Library for flashing Morse code.
     * Created by Fick Song, May 31, 2018.
     * For testing Library creating.
     */

    #include "Arduino.h"
    #include "FloatEepRom.h"
    #include <EEPROM.h>

    FloatEepRom::FloatEepRom()
    {}

    void FloatEepRom::writeFloat(int addr,float value)
    {
        if((addr + 4) >= EEPROM.length()){
            return;
        }
        FloatUnionData data;
        data.f = value;
        for(int i=0;i<4;i++)
            EEPROM.update(addr + i, data.b[i]);
    }

    float FloatEepRom::readFloat(int addr)
    {
        if((addr + 4) >= EEPROM.length()){
            return 0.0;
        }
        FloatUnionData data;
        for(int i=0;i<4;i++){
            data.b[i]=EEPROM.read(addr + i);
        }
        return data.f;
    }

然后是keywords.txt文件

keywords.txt

    FloatEepRom KEYWORD1
    writeFloat  KEYWORD2
    readFloat   KEYWORD2

如果没有这个文件，在IDE里用我们的类库及方法时，不会有高亮提示，加了这个文件，就行了。
其中KEYWORD1表示，FloatEepRom是个类；
KEYWORD2表示，writeFloat，readFloat是方法，IDE就会根据规则高亮显示成黄色和灰色；
注意，文件中每一行中间是用制表符分隔的。不是空格。

将文件放入类库目录

先创建一个文件夹FloatEepRom（可以自定义文件夹的名字），将上述三个文件放进来；
将上述文件夹整体放入Arduino IDE的类库文件夹下，我的mac，目录是“/Users/xxx/Library/Arduino15/packages/arduino/hardware/avr/1.6.21/libraries”,
加到这个目录下，IDE会显示为“内置类库”；另外一个目录是“/Users/xxxx/Documents/Arduino/libraries”,这个目录是用户自定义类库的路径；

如果想找到内置类库目录，打开Arduino IDE软件，打开首选项页面，再根据配置文件所在目录往下找，就可以找到了。

点击配置文件，进入其所在目录

在往下找即可,直到libraries，即是放类库的地方。

OK了，类库已经完成了。重启IDE就能用它了。

2018.05.31