パケットデータは種別によってデータ構造が違いますが、様々な種類のパケットを一元管理するための基底クラスです。

class TwePacket;
typedef std::shared_ptr<TwePacket> spTwePacket;

spTwePacket はメモリ管理のためのスマートポインタです。std::shared_ptrを用いています。

TwePacketクラスは、パケットデータのパケット種別の管理を行います。また、パケットデータの解釈を行うための仮想関数parse()メソッドを定義しています。パケット特有のデータ構造に基づく解釈やデータの保存等の取り扱いは、派生クラスに実装します。

メソッド

TwePacket() - コンストラクタ

TwePacket(E_PKT ptyp = E_PKT::PKT_ERROR)

デフォルトでは、未解釈状態として E_PKT::PKT_ERROR で初期化します。

~TwePacket() - デストラクタ

virtual ~TwePacket()

get_type()

E_PKT get_type()

パケットの種別をE_PKT型で返します。

parse()

virtual E_PKT parse(uint8_t* p, uint8_t u8len)

パケットデータのバイト列を与えて、パケットデータを解釈する。

派生クラスで、そのパケットに対応するデータ構造を解釈するための実装を行います。

戻り値は E_PKT型 で、成功時は解釈されたパケット種別を、エラー時に E_PKT::PKT_ERROR を返します。

パケットデータのバイト列を入力として、パケットの種別を判定します。また既に生成済みのspTwePacketオブジェクトの種別を返します。戻り値はE_PKTです。

E_PKT identify_packet_type(uint8_t* p, uint8_t u8len)
E_PKT identify_packet_type(SmplBuf_Byte& sbuff)

E_PKT identify_packet_type(spTwePacket& sp)

パケットデータのバイト列を入力として、パケット種別の判定と、種別に応じたspTwePacketオブジェクトを生成します。

spTwePacket newTwePacket(
		uint8_t* p,
		uint8_t u8len,
		E_PKT eType = E_PKT::PKT_ERROR)

spTwePacket newTwePacket(
		TWEUTILS::SmplBuf_Byte& sbuff,
		E_PKT eType = E_PKT::PKT_ERROR)

事前にidentify_packet_type()を用いてパケットの種別E_PKTが特定できている場合はeTypeを与えます。

戻り値はspTwePacketです。

本関数はspTwePacketオブジェクトをTwePacket&として参照します。

TwePacket& refTwePacket(spTwePacket& p)

//例
  auto&& pkt = newTwePacket(p, len); // パケットの生成
  
  if (refTwePacket(pkt).get_type() == E_PKT::PKT_TWELITE) {
    // App_Twelite の処理
  }

書式を解釈して得られたデータ列は、受信したパケット情報が含まれます。ここでは、このデータ列のことをパケットデータと呼びます。

パケットデータはTwePacketクラスで表現されます。TwePacketクラスのデータを解釈することで、その種別を判定し、各アプリケーションや接続ハードウェアに応じたデータ構造となります。TwePacketクラスは基底クラスでさらにパケット種別ごとの派生クラスとなります。

このオブジェクトは無線パケットのデータ量に準じたメモリ領域を消費し、また、アプリケーションでは多数のパケットを保持することも考えられます。メモリ管理を簡略化するためTwePacketをスマートポインタstd:shared_ptr<TwePacket>にて管理します。このスマートポインタをspTwePacketにtypedefしています。

以下に、TWELITE PALのパケットデータの場合のクラス関係を示します。TwePacketPalの基底クラスの一つDataPalはTWELITE PAL特有のデータを格納しています。TWELITE PALには、さらに接続されるセンサーパルによって格納すべきデータが異なります。TwePacketPalからさらにPalAmbやPalMotを生成します。例えばPalAmbには温室センサーの値や照度センサーの値が格納されます。このTwePacketPalをスマートポインタspTwePacketという形に生成するのがnewTwePacket()です。

    [spTwePacket] ←(生成)- newTwePacket()
          ◆ 
          ｜(shared_ptr)
          ｜
      [TwePacket]    [DataPal]
              ↑        ↑
            [TwePacketPal] -(生成)-> [PalAmb], [PalMot], ...

spTwePacket型はスマートポインタですので、オブジェクトのコピー渡しによる記述を行うことで、コピーのオーバーヘッドを最小にしつつ、メモリーの管理を自動化できます。以下の例はパケットの履歴を管理する単純なクラスです。

struct _pkt_hist {
	spTwePacket _pkt[16]; // パケットの履歴
	int _i;

	_pkt_hist() : _i(-1), _pkt{} {}
	void add_entry(spTwePacket p) { _pkt[++_i & 0xF] = p; }
	spTwePacket get_entry(int i) { return _pkt[(i + _i) & 0xF]; }
} pkt_hist;

void loop() {
  spTwePacket pkt, pkt_last;
  
  // 新たなパケットオブジェクト
  pkt = newTwePacket(p, len);
  pkt_hist.add_entry(pkt); // 履歴に保存する

  // ひとつ前のパケットオブジェクト
  pkt_last = pkt_hist.get_entry(-1);
}

TwePacketTweliteクラスは、標準アプリApp_Tweliteの0x81コマンドを解釈したものです。

class TwePacketTwelite : public TwePacket, public DataTwelite { ... };

パケットデータ内の諸情報はparse()実行後にDataTweliteに格納されます。

spTwePacketからの参照

TwePacketTwelite& refTwePacketTwelite(spTwePacket& p)

spTwePacketオブジェクトからTwePacketTweliteオブジェクトを参照します。spTwePacketにTwePacketTwelite以外が格納されている場合は、未解釈のオブジェクトを戻します。

実行例

if (parse_ascii) { // アスキー形式のパーサーの解釈完了
  if (identify_packet_type(parse_ascii.get_payload()) == E_PKT::PKT_TWELITE) {
    auto&& pkt = newTwePacket(parse_ascii.get_payload(), E_PKT::PKT_TWELITE);
    
    if (pkt == E_PKT::PKT_TWELITE) { // パケット解釈成功時
      auto&& x = refTwePacketTwelite(pkt);
      
  		the_screen // LCDスクリーン上のターミナルに情報を表示
  				<< printfmt(":Lq=%d:Ad=%08X", x.u8lqi, x.u32addr_src)
  				<< printfmt(":ID=%02X", x.u8addr_src)
  				<< printfmt(":DI=%04b", x.DI_mask)
  				;
    }
  }
}

以下のパケットに対応します。

PALの各センサーのデータ構造体はすべてPalBaseを継承します。センサーデータの格納状況u32StoredMaskとモジュール電源電圧u16Voltの情報が含まれます。

派生構造体に定義されるSTORE_COMP_MASKとu32StoreMaskが一致すれば、全てのセンサーのデータが適切に解釈され、格納されていることになります。

下記のPAL基板に対応します。

TwePacketPalクラスは、TWELITE PALのパケットデータを解釈したものです。このクラスはTWELITE PAL（センサーデータなど上り方向）共通に取り扱います。

PAL共通データはに定義されています。

PALの各センサー基板特有のデータを取り出すためのジェネレータ関数を用意しています。

spTwePacketからの参照

spTwePacketオブジェクトからTwePacketPalオブジェクトを参照します。spTwePacketにTwePacketPal以外が格納されている場合は、未解釈のオブジェクトを戻します。

実行例

ジェネレータ関数

センサーPALの各種データを取り出すためのジェネレータ関数です。

get_PalMag()

get_PalAmb()

get_PalMot()

PALは接続されるセンサーなどによってパケットデータ構造が異なりますが、DataPalでは共通部のデータ構造を保持します。

PALのパケットデータ構造は大まかに２つのブロックからなり、全てのPAL共通部と個別のデータ部になります。個別のデータ部は、パケットの解釈を行わずそのまま格納しています。取り扱いを単純化するため32バイトを超えるデータは動的に確保するuptr_snsdataに格納します。

個別のデータ部は、PalBaseをベースクラスに持つ構造体に格納されます。この構造体は、TwePacketPalに定義されるジェネレータ関数により生成されます。

TwePacketTweliteのデータ部分。

struct PalMot : public PalBase {
	const uint8_t U8VARS_CT = 17; // センサー数
	const uint32_t STORE_COMP_MASK = 3; // 電圧と加速度サンプル１あればコンプとする

	uint8_t u8samples; // 格納サンプル数
	int16_t i16X[16];  // X軸 (ミリG)
	int16_t i16Y[16];  // Y軸
	int16_t i16Z[16];  // Z軸
};

※ 各サンプルの連続性を確認するには、パケットのシーケンス番号の抜けが無いことを確認してください。