根深方能叶茂 在等待的日子里，刻苦读书，谦卑做人，养得深根，日后才能枝叶茂盛。 --Better(根爷)
之前我们已经谈到系统框架，之前谈到了定制自己功能的两部：添加模块和修改信息流。
鉴于信息流的重要性，我们在这里重新复习整理一下：看完之后你应该做到三点:
1、掌握uorb基本函数的使用
2、能够添加自己的uorb
3、尝试去探究一下uorb和mavlink
下面开始先复习第一部分，uorb的基本函数：
uORB(Micro Object Request Broker,微对象请求代理器)是PX4/Pixhawk系统中非常重要且关键的一个模块，它肩负了整个系统的数据传输任务，所有的传感器数据、GPS、PPM信号等都要从芯片获取后通过uORB进行传输到各个模块进行计算处理。实际上uORB是一套跨「进程」 的IPC通讯模块。在Pixhawk中， 所有的功能被独立以进程模块为单位进行实现并工作。而进程间的数据交互就由为重要，必须要能够符合实时、有序的特点。
Pixhawk使用的是NuttX实时ARM系统，uORB实际上是多个进程打开同一个设备文件，进程间通过此文件节点进行数据交互和共享。进程通过命名的「总线」交换的消息称之为「主题」(topic)，在Pixhawk 中，一个主题仅包含一种消息类型，通俗点就是数据类型。每个进程可以「订阅」或者「发布」主题，可以存在多个发布者，或者一个进程可以订阅多个主题，但是一条总线上始终只有一条消息。（注意一条总线上始终只有一条消息，后来的信息总会覆盖掉前面的消息）
应用层中操作基础飞行的应用之间都是隔离的，这样提供了一种安保模式，以确保基础操作独立的高级别系统状态的稳定性。而沟通它们的就是uORB。
下面是一些常用函数：
int orb_subscribe(const struct orb_metadata *meta)
功能：订阅主题（topic）;
说明：即使订阅的主题没有被公告，但是也能订阅成功；但是在这种情况下，却得不到数据，直到主题被公告；
这就是为什么发布数据之前需要先公告，公告相当于注册吧。在消息主题中，句柄用的很多，都是对句柄直接操作的。句柄的初始化是放在进程的初始化部分的。
参数：
meta:uORB元对象，可以认为是主题id；
返回值：
正确返回一个句柄，句柄是你自己定义的，初始化为-1，如int my_topic_sub=-1；
int my_topic_sub = orb_subscribe(ORB_ID(my_topic));
注意：订阅的句柄常常起名为_sub指的就是subscribe，看到不要以为是sub副的意思；而发布的主题，后缀常常是_pub是publish的意思。
int orb_set_interval(int handle, unsigned interval)
功能：设置订阅的最小时间间隔；
说明：如果设置了，则在这间隔内发布的数据将订阅不到；需要注意的是，设置后，第一次的数据订阅还是由起初设置的频率来获取。handle句柄，订阅主题返回的句柄，interval间隔时间，系统常设置的是33ms，就是30hz的更新频率。
订阅了消息主题，如何检查数据更新了吗？下面就是两种方式，区别自己比较吧，之前我提到过。
int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)
功能：监控文件描述符（多个）；
说明：timeout就是最大阻塞这么长时间等待你的数据，因为我不可能一直等你，那样岂不是什么也干不了，所以限制一个时间，就等这么常时间。返回为0那就是时间都用完了也没等到数据，>0就是时间内拿到了数据，<0那就是出错了，看到没有返回的是拿到你数据时我还剩多少阻塞时间。
输入：
fds:struct pollfd结构类型的数组，进程可以同时等待很多个主题数据，当有数据更新时，判断一下是谁
nfds:用于标记数组fds中的结构体元素的总数量；
timeout:是poll函数调用阻塞的时间，单位：毫秒；
返回值：
>0：阻塞时间内拿到了数据；
==0:抱歉时间都用完了，也没能拿到数据;
-1:poll函数调用失败；
int orb_check(int handle, bool *updated)
功能：检查一个主题数据有没有更新，更新了updated会被设置为true。但一旦调用ob_copy来接收、处理过后，updated会被自动设置为false，所以这种方式数据只能被第一个人检测到，后面人再检测到时updated已经是fals。
两种方式检查到数据已经更新了，怎么取出，怎么使用？
int orb_copy(const struct orb_metadata *meta, int handle, void *buffer)
功能：从订阅的主题中获取数据并将数据保存到buffer中。meta消息的ID，handle句柄，哪个句柄，你订阅时返回的句柄，从消息中拷贝数据放到buffer中。buffer是自己消息的数据结构类型自己定义的。例：sensor_combined_s raw ；orb_copy(ORB_ID(sensor_combined), sensor_sub_fd, &raw);
前面说的都是订阅，那么怎么发布？
orb_advert_t orb_advertise(const struct orb_metadata *meta, const void *data)
功能：先公告主题，相当于注册，只要一次就行了。meta公告的消息ID，data公告的原始数据。
说明：在发布主题之前是必须的；否则订阅者虽然能订阅，但是得不到数据；
int orb_publish(const struct orb_metadata *meta, orb_advert_t handle, const void *data)
功能：公告之后就可以发布主题数据。meta公告的消息ID，handle公告返回的句柄，这个句柄初始化为null，data发布的数据，要发布什么数据，自己填充。
至于使用例程自己去官网看吧，例程很多。
2、能够添加自己的uorb
下面讲第二个问题，如何添加自己的主题。
1）在msg/下仿照其他文件，写自己的主题内容，msg的名字就是你消息主题的名字
2）在cmakelist中添加你的msg文件名
之后再编译，就会在build/src/moudle/uorb/topic中有你自定义的主题.h文件。看看里面的内容是不是和你自定义的msg内容一样，还给你生成了主题的数据结构。当使用这个主题时，#include你的主题就可以使用它了。
3、探究一下uorb和mavlink
Mavlink是目前最常见的无人机飞控协议之一。PX4对Mavlink协议提供了良好的原生支持。该协议既可以用于地面站(GCS)对无人机(UAV)的控制，也可用于UAV对GCS的信息反馈。其飞控场景一般是这样的：
a) 手工飞控：GCS -> (MavLink) -> UAV
b) 信息采集：GCS <- (Mavlink) <- UAV
c) 自治飞控：User App -> (MavLink) -> UAV
也就是说，如果你想实现地面站控制飞行，那么由你的地面站使用Mavlink协议，通过射频信道(或 wifi etc.)给无人机发送控制指令就可以了。如果你想实现无人机自主飞行，那么就由你自己写的应用（运行在无人机系统上）使用Mavlink协议给无人机发送本地的控制指令就可以了。
然而，为实现飞控架构的灵活性，避免对底层实现细节的依赖，在PX4中，并不鼓励开发者在自定义飞控程序中直接使用Mavlink，而是鼓励开发者使用一种名为uORB((Micro Object Request Broker，微对象请求代理)的消息机制。其实uORB在概念上等同于posix里面的命名管道(named pipe)，它本质上是一种进程间通信机制。由于PX4实际使用的是NuttX实时ARM系统，因此uORB实际上相当于是多个进程（驱动级模块）打开同一个设备文件，多个进程（驱动级模块）通过此文件节点进行数据交互和共享。
在uORB机制中，交换的消息被称之为topic，一个topic仅包含一种message类型（即数据结构）。每个进程（或驱动模块）均可“订阅”或“发布”多个topic，一个topic可以存在多个发布者，而且一个订阅者可也订阅多个topic。而正因为有了uORB机制的存在，上述飞控场景变成了：
a) 手工飞控：GCS -> (MavLink) -> (uORB topic) -> UAV
b) 信息采集：GCS <- (Mavlink) <- (uORB topic) <- UAV
c) 自治飞控：User App -> (uORB topic) -> (MavLink) -> UAV
有了以上背景基础，便可以自写飞控逻辑了，仅需在PX4源码中，添加一个自定义module，然后使用uORB订阅相关信息（如传感器消息等），并发布相关控制信息（如飞行模式控制消息等）即可。
最后值得一提的是，在PX4系统中，还提供了一个名为mavlink的专用module，源码在firmware的src/modules/mavlink中，这货与linux的控制台命令工具集相当相似，其既可以作为ntt控制台下的命令使用，又可作为系统模块加载后台运行。其所实现的功能包括：1）uORB消息解析，将uORB消息实际翻译为具体的Mavlink底层指令，或反之。2）通过serial/射频通信接口获取或发送Mavlink消息，既考虑到了用户自写程序的开发模式，也适用于类似linux的脚本工具链开发模式，使用起来很灵活。
4、还可以通过mavlink修改信息流，地面站就是走这个，这个有时间再整理。
