什麼是 eProsima Micro XRCE-DDS？

 

🔍 一、什麼是 eProsima Micro XRCE-DDS？

名稱	說明
XRCE-DDS	eXtremely Resource Constrained Environment DDS，是 OMG DDS 的子協定
用途	讓微控制器（如 STM32）這種資源有限的裝置，也能參與 DDS 資料流（如 ROS 2 中使用的 DDS）
架構	採用 Client / Agent 模式，Client 跑在 MCU，Agent 跑在主機/樹莓派等具備 ROS 2 的系統上

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🧱 二、Micro XRCE-DDS 的組成

📦 Micro XRCE-DDS Client（你在 STM32 上運行的程式）

• 小巧輕便、可裁剪（可用 CMake 調整功能）

• 透過序列埠（Serial）或網路（UDP）向 Agent 發送請求

• 可執行的操作：

  • 建立 DDS Participant

  • 建立 Publisher / Subscriber

  • 傳送 topic 訊息 / 接收 topic 資料

📦 Micro XRCE-DDS Agent（跑在 PC / Linux 的「轉譯伺服器」）

• 接收 Client 送來的請求

• 幫 Client 在 DDS 中建立實體，如：

  • Participant

  • Publisher、Subscriber

  • Topic

• 是 ROS 2 和 micro-ROS 中的「中介者」

💬 支援的傳輸方式：

傳輸協定	是否支援
Serial（UART） ✅
UDPv4 / UDPv6 ✅
TCPv4 / TCPv6 ✅
自訂 Transport ✅

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🔄 三、資料流程概念圖

text
┌─────────────┐       UART / UDP        ┌─────────────┐       DDS Middleware       ┌──────────────┐
│ STM32 Client│ ─────────────────────▶ │ micro-ROS   │ ────────────────────────▶ │ ROS 2 Nodes  │
│ (micro-ROS) │                         │ Agent       │                            │              │
└─────────────┘     XRCE-DDS 協定       └─────────────┘                            └──────────────┘

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⚙️ 四、如何應用在 RRC 控制板

✅ 對應情境：

動作	XRCE-DDS 對應機制
接收 /cmd_vel 指令控制馬達	create_subscriber("cmd_vel")
回傳 IMU 資料、馬達速度	create_publisher("imu/data")
傳輸通道	UART (/dev/ttyACM0)
傳送格式	DDS-XRCE 編碼封包

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🚀 五、實作指引關鍵工具

1. 使用 micro-ROS build system

快速產生 firmware：

bash
ros2 run micro_ros_setup create_firmware_ws.sh freertos stm32f4

2. 編譯與部署

bash
ros2 run micro_ros_setup configure_firmware.sh int32_publisher
ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh
st-flash write build/micro_ros_firmware.elf 0x8000000

3. 啟動 Agent

bash
ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent serial --dev /dev/ttyACM0

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🧰 六、學習資源與官方手冊

資源名稱	連結
🔗 Start Page	https://micro-xrce-dds.readthedocs.io
🔗 GitHub Repo	https://github.com/eProsima/Micro-XRCE-DDS
🔗 ROS 2 Integration Docs	https://micro.ros.org/docs
📘 DDS 標準定義（XRCE）	OMG XRCE-DDS

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📣 小結

• 🧠 Micro XRCE-DDS 是 micro-ROS 與 ROS 2 的資料橋梁，幫助資源受限的 STM32 類裝置參與 ROS 通訊

• ⚙️ Client 在 MCU 上運行，Agent 在 ROS 主機上作為代理

• 🔌 你在 RRC 上跑的 micro-ROS，實際上就是透過 XRCE-DDS 與 ROS 網路互動

/* === app.c === */

#include <rcl/rcl.h>

#include <rclc/rclc.h>

#include <rclc/executor.h>

#include <geometry_msgs/msg/twist.h>

#include "differential_chassis.h"

rcl_subscription_t cmd_vel_sub;

geometry_msgs__msg__Twist cmd_vel_msg;

void cmd_vel_callback(const void * msgin) {

    const geometry_msgs__msg__Twist * msg = (const geometry_msgs__msg__Twist *)msgin;

    float linear = msg->linear.x;

    float angular = msg->angular.z;

    diff_chassis_move(linear * 1000, 0, angular * 1000); // RRC 控制函式

}

void appMain(void * arg) {

    rcl_allocator_t allocator = rcl_get_default_allocator();

    rclc_support_t support;

    rcl_node_t node;

    rclc_executor_t executor;

    rclc_support_init(&support, 0, NULL, &allocator);

    rcl_node_init_default(&node, "rrc_chassis_node", "", &support);

    rcl_subscription_init_default(

        &cmd_vel_sub,

        &node,

        ROSIDL_GET_MSG_TYPE_SUPPORT(geometry_msgs, msg, Twist),

        "cmd_vel");

    rclc_executor_init(&executor, &support.context, 1, &allocator);

    rclc_executor_add_subscription(&executor, &cmd_vel_sub, &cmd_vel_msg, &cmd_vel_callback, ON_NEW_DATA);

    while (1) {

        rclc_executor_spin_some(&executor, RCL_MS_TO_NS(10));

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));

    }

}