Hi~各位小伙伴们，距离 DIY 项目的发布已经有一周的时间了，第一周的任务已经完成了吗？会不会遇到了问题无从下手？没关系，这篇文章很好的解决了大家的困惑，一起来看看吧。
1. 第一周任务回顾
我们来回顾一下第一周安排的任务：
1、正确读取 ds18b20 温度数据
2、了解 RT-Thread 的 Sensor 框架，并将 ds18b20 对接到 Sensor 框架上
3、了解线程的使用，创建一个线程，在线程中读取温度数据，并通过FinSH控制台实时打印出来
希望大家可以到，RT-Thread官方论坛的DIY综合交流区，把自己的项目进度也同步上来哦：https://www.rt-thread.org/qa/forum-17-1.html （请复制至外部浏览器打开）
上述任务的重点，并不是把温度读取到就好了的，重点在于如何将 ds18b20 对接到 RT-Thread 的 Sensor 框架上去。
Sensor 是物联网重要的一部分，“Sensor 之于物联网”相当于“眼睛之于人类”。人没有眼睛就看不到这大千的花花世界，物联网没有了 Sensor 更是不能感知这变化万千的世界。
现在，为物联网开发的 Sensor 已经很多了，不同的传感器厂商、不同的传感器都需要配套自己独有的驱动才能运转起来，这样在开发应用程序的时候就需要针对不同的传感器做适配，自然加大了开发难度。为了降低应用开发的难度，增加传感器驱动的可复用性，我们设计了 Sensor 驱动框架。
Sensor 驱动框架的作用是：为上层提供统一的操作接口，提高上层代码的可重用性；简化底层驱动开发的难度，只要实现简单的 ops(operations: 操作命令) 就可以将传感器注册到系统上。
本次 DIY 活动，以 ds18b20 温度传感器为例子，教大家如何正确使用 Sensor 框架。
2. Sensor 框架介绍
Sensor 框架的整体框架图如上。它为上层提供的是标准 device 接口 open/close/read/write/control，这些接口与上层用户程序对接，为底层驱动提供的是简单的 ops(operations: 操作命令)接口：fetch_data/control，这两个接口对接具体硬件的底层驱动。除此之外，Sensor 框架还支持 module(模块)，为底层存在耦合的传感器设备提供服务，如果，ds18b20 的底层不存在耦合，此处不需要用到 module。
Sensor 框架更多的介绍在 RT-Thread 的文档中心已有详细说明，这里不过多赘述，🔗链接：https://www.rt-thread.org/document/site/development-guide/sensor/sensor_driver/
3. Sensor 框架的使用
看完文档中心的 Sensor 介绍后，相信大伙儿已经对这个框架有了一定的了解。有的小伙伴是不是早就按耐不住想要跃跃欲试将传感器对接到 Sensor 框架上？这里以 ds18b20 温度传感器为例子。
Sensor 框架的使用分两个步骤：ops 接口对接、传感器设备注册。
3.1 ops 接口对接
我们知道，Sensor 框架的接口分为上层接口和底层接口两种。将 ds18b20 的底层驱动对接到框架上，其实对接就是 Sensor 框架的底层接口，具体的，是底层的 ops 接口。
我们在 RT-Thread 源码中可以找到 Sensor 框架的源码，源码路径为：rt-thread\components\drivers\sensors，在 sensor.h 文件中，我们可以找到对 ops 接口的定义，有两个函数指针，fetch_data 和 contorl。
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1struct rt_sensor_ops
2{
3 rt_size_t (*fetch_data)(struct rt_sensor_device *sensor, void *buf, rt_size_t len);
4 rt_err_t (*control)(struct rt_sensor_device *sensor, int cmd, void *arg);
5};fetch_data 作用是获取传感器数据，control 作用是通过控制命令控制传感器，ds18b20 并不支持 control，我们只需要实现 fetch_data 就好了。
Sensor 框架当前默认支持轮询(RT_DEVICE_FLAG_RDONLY)、中断(RT_DEVICE_FLAG_INT_RX)、FIFO(RT_DEVICE_FLAG_FIFO_RX) 这三种打开方式。需要在这里判断传感器的工作模式，然后再根据不同的模式返回传感器数据。我们以轮询的方式读取 ds18b20 的温度数据，那么 fetch_data 的实现如下：
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1static rt_size_t ds18b20_fetch_data(struct rt_sensor_device *sensor, void *buf, rt_size_t len)
2{
3 RT_ASSERT(buf);
4
5 if (sensor->config.mode == RT_SENSOR_MODE_POLLING)
6 {
7 return _ds18b20_polling_get_data(sensor, buf);
8 }
9 else
10 return 0;
11}具体的，_ds18b20_polling_get_data(sensor, buf) 的实现如下，其中，ds18b20_get_temperature 函数就是 ds18b20 温度传感器底层驱动的获取温度的函数。
1static rt_size_t _ds18b20_polling_get_data(rt_sensor_t sensor, struct rt_sensor_data *data)
2{
3 rt_int32_t temperature_x10;
4 if (sensor->info.type == RT_SENSOR_CLASS_TEMP)
5 {
6 temperature_x10 = ds18b20_get_temperature((rt_base_t)sensor->config.intf.user_data);
7 data->data.temp = temperature_x10;
8 data->timestamp = rt_sensor_get_ts();
9 }
10 return 1;
11}因为不需要 control，我们直接让 control 返回 RT_EOK 即可
1static rt_err_t ds18b20_control(struct rt_sensor_device *sensor, int cmd, void *args)
2{
3 rt_err_t result = RT_EOK;
4
5 return result;
6}
这样，我们的 ops 函数就写好了。然后，需要实现一个设备接口的结构体 ops 存储上面的接口函数：
1static struct rt_sensor_ops sensor_ops =
2{
3 ds18b20_fetch_data,
4 ds18b20_control
5};这样一来， ops 接口就对接成功了。
3.2 传感器设备注册
完成 Sensor 的 ops 的对接之后还要注册一个 Sensor 设备，这样上层才能找到这个传感器设备，进而进行控制。
设备的注册一共需要下面几步：
1、创建一个 rt_sensor_t 的结构体指针
2、为结构体分配内存
3、完成相关初始化
具体的，放到 ds18b20 上面来，具体实现如下：
1int rt_hw_ds18b20_init(const char *name, struct rt_sensor_config *cfg)
2{
3 rt_int8_t result;
4 rt_sensor_t sensor_temp = RT_NULL;
5
6 if (!ds18b20_init((rt_base_t)cfg->intf.user_data))
7 {
8 /* temperature sensor register */
9 sensor_temp = rt_calloc(1, sizeof(struct rt_sensor_device));
10 if (sensor_temp == RT_NULL)
11 return -1;
12
13 sensor_temp->info.type = RT_SENSOR_CLASS_TEMP;
14 sensor_temp->info.vendor = RT_SENSOR_VENDOR_DALLAS;
15 sensor_temp->info.model = "ds18b20";
16 sensor_temp->info.unit = RT_SENSOR_UNIT_DCELSIUS;
17 sensor_temp->info.intf_type = RT_SENSOR_INTF_ONEWIRE;
18 sensor_temp->info.range_max = SENSOR_TEMP_RANGE_MAX;
19 sensor_temp->info.range_min = SENSOR_TEMP_RANGE_MIN;
20 sensor_temp->info.period_min = 5;
21
22 rt_memcpy(&sensor_temp->config, cfg, sizeof(struct rt_sensor_config));
23 sensor_temp->ops = &sensor_ops;
24
25 result = rt_hw_sensor_register(sensor_temp, name, RT_DEVICE_FLAG_RDONLY, RT_NULL);
26 if (result != RT_EOK)
27 {
28 LOG_E("device register err code: %d", result);
29 goto __exit;
30 }
31
32 }
33 return RT_EOK;
34
35__exit:
36 if (sensor_temp)
37 rt_free(sensor_temp);
38 return -RT_ERROR;
39}我们来解读一下。
传感器设备注册的第一步：创建一个 rt_sensor_t 的结构体指针，上述代码中是这么实现的：
1rt_sensor_t sensor_temp = RT_NULL;传感器设备注册的第二步：为结构体分配内存，上述代码中是这么实现的：
1sensor_temp = rt_calloc(1, sizeof(struct rt_sensor_device));
2if (sensor_temp == RT_NULL)
3 return -1;
传感器设备注册的第三步：完成相关初始化，上述代码中是这么实现的：
1sensor_temp->info.type = RT_SENSOR_CLASS_TEMP;
2sensor_temp->info.vendor = RT_SENSOR_VENDOR_DALLAS;
3sensor_temp->info.model = "ds18b20";
4sensor_temp->info.unit = RT_SENSOR_UNIT_DCELSIUS;
5sensor_temp->info.intf_type = RT_SENSOR_INTF_ONEWIRE;
6sensor_temp->info.range_max = SENSOR_TEMP_RANGE_MAX;
7sensor_temp->info.range_min = SENSOR_TEMP_RANGE_MIN;
8sensor_temp->info.period_min = 5;
9
10rt_memcpy(&sensor_temp->config, cfg, sizeof(struct rt_sensor_config));
11sensor_temp->ops = &sensor_ops;
传感器设备注册的三个步骤完成之后，就可以放心大胆地注册传感器设备了，上述代码中是这么实现的：
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1rt_hw_sensor_register(sensor_temp, name, RT_DEVICE_FLAG_RDONLY, RT_NULL);
上述的“ops 接口对接”和“传感器设备注册”两个工作完成后，就可以通过 Sensor 框架中的上层接口 open/close/read/write/control，对 ds18b20 进行操作了。
先不着急，我们在 FinSH 中输入 list_device 命令查看 ds18b20 温度传感器是否真的已经被注册上去了：
哇！成功将 ds18b20 注册成传感器设备了，可喜可贺！！！
传感器驱动对接 Sensor 框架的操作中的更多细节，请在 RT-Thread 的文档中心中：https://www.rt-thread.org/document/site/development-guide/sensor/sensor_driver_development/ (复制至外部浏览器打开）
4. 在线程中读取温度数据
我们通过一个线程，去实时获取 ds18b20 的温度数据。
线程的基本操作有：创建/初始化( rt_thread_create/rt_thread_init)、启动(rt_thread_startup)、运行(rt_thread_delay/rt_thread_control)、删除/脱离(rt_thread_delete/rt_thread_detach)。
之前我们已经将 ds18b20 对接到 ops 接口并成功注册成传感器设备了，接下来就可以利用 Sensor 框架的上层接口 open/close/read/write/control 对 ds18b20 进行操作了。
在 main 函数中创建一个读取 ds18b20 温度数据的线程并启动它，线程入口函数是 read_temp_entry：
1rt_thread_t ds18b20_thread, led_thread;
2
3ds18b20_thread = rt_thread_create("18b20tem",
4 read_temp_entry,
5 "temp_ds18b20",
6 512,
7 RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 2,
8 20);
9if (ds18b20_thread != RT_NULL)
10{
11 rt_thread_startup(ds18b20_thread);
12}
在线程入口函数 read_temp_entry 中，我们通过几个步骤，就可以读取 ds18b20 的温度数据了：
1、创建一个 rt_sensor_data 的数据结构体
2、查找传感器设备驱动
3、打开对应的传感器设备
4、读取传感器设备数据
上述步骤具体实现如下：
1static void read_temp_entry(void *parameter)
2{
3 rt_device_t dev = RT_NULL;
4 struct rt_sensor_data sensor_data;
5 rt_size_t res;
6
7 dev = rt_device_find(parameter);
8 if (dev == RT_NULL)
9 {
10 rt_kprintf("Can't find device:%s\n", parameter);
11 return;
12 }
13
14 if (rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_RDWR) != RT_EOK)
15 {
16 rt_kprintf("open device failed!\n");
17 return;
18 }
19 rt_device_control(dev, RT_SENSOR_CTRL_SET_ODR, (void *)100);
20
21 while (1)
22 {
23 res = rt_device_read(dev, 0, &sensor_data, 1);
24 if (res != 1)
25 {
26 rt_kprintf("read data failed!size is %d\n", res);
27 rt_device_close(dev);
28 return;
29 }
30 else
31 {
32 rt_kprintf("temp:%3d.%dC, timestamp:%5d\n", sensor_data.data.temp / 10, sensor_data.data.temp % 10, sensor_data.timestamp);
33 }
34 rt_thread_mdelay(100);
35 }
36}
通过 FinSH 控制台，查看该线程源源不断输出的数据：
温度数据在线程中被正确读取出来了，到此为止，本周任务就算是成功完成了的，因吹斯听~（^_^）
5. 开源代码
为了更进一步便于大家学习，第一周任务的代码已经开源啦~
代码地址:
https://github.com/willianchanlovegithub/DIY_projects_base_on_RT-Thread(复制至外部浏览器打开）
6. 注意事项
欲使用 Sensor 框架，当然是要在 menuconfig 中将它开启啦：
1RT-Thread Components --->
2 Device Drivers --->
3 [*] Using Sensor device drivers
打开之后，需要使用 scons --target=mdk5 更新工程即可。看，Sensor 框架加入到工程当中了：
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