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# 添加新设备
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在 Uni-Lab 中，设备（Device）是实验操作的基础单元。Uni-Lab 使用**注册表机制**来兼容管理种类繁多的设备驱动程序。回顾 {ref}`instructions` 中的概念，抽象的设备对外拥有【话题】【服务】【动作】三种通信机制，因此将设备添加进 Uni-Lab，实际上是将设备驱动中的三种机制映射到 Uni-Lab 标准指令集上。
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能被 Uni-Lab 添加的驱动程序类型有以下种类：
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1. Python Class，如
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```python
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class MockGripper:
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def __init__(self):
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self._position: float = 0.0
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self._velocity: float = 2.0
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self._torque: float = 0.0
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self._status = "Idle"
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@property
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def position(self) -> float:
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return self._position
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@property
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def velocity(self) -> float:
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return self._velocity
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@property
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def torque(self) -> float:
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return self._torque
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# 会被自动识别的设备属性，接入 Uni-Lab 时会定时对外广播
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@property
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def status(self) -> str:
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return self._status
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# 会被自动识别的设备动作，接入 Uni-Lab 时会作为 ActionServer 接受任意控制者的指令
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@status.setter
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def status(self, target):
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self._status = target
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# 需要在注册表添加的设备动作，接入 Uni-Lab 时会作为 ActionServer 接受任意控制者的指令
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def push_to(self, position: float, torque: float, velocity: float = 0.0):
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self._status = "Running"
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current_pos = self.position
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if velocity == 0.0:
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velocity = self.velocity
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move_time = abs(position - current_pos) / velocity
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for i in range(20):
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self._position = current_pos + (position - current_pos) / 20 * (i+1)
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self._torque = torque / (20 - i)
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self._velocity = velocity
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time.sleep(move_time / 20)
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self._torque = torque
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self._status = "Idle"
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```
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Python 类设备驱动在完成注册表后可以直接在 Uni-Lab 使用。
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2. C# Class，如
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```csharp
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using System;
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using System.Threading.Tasks;
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public class MockGripper
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{
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// 会被自动识别的设备属性，接入 Uni-Lab 时会定时对外广播
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public double position { get; private set; } = 0.0;
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public double velocity { get; private set; } = 2.0;
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public double torque { get; private set; } = 0.0;
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public string status { get; private set; } = "Idle";
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// 需要在注册表添加的设备动作，接入 Uni-Lab 时会作为 ActionServer 接受任意控制者的指令
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public async Task PushToAsync(double Position, double Torque, double Velocity = 0.0)
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{
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status = "Running";
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double currentPos = Position;
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if (Velocity == 0.0)
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{
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velocity = Velocity;
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}
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double moveTime = Math.Abs(Position - currentPos) / velocity;
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for (int i = 0; i < 20; i++)
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{
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position = currentPos + (Position - currentPos) / 20 * (i + 1);
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torque = Torque / (20 - i);
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velocity = Velocity;
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await Task.Delay((int)(moveTime * 1000 / 20)); // Convert seconds to milliseconds
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}
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torque = Torque;
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status = "Idle";
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}
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}
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```
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C# 驱动设备在完成注册表后，需要调用 Uni-Lab C# 编译后才能使用，但只需一次。
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## 注册表文件位置
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Uni-Lab 启动时会自动读取默认注册表路径 `unilabos/registry/devices` 下的所有注册设备。您也可以任意维护自己的注册表路径，只需要在 Uni-Lab 启动时使用 `--registry` 参数将路径添加即可。
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在 `<path-to-registry>/devices` 中新建一个 yaml 文件，即可开始撰写。您可以将多个设备写到同一个 yaml 文件中。
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## 注册表的结构
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1. 顶层名称：每个设备的注册表以设备名称开头，例如 `new_device`, `gripper.mock`。
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1. `class` 字段：定义设备的模块路径和驱动程序语言。
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1. `status_types` 字段：定义设备定时对 Uni-Lab 实验室内发送的属性名及其类型。
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1. `action_value_mappings` 字段：定义设备支持的动作及其目标、反馈和结果。
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1. `schema` 字段：定义设备定时对 Uni-Lab 云端监控发送的属性名及其类型、描述（非必须）
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## 创建新的注册表教程
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1. 创建文件
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在 devices 文件夹中创建一个新的 YAML 文件，例如 `new_device.yaml`。
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2. 定义设备名称
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在文件中定义设备的顶层名称，例如：`new_device` 或 `gripper.mock`
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3. 定义设备的类信息
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添加设备的模块路径和类型：
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```yaml
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gripper.mock:
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class: # 定义设备的类信息
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module: unilabos.devices.gripper.mock:MockGripper
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type: python # 指定驱动语言为 Python
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status_types:
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position: Float64
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torque: Float64
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status: String
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```
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4. 定义设备的定时发布属性。注意，对于 Python Class 来说，PROP 是 class 的 `property`，或满足能被 `getattr(cls, PROP)` 或 `cls.get_PROP` 读取到的属性值的对象。
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```yaml
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status_types:
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PROP: TYPE
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```
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5. 定义设备支持的动作
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添加设备支持的动作及其目标、反馈和结果：
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```yaml
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action_value_mappings:
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set_speed:
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type: SendCmd
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goal:
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command: speed
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feedback: {}
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result:
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success: success
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```
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在 devices 文件夹中的 YAML 文件中，action_value_mappings 是用来将驱动内的动作函数，映射到 Uni-Lab 标准动作（actions）及其目标参数值（goal）、反馈值（feedback）和结果值（result）的映射规则。若在 Uni-Lab 指令集内找不到符合心意的，请【创建新指令】。
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```yaml
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action_value_mappings:
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<action_name>: # <action_name>：动作的名称
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# start：启动设备或某个功能。
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# stop：停止设备或某个功能。
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# set_speed：设置设备的速度。
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# set_temperature：设置设备的温度。
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# move_to_position：移动设备到指定位置。
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# stir：执行搅拌操作。
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# heatchill：执行加热或冷却操作。
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# send_nav_task：发送导航任务（例如机器人导航）。
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# set_timer：设置设备的计时器。
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# valve_open_cmd：打开阀门。
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# valve_close_cmd：关闭阀门。
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# execute_command_from_outer：执行外部命令。
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# push_to：控制设备推送到某个位置（例如机械爪）。
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# move_through_points：导航设备通过多个点。
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type: <ActionType> # 动作的类型，表示动作的功能
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# 根据动作的功能选择合适的类型，请查阅 Uni-Lab 已支持的指令集。
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goal: # 定义动作的目标值映射，表示需要传递给设备的参数。
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<goal_key>: <mapped_value> #确定设备需要的输入参数，并将其映射到设备的字段。
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feedback: # 定义动作的反馈值映射，表示设备执行动作时返回的实时状态。
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<feedback_key>: <mapped_value>
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result: # 定义动作的结果值映射，表示动作完成后返回的最终结果。
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<result_key>: <mapped_value>
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```
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6. 定义设备的网页展示属性类型，这部分会被用于在 Uni-Lab 网页端渲染成状态监控
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添加设备的属性模式，包括属性类型和描述：
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```yaml
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schema:
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type: object
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properties:
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status:
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type: string
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description: The status of the device
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speed:
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type: number
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description: The speed of the device
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required:
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- status
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- speed
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||
additionalProperties: false
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||
```
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