MCP2Serial: 连接物理世界与AI大模型的桥梁

English | 简体中文

<div align="center"> <img src="docs/images/logo.png" alt="MCP2Serial Logo" width="200"/> <p>通过自然语言控制硬件，开启物联网新纪元</p> </div>

系统架构

<div align="center"> <img src="docs/images/stru_chs.png" alt="系统架构图" width="800"/> <p>MCP2Serial 系统架构图</p> </div>

工作流程

<div align="center"> <img src="docs/images/workflow_chs.png" alt="工作流程图" width="800"/> <p>MCP2Serial 工作流程图</p> </div>

项目愿景

MCP2Serial 是一个将串口设备接入 AI 大模型的项目，它通过 Model Context Protocol (MCP) 将物理世界与 AI 大模型无缝连接。最终实现：

• 用自然语言控制你的硬件设备
• AI 实时响应并调整物理参数
• 让你的设备具备理解和执行复杂指令的能力

主要特性

• 智能串口通信

  • 自动检测和配置串口设备 用户也可指定串口号
  • 支持多种波特率（默认 115200）
  • 实时状态监控和错误处理

• MCP 协议集成

  • 完整支持 Model Context Protocol
  • 支持资源管理和工具调用
  • 灵活的提示词系统

支持的客户端

MCP2Serial 支持所有实现了 MCP 协议的客户端，包括：

支持的 AI 模型

得益于灵活的客户端支持，MCP2Serial 可以与多种 AI 模型协同工作：

云端模型

• OpenAI (GPT-4, GPT-3.5)
• Anthropic Claude
• Google Gemini
• AWS Bedrock
• Azure OpenAI
• Google Cloud Vertex AI

本地模型

• LM Studio 支持的所有模型
• Ollama 支持的所有模型
• 任何兼容 OpenAI API 的模型

准备

Python3.11 或更高版本 Claude Desktop 或 Cline

快速开始

1. 安装

Windows用户

下载 install.py

python install.py

macOS用户

# 下载安装脚本
curl -O https://raw.githubusercontent.com/mcp2everything/mcp2serial/main/install_macos.py

# 运行安装脚本
python3 install_macos.py

Ubuntu/Raspberry Pi用户

# 下载安装脚本
curl -O https://raw.githubusercontent.com/mcp2everything/mcp2serial/main/install_ubuntu.py

# 运行安装脚本
python3 install_ubuntu.py

安装脚本会自动完成以下操作：

• ✅ 检查系统环境
• ✅ 安装必要的依赖
• ✅ 创建默认配置文件
• ✅ 配置Claude桌面版（如果已安装）
• ✅ 检查串口设备

手动分步安装依赖

windows
powershell -ExecutionPolicy ByPass -c "irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex"
MacOS
curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

主要依赖uv工具，所以当python和uv以及Claude或Cline安装好后就可以了。

基本配置

在你的 MCP 客户端（如 Claude Desktop 或 Cline）配置文件中添加以下内容： 注意：如果使用的自动安装那么会自动配置Calude Desktop无需此步。 使用默认配置文件：

{
    "mcpServers": {
        "mcp2serial": {
            "command": "uvx",
            "args": [
                "mcp2serial"
            ]
        }
    }
}

注意：修改配置后需要重启Cline或者Claude客户端软件

配置串口和命令： 注意下面的配置默认为COM11 需要根据实际进行修改

# config.yaml
serial:
  port: COM11  # 或自动检测
  baud_rate: 115200  # 可选，默认 115200
  timeout: 1.0  # 可选，默认 1.0
  read_timeout: 1.0  # 读取超时时间，1秒内不应答则报错
  response_start_string: OK  # 可选，串口应答的开始字符串，默认为OK

commands:
  set_pwm:
    command: "PWM {frequency}\n"
    need_parse: false
    prompts:
      - "把PWM调到{value}"

配置说明

配置文件位置

配置文件（config.yaml）可以放在不同位置，程序会按以下顺序查找：

1. 当前工作目录（适合开发测试）

• 路径：./config.yaml
• 示例：如果你在 C:\Projects 运行程序，它会查找 C:\Projects\config.yaml
• 适用场景：开发和测试
• 不需要特殊权限

2. 用户主目录（推荐个人使用）

# Windows系统
C:\Users\用户名\.mcp2serial\config.yaml

# macOS系统
/Users/用户名/.mcp2serial/config.yaml

# Linux系统
/home/用户名/.mcp2serial/config.yaml

• 适用场景：个人配置
• 需要创建 .mcp2serial 目录：

  # Windows系统（在命令提示符中）
  mkdir "%USERPROFILE%\.mcp2serial"
  
  # macOS/Linux系统
  mkdir -p ~/.mcp2serial
  

3. 系统级配置（适合多用户环境）

# Windows系统（需要管理员权限）
C:\ProgramData\mcp2serial\config.yaml

# macOS/Linux系统（需要root权限）
/etc/mcp2serial/config.yaml

• 适用场景：多用户共享配置
• 创建目录并设置权限：

  # Windows系统（以管理员身份运行）
  mkdir "C:\ProgramData\mcp2serial"
  
  # macOS/Linux系统（以root身份运行）
  sudo mkdir -p /etc/mcp2serial
  sudo chown root:root /etc/mcp2serial
  sudo chmod 755 /etc/mcp2serial
  

程序会按照上述顺序查找配置文件，使用找到的第一个有效配置文件。根据你的需求选择合适的位置：

• 开发测试：使用当前目录
• 个人使用：建议使用用户主目录（推荐）
• 多用户环境：使用系统级配置（ProgramData或/etc）

串口配置 命令配置进阶

在 config.yaml 中添加自定义命令： 默认不使用真实串口 用模拟串口来演示则无需修改

serial:
  # 串口配置
  port: LOOP_BACK  # 可选，如果不指定则自动查找。设置为LOOP_BACK时启用回环模式，发送什么就接收什么
  baud_rate: 115200  # 可选，默认 115200
  timeout: 1.0  # 可选，默认 1.0
  read_timeout: 1.0  # 读取超时时间，1秒内不应答则报错
  response_start_string: CMD  # 可选，串口应答的开始字符串，默认为OK

commands:
  # PWM控制命令
  set_pwm:
    command: "CMD_PWM {frequency}"  # 实际发送的命令格式，server会自动添加\r\n
    need_parse: false  # 不需要解析响应内容
    prompts:
      - "把PWM调到最大"
      - "把PWM调到最小"
      - "请将PWM设置为{value}"
      - "关闭PWM"
      - "把PWM调到一半"

使用真实串口

# config.yaml
serial:
  port: COM11  # 或自动检测
  baud_rate: 115200  # 可选，默认 115200
  timeout: 1.0  # 可选，默认 1.0
  read_timeout: 1.0  # 读取超时时间，1秒内不应答则报错
  response_start_string: OK  # 可选，串口应答的开始字符串，默认为OK

commands:
  set_pwm:
    command: "PWM {frequency}\n"
    need_parse: false
    prompts:
      - "把PWM调到{value}"

指定配置文件： 比如指定加载Pico配置文件：Pico_config.yaml

{
    "mcpServers": {
        "mcp2serial": {
            "command": "uvx",
            "args": [
                "mcp2serial",
                "--config",
                "Pico"  //指定配置文件名，不需要添加_config.yaml后缀
            ]
        }
    }
}

为了能使用多个串口，我们可以新增多个mcp2serial的服务 指定不同的配置文件名即可。 如果要接入多个设备，如有要连接第二个设备： 指定加载Pico2配置文件：Pico2_config.yaml

{
    "mcpServers": {
        "mcp2serial2": {
            "command": "uvx",
            "args": [
                "mcp2serial",
                "--config",
                "Pico2"  //指定配置文件名，不需要添加_config.yaml后缀
            ]
        }
    }
}

响应解析说明

1. 简单响应（need_parse: false）：

   • 设备返回 "OK" 开头的消息表示成功
   • 其他响应将被视为错误

2. 需要解析的响应（need_parse: true）：

   • 完整响应将在 result.raw 字段中返回
   • 可以在应用层进行进一步解析

硬件连接

1. 将你的设备通过USB连接到电脑
2. 打开设备管理器，记下设备的COM端口号
3. 在config.yaml中配置正确的端口号和波特率

<div align="center"> <img src="docs/images/conn ect.jpg" alt="硬件连接示例" width="600"/> <p>硬件连接和COM端口配置</p> </div>

启动客户端Claude 桌面版或Cline

<div align="center"> <img src="docs/images/pwm.png" alt="Cline Configuration Example" width="600"/> <p> Claude中的示例</p> </div> <div align="center"> …