MCP2Serial: 连接物理世界与AI大模型的桥梁

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系统架构

工作流程

项目愿景

MCP2Serial 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：

客户端	特性支持	说明
Claude Desktop	完整支持	推荐使用，支持所有 MCP 功能
Continue	完整支持	优秀的开发工具集成
Cline	资源+工具	支持多种 AI 提供商
Zed	基础支持	支持提示词命令
Sourcegraph Cody	资源支持	通过 OpenCTX 集成
Firebase Genkit	部分支持	支持资源列表和工具

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

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
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

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

启动客户端Claude 桌面版或Cline

硬件编程

firmware可以在项目仓库中下载，目前演示的是Pico的micropython代码案例。另存到Pico开发板运行即可。

从源码快速开始

从源码安装

# 通过源码安装：
git clone https://github.com/mcp2everything/mcp2serial.git
cd mcp2serial

# 创建虚拟环境
uv venv .venv

# 激活虚拟环境
# Windows:
.venv\Scripts\activate
# Linux/macOS:
source .venv/bin/activate

# 安装开发依赖
uv pip install --editable .

配置串口和命令：默认不使用真实串口用模拟串口来演示如果你的电脑没有串口或者目前没有串口可用可以将port参数设置为LOOP_BACK，这样就可以在命令行直接发送命令了但同时请修改应答OK的命令的起始符需要和发送的命令一样。比如发送LED_ON 那么应答起始符也是LED_ON

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"

如果使用真实串口

# 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}"

MCP客户端配置

在使用支持MCP协议的客户端（如Claude Desktop或Cline）时，需要在客户端的配置文件中添加以下内容：直接自动安装的配置方式源码开发的配置方式

使用默认演示参数：

{
    "mcpServers": {
        "mcp2serial": {
            "command": "uv",
            "args": [
                "--directory",
                "你的实际路径/mcp2serial",  // 例如: "C:/Users/Administrator/Documents/develop/my-mcp-server/mcp2serial"
                "run",
                "mcp2serial"
            ]
        }
    }
}

指定参数文件名

{
    "mcpServers": {
        "mcp2serial": {
            "command": "uv",
            "args": [
                "--directory",
                "你的实际路径/mcp2serial",  // 例如: "C:/Users/Administrator/Documents/develop/my-mcp-server/mcp2serial"
                "run",
                "mcp2serial",
                "--config", // 可选参数，指定配置文件名
                "Pico"  // 可选参数，指定配置文件名，不需要添加_config.yaml后缀
            ]
        }
    }
}

运行服务器：

# 确保已激活虚拟环境
.venv\Scripts\activate

# 运行服务器（使用默认配置config.yaml 案例中用的LOOP_BACK 模拟串口，无需真实串口和串口设备）
uv run src/mcp2serial/server.py
或
uv run mcp2serial
# 运行服务器（使用指定配置Pico_config.yaml）
uv run src/mcp2serial/server.py --config Pico
或
uv run mcp2serial --config Pico

文档

应用场景

智能家居自动化
- 通过自然语言控制灯光、风扇等设备
- AI 根据环境自动调节设备参数
工业自动化
- 智能控制生产线设备
- 实时监控和调整工艺参数
教育和研究
- 物联网教学演示
- 硬件控制实验平台
原型开发
- 快速验证硬件控制方案
- 简化开发流程

🚀 项目发展规划

第一阶段：协议扩展

工业协议支持
- MODBUS RTU/TCP
- OPC UA
- MQTT
- CoAP
- TCP/IP Socket
硬件接口扩展
- I2C
- SPI
- CAN
- 1-Wire
- GPIO

第二阶段：MCP2Anything 平台

统一集成平台
- 可视化配置界面
- 一键启用各类协议
- 实时监控仪表盘
- 设备管理系统
智能功能
- 协议自动检测
- 设备自动发现
- 参数智能优化
- 异常预警系统

第三阶段：生态系统建设

插件市场
- 协议插件
- 设备驱动
- 自定义功能模块
- 社区贡献集成
云服务集成
- 设备云管理
- 远程控制
- 数据分析
- AI 训练平台

第四阶段：行业解决方案

垂直领域适配
- 工业自动化
- 智能建筑
- 农业物联网
- 智慧城市
定制化服务
- 行业协议适配
- 专业技术支持
- 解决方案咨询
- 培训服务

🔮 愿景展望

MCP2Serial 正在开启物联网的新篇章：

协议统一: 通过 MCP2Anything 平台实现全协议支持
即插即用: 一键配置，自动发现，零门槛使用
AI 赋能: 深度集成 AI 能力，实现智能决策
开放生态: 建立活跃的开发者社区和插件市场

未来展望