1、 协议很简单,我也认为分析协议是很简单的事情,下面我们就如何分析协议来实际的结合c#看一下。 er再等等,在我们实际开始编码之前,还有一个规则需要了解,我们有了通讯协议,如何结合串口的协议来分析,需要关心什么呢?哦。一般就是4个问题:缓存收到的所有数据,找到一条完整数据,分析数据,界面通知。 如果分的更详细一点,缓存收到的所有数据,我们想到最高效的办法就是顺序表,也就是数组,但数组的操作比较复杂,当你使用完一条数据后,用过的需要移除;新数据如果过多的时候,缓存过大需要清理;数据搬移等等,很有可能一个不小心就会丢数据导致软件出些莫名其妙的小问题。个人建议,使用List<byte>,内
2、部是数组方式实现,每次数据不足够的时候会扩容1倍,数据的增删改都已经做的很完善了。不会出现什么小问题。 找到一条完整数据,如何找到完整数据呢?就我们例子的这个协议,首先在缓存的数据中找AA 44,当我们找到后,探测后面的字节,发现是05,然后看缓存剩下的数据是否足够,不足够就不用判断,减少时间消耗,如果剩余数据&=6个(包含1个字节的校验),我们就算一个校验,看和最后的校验是否一致。 分析数据:鉴于网络的开放性,我无法确定读者对c#的了解程度,介绍一下,常用的方式就是BitConvert.ToInt32这一系列的方法,把连续的字节(和变量长度一样)读取并转换为对应的变量。c+下使用memcpy
3、,或直接类型转换后进行值拷贝,vb6下使用CopyMemory这个api。前面说过了。完整性判断的时候需要和校验对比,大多系统都不太严格,不支持重发,所以数据错误就直接丢弃。导致数据错误的原因很多,比如电磁干扰导致数据不完整或错误、硬件驱动效率不够导致数据丢失、我们的软件缓存出错等。这些软件因素数据系统错误,需要修改,但是电磁干扰么,有这个可能的。虽然很少。 其实我知道,就算是我,看别人的博客也是,喜欢看图片,看代码,文字性的东西,一看就头大。那我接下来贴出基于上一篇文章的改进版本,支持协议分析(协议不能配置,可配置的协议不是我们讨论的范畴。可以看看有DFA(确定性有限状态机) 我们修改一下界
4、面,以便能显示收到后分析的数据 红色部分是新增的代码如下: c-sharp view plaincopyusing System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using System.Text.RegularExpressions; nam
5、espace SerialportSample public partial class SerialportSampleForm : Form private SerialPort comm = new SerialPort(); private StringBuilder builder = new StringBuilder();/避免在事件处理方法中反复的创建,定义到外面。 private long received_count = 0;/接收计数 private long send_count = 0;/发送计数 private bool Listening = false;/是否没
6、有执行完invoke相关操作 private bool Closing = false;/是否正在关闭串口,执行Application.DoEvents,并阻止再次invoke private List& buffer = new List&(4096);/默认分配1页内存,并始终限制不允许超过 private byte binary_data_1 = new byte9;/AA 44 05 01 02 03 04 05 EA public SerialportSampleForm() InitializeComponent(); /窗体初始化 private void Form1_Load(
7、object sender, EventArgs e) /初始化下拉串口名称列表框 string ports = SerialPort.GetPortNames(); Array.Sort(ports); comboPortName.Items.AddRange(ports); comboPortName.SelectedIndex = comboPortName.Items.Count & 0 ? 0 : -1; comboBaudrate.SelectedIndex = comboBaudrate.Items.IndexOf(19200); /初始化SerialPort对象 comm.Ne
8、wLine = /r/n; comm.RtsEnable = true;/根据实际情况吧。 /添加事件注册 comm.DataReceived += comm_DataReceived; void comm_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) if (Closing) return;/如果正在关闭,忽略操作,直接返回,尽快的完成串口监听线程的一次循环 try Listening = true;/设置标记,说明我已经开始处理数据,一会儿要使用系统UI的。 int n = comm.BytesToRead;/先记录下
9、来,避免某种原因,人为的原因,操作几次之间时间长,缓存不一致 byte buf = new byten;/声明一个临时数组存储当前来的串口数据 received_count += n;/增加接收计数 comm.Read(buf, 0, n);/读取缓冲数据 / /&协议解析& bool data_1_catched = false;/缓存记录数据是否捕获到 /1.缓存数据 buffer.AddRange(buf); /2.完整性判断 while (buffer.Count &= 4)/至少要包含头(2字节)+长度(1字节)+校验(1字节) /请不要担心使用&=,因为&=已经和&,&,=一样,是
10、独立操作符,并不是解析成&和=2个符号 /2.1 查找数据头 if (buffer0 = 0xAA && buffer1 = 0x44) /2.2 探测缓存数据是否有一条数据的字节,如果不够,就不用费劲的做其他验证了 /前面已经限定了剩余长度&=4,那我们这里一定能访问到buffer2这个长度 int len = buffer2;/数据长度 /数据完整判断第一步,长度是否足够 /len是数据段长度,4个字节是while行注释的3部分长度 if (buffer.Count & len + 4) break;/数据不够的时候什么都不做 /这里确保数据长度足够,数据头标志找到,我们开始计算校
11、验 /2.3 校验数据,确认数据正确 /异或校验,逐个字节异或得到校验码 byte checksum = 0; for (int i = 0; i & len + 3; i+)/len+3表示校验之前的位置 checksum = bufferi; if (checksum != bufferlen + 3) /如果数据校验失败,丢弃这一包数据 buffer.RemoveRange(0, len + 4);/从缓存中删除错误数据 continue;/继续下一次循环 /至此,已经被找到了一条完整数据。我们将数据直接分析,或是缓存起来一起分析 /我们这里采用的办法是缓存一次,好处就是如果你某种原因,
12、数据堆积在缓存buffer中 /已经很多了,那你需要循环的找到最后一组,只分析最新数据,过往数据你已经处理不及时 /了,就不要浪费更多时间了,这也是考虑到系统负载能够降低。 buffer.CopyTo(0, binary_data_1, 0, len + 4);/复制一条完整数据到具体的数据缓存 data_1_catched = true; buffer.RemoveRange(0, len + 4);/正确分析一条数据,从缓存中移除数据。 else /这里是很重要的,如果数据开始不是头,则删除数据 buffer.RemoveAt(0); /分析数据 if (data_1_catched) /
13、我们的数据都是定好格式的,所以当我们找到分析出的数据1,就知道固定位置一定是这些数据,我们只要显示就可以了 string data = binary_data_13.ToString(X2) + + binary_data_14.ToString( + binary_data_15.ToString( + binary_data_16.ToString( + binary_data_17.ToString( /更新界面 this.Invoke(EventHandler)(delegate txData.Text = data; ); /如果需要别的协议,只要扩展这个data_n_catched
14、就可以了。往往我们协议多的情况下,还会包含数据编号,给来的数据进行 /编号,协议优化后就是: 头+编号+长度+数据+校验 /&/协议解析& / builder.Clear();/清除字符串构造器的内容 /因为要访问ui资源,所以需要使用invoke方式同步ui。 this.Invoke(EventHandler)(delegate /判断是否是显示为16禁止 if (checkBoxHexView.Checked) /依次的拼接出16进制字符串 foreach (byte b in buf) builder.Append(b.ToString( else /直接按ASCII规则转换成字符串 b
15、uilder.Append(Encoding.ASCII.GetString(buf); /追加的形式添加到文本框末端,并滚动到最后。 this.txGet.AppendText(builder.ToString(); /修改接收计数 labelGetCount.Text = Get: + received_count.ToString(); finally Listening = false;/我用完了,ui可以关闭串口了。 private void buttonOpenClose_Click(object sender, EventArgs e) /根据当前串口对象,来判断操作 if (c
16、omm.IsOpen) Closing = true; while (Listening) Application.DoEvents(); /打开时点击,则关闭串口 comm.Close(); else /关闭时点击,则设置好端口,波特率后打开 comm.PortName = comboPortName.Text; comm.BaudRate = int.Parse(comboBaudrate.Text); try comm.Open(); catch(Exception ex) /捕获到异常信息,创建一个新的comm对象,之前的不能用了。 comm = new SerialPort(); /
17、现实异常信息给客户。 MessageBox.Show(ex.Message); /设置按钮的状态 buttonOpenClose.Text = comm.IsOpen ?Close :Open buttonSend.Enabled = comm.IsOpen; /动态的修改获取文本框是否支持自动换行。 private void checkBoxNewlineGet_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) txGet.WordWrap = checkBoxNewlineGet.Checked; private void buttonSend_Clic
18、k(object sender, EventArgs e) /定义一个变量,记录发送了几个字节 int n = 0; /16进制发送 if (checkBoxHexSend.Checked) /我们不管规则了。如果写错了一些,我们允许的,只用正则得到有效的十六进制数 MatchCollection mc = Regex.Matches(txSend.Text, (?i)/da-f2 List& buf = new List&();/填充到这个临时列表中 /依次添加到列表中 foreach (Match m in mc) buf.Add(byte.Parse(m.Value, System.Gl
19、obalization.NumberStyles.HexNumber); /转换列表为数组后发送 comm.Write(buf.ToArray(), 0, buf.Count); /记录发送的字节数 n = buf.Count; else/ascii编码直接发送 /包含换行符 if (checkBoxNewlineSend.Checked) comm.WriteLine(txSend.Text); n = txSend.Text.Length + 2; else/不包含换行符 comm.Write(txSend.Text); n = txSend.Text.Length; send_count
20、 += n;/累加发送字节数 labelSendCount.Text = Send: + send_count.ToString();/更新界面 private void buttonReset_Click(object sender, EventArgs e) /复位接受和发送的字节数计数器并更新界面。 send_count = received_count = 0; labelGetCount.Text = 0 labelSendCount.Text = 至此,你只要按这个协议格式发送数据到软件打开的串口。就能在数据的data标签显示出你的数据内容,我们现在是直接显示为:01 02 03
21、04 05也就是数据段内容。 运行截图:发送模拟数据的界面,使用通用工具SSCOMM32.exe我们在回顾一下,一般二进制格式数据就是这样分析,分析数据长度是否足够,找到数据头,数据长度,校验,然后分析。分析方式很多。结合各自实际情况操作,可以使用序列化方式,但是wince不支持,也可以用BitConvert方式将连续的字节读取为某个类型的变量。希望看到这里,能给你带来帮助,欢迎大家和我讨论,希望经验丰富的朋友不吝赐教。上一篇中,有朋友说用BeginInvoke可以避免死锁问题,我暂时没有线,没有测试成功,改天测试后再公布结果。DataReceived事件中,最高效的做法是指缓存数据,然后异步的去分析数据。但是,这样较复杂,在效率要求不是很高的情况下(大多数情况),可以在DataReceived事件中缓存数据后,立刻进行数据完整性检查,有效性检查,分析数据,以及更新界面。但这么做有一个隐患,底层串口操作的效率依赖于数据分析和界面更新,任何一个环节频繁耗时过长,都会造成数据的堆积。文章只假设都不拖时间的情况。
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