C# 串口操作系列(5)--通讯库雏形

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C# 串口操作系列(5)--通讯库雏形

范大脚脚 2017-11-14 21:12:00 浏览649
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串口是很简单的,编写基于串口的程序也很容易。新手们除了要面对一堆的生僻概念,以及跨线程访问的细节,还有一个需要跨越的难题,就是协议解析,上一篇已经说明了:

一个二进制格式的协议一般包含: 协议头 + 数据段长度 + 数据  + 校验

一个Ascii格式的文本协议,一般包含: 数据头 + 正文 + 数据结束标识

类似的命令可能很多,类似的代码也会重复写很多次。对于我,并不觉得这个有任何难度,但是,很多时候,需要写点类似东西的时候呢,我往往不想写,不是别的,要搭建一个这样的框架,这绝对是个体力活,而且还需要耐心细心

从我上一次带项目,我就开始考虑编写通用的一个通讯库,支持很多功能,不过和公司内容结合紧密,不适合开源,更不适合推广。我重新组织、抽象了各个概念。希望能让新人朋友减少学习难度,更快的投入到其他方面。

 

请注意,此文章我也不知道如何归纳,不算科普,不能算类库的介绍,我是在介绍如何设计一个这样的通讯库

通讯库,并非串口库,所以,我希望有一个基类,可以描述各种通讯方法的基类或接口,微软已经这么做了,他把这个叫做Stream。我认为不好的理由是,提供了Length属性、peek方法、seek方法却无法使用,很多方法和属性是不支持的,如果使用这个类操作硬件,就像一颗地雷,不小心就会写一个不支持的操作,而且会在运行时报错。所以,我希望能针对流设备的硬件,重新设计,我抽象出了一个接口:ICommunication。提供基本的打开、关闭、读写、字符集和有效数据长度等流设备的特性和操作。

为了能有一个通用的配置类,我定义了一个接口:ICommunicationSetting

当你实现一个设备的时候,你需要实现ICommunication,还需要编写一个设置的类,去实现ICommunicationSetting接口。别觉得麻烦,这是为了能抽象的好,编写一个一劳永逸不用经常重写的通用代码。有了2个接口,我甚至可以开始编写依赖此接口的功能或软件了。当然,我还有需要写有关协议的分析。

既然协议是分2种,那自然要编写BinaryXXXTextXXX,没错,有这样2个类。

考虑的更详细一点,任何数据,都不是无限期有效的,比如你获取下位机发来的电压,过了几秒了,应该就无效了,所以要考虑定时失效,于是我实现了有效性检查。数据要在字节数组中查找,分析,通知。所以这些公共的部分,我抽出来了,我写了一个接口,叫做:IAnalyzer,并编写了默认的实现,于是有了AnalyzeResult类,同时,区分2种协议方式,创建了子类:BinaryAnalyzeResultTextAnalyzeResult

那么,谁来使用ICommunication,IAnalyzer呢?放心,联系有点紧密,我不会撒手扔给外面的,这样做反而更复杂了,不是么。所以我写了一个带有分析功能的类:WyzComm

使用通讯库的

这个类实现了数据的采集、缓存、分析器的调用,以及事件调用的通知。数据死锁的控制,所有你认为的麻烦事情,都在这里做了。那么,我编写这个类的时候,我肯定不知道未来有多少种协议是不是?那怎么办呢?我无法写死分析器,所以,我编写了接口:IAnalyzerCollection,因为文章从串口说起,我首先提供了串口的实现:

SerialPort(此类和微软的那个名字一样而已,但不是同一个),实现了ICommunication接口,我定义了一个SerialPortSetting类,实现了ICommunicationSetting。

至此。通讯库的框架就完成了。而这也就是使用通讯库所需要关注的所有内容。下面,为了能进行实际的演示,我编写了简单的实现。来演示一种功能,假设我有个程序,需要同时分析二进制数据格式和ASCII的文本数据格式,数据各不相同,使用了通讯库之后,我不需要重写数据的缓存、关闭的死锁处理、数据对界面的通知。我只需要编写2个协议类,和1个协议集合类。我的数据分析工作就完成了。

 

首先是一个文本协议,协议头是WYZ,协议尾是回车换行,中间是一个整形数字。我只需要设置好头、尾,编写数据分析。

  1. public class MyData1 : TextAnalyzeResult<int>  
  2. {  
  3.     public MyData1()  
  4.     {  
  5.         this.BeginOfLine = "WYZ";  
  6.         this.EndOfLine = "/r/n";  
  7.     }  
  8.   
  9.     public override void Analyze()  
  10.     {  
  11.         string s = Encoding.GetString(Raw);  
  12.         Match m = Regex.Match(s, "//d+");  
  13.         if (m.Success)  
  14.         {  
  15.             this.Data = int.Parse(m.Value);  
  16.             this.Valid = true;  
  17.         }  
  18.     }  
  19. }  

 

 

然后我定义了一个二进制协议,分析一条数据包含2个子项。

我首先定义这个数据的具体类型

  1. public class SampleData  
  2. {  
  3.     public int Version { getset; }  
  4.     public float Voltage { getset; }  
  5.     public SampleData()  
  6.     {  
  7.         Version = 0;  
  8.         Voltage = 0;  
  9.     }  
  10.     public override string ToString()  
  11.     {  
  12.         return string.Format("{0},{1}", Version.ToString(), Voltage.ToString());  
  13.     }  
  14. }  

 

然后我编写协议分析类

  1. public class MyData2 : BinaryAnalyzeResult<SampleData>  
  2. {  
  3.     public MyData2()  
  4.     {  
  5.         this._mask = new byte[] { 0xAA, 0xBB, 0xCC };  
  6.         this.TimeOut = 5;//超过5秒,收不到数据,则此数据无效。   
  7.         //自定义校验方法,演示为逐个相加和随便一个数字取模,我选择的是42   
  8.         this.checksum = (buf, offset, count) =>  
  9.             {  
  10.                 byte checksum = 0;  
  11.                 for (int i = offset; i < offset + count; i++)  
  12.                 {  
  13.                     checksum = (byte)((checksum + buf[i]) % 42);  
  14.                 }  
  15.                 return checksum;  
  16.             };  
  17.     }  
  18.   
  19.     public override void Analyze()  
  20.     {  
  21.         int offset = _mask.Length + LenLength;//_mask.Length表示标记后的一个字节,_mask.Length+1表示标记后的第二个字节,有一个字节表示长度。   
  22.         this.Data.Version = BitConverter.ToInt32(Raw, offset + 0);  
  23.         this.Data.Voltage = BitConverter.ToSingle(Raw, offset + 4);  
  24.         this.Valid = true;//注意要设置数据有效状态   
  25.     }  
  26. }  

 

 

完成了。一个基于串口的,同时分析2种数据的,数据具有有效性判断,支持独立数据通知界面,整体原始数据缓存显示的功能。完成了。

为了演示功能,我写了新的校验方式,当然,你不用管,默认已经支持了异或校验,后续还会把常用校验都添加进去,crc16,crc32,奇偶校验等。



本文转自夜&枫博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/newstart/archive/2012/05/16/2504656.html,如需转载请自行联系原作者

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