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我們先說一下通訊協(xié)議。通訊協(xié)議就是通訊雙方共同遵循的一套規(guī)則，定義協(xié)議的原則是盡可能的簡單以提高傳輸率，盡可能的具有安全性保證數(shù)據(jù)傳輸完整正確?；谶@2點規(guī)則，我們一個通訊協(xié)議應該是這樣的：頭+數(shù)據(jù)長度+數(shù)據(jù)正文+校驗
    例如：AA 44 05 01 02 03 04 05 EA
    這里我假設的一條數(shù)據(jù)，協(xié)議如下：
    數(shù)據(jù)頭：     AA 44
    數(shù)據(jù)長度： 05
    數(shù)據(jù)正文： 01 02 03 04 05
    校驗：       EA
    一般數(shù)據(jù)的校驗，都會采用常用的方式，CRC16,CRC32,Xor。
    有的數(shù)據(jù)安全要求高的，不允許丟包的，可能還要加入重發(fā)機制或是加入數(shù)據(jù)恢復算法，在校驗后根據(jù)前面數(shù)據(jù)添加恢復字節(jié)流以恢復數(shù)據(jù)。我這里采用的是簡單的異或校驗，包含數(shù)據(jù)頭的所有字節(jié)，依次異或得到的。
    協(xié)議很簡單，我也認為分析協(xié)議是很簡單的事情，下面我們就如何分析協(xié)議來實際的結合c#看一下。
    在我們實際開始編碼之前，還有一個規(guī)則需要了解，我們有了通訊協(xié)議，如何結合串口的協(xié)議來分析，需要關心什么呢？哦。一般就是4個問題：緩存收到的所有數(shù)據(jù)，找到一條完整數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，界面通知。
    如果分的更詳細一點，緩存收到的所有數(shù)據(jù)，我們想到高效的辦法就是順序表，也就是數(shù)組，但數(shù)組的操作比較復雜，當你使用完一條數(shù)據(jù)后，用過的需要移除；新數(shù)據(jù)如果過多的時候，緩存過大需要清理；數(shù)據(jù)搬移等等，很有可能一個不小心就會丟數(shù)據(jù)導致軟件出些莫名其妙的小問題。個人建議，使用List，內(nèi)部是數(shù)組方式實現(xiàn)，每次數(shù)據(jù)不足夠的時候會擴容1倍，數(shù)據(jù)的增刪改都已經(jīng)做的很完善了。不會出現(xiàn)什么小問題。
    找到一條完整數(shù)據(jù)，如何找到完整數(shù)據(jù)呢？就我們例子的這個協(xié)議，首先在緩存的數(shù)據(jù)中找AA 44，當我們找到后，探測后面的字節(jié)，發(fā)現(xiàn)是05，然后看緩存剩下的數(shù)據(jù)是否足夠，不足夠就不用判斷，減少時間消耗，如果剩余數(shù)據(jù)>=6個（包含1個字節(jié)的校驗），我們就算一個校驗，看和*后的校驗是否一致。
    分析數(shù)據(jù)：鑒于網(wǎng)絡的開放性，我無法確定讀者對c#的了解程度，介紹一下，常用的方式就是BitConvert.ToInt32這一系列的方法，把連續(xù)的字節(jié)（和變量長度一樣）讀取并轉換為對應的變量。c++下使用memcpy，或直接類型轉換后進行值拷貝，vb6下使用CopyMemory這個api。
    校驗：前面說過了。完整性判斷的時候需要和校驗對比，大多系統(tǒng)都不太嚴格，不支持重發(fā)，所以數(shù)據(jù)錯誤就直接丟棄。導致數(shù)據(jù)錯誤的原因很多，比如電磁干擾導致數(shù)據(jù)不完整或錯誤、硬件驅動效率不夠導致數(shù)據(jù)丟失、我們的軟件緩存出錯等。這些軟件因素數(shù)據(jù)系統(tǒng)錯誤，需要修改，但是電磁干擾么，有這個可能的。雖然很少。
   下面是支持協(xié)議分析（協(xié)議不能配置，可配置的協(xié)議不是我們討論的范疇。可以看看有DFA(確定性有限狀態(tài)機))

using 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;
namespace SerialportSample
{
    public partial class SerialportSampleForm : Form
    {
        private SerialPort comm = new SerialPort();
        private StringBuilder builder = new StringBuilder();//避免在事件處理方法中反復的創(chuàng)建，定義到外面。
        private long received_count = 0;//接收計數(shù)
        private long send_count = 0;//發(fā)送計數(shù)
        private bool Listening = false;//是否沒有執(zhí)行完invoke相關操作
        private bool Closing = false;//是否正在關閉串口，執(zhí)行Application.DoEvents，并阻止再次invoke
        private Listbuffer = new List(4096);//默認分配1頁內(nèi)存，并始終限制不允許超過
        private byte[] binary_data_1 = new byte[9];//AA 44 05 01 02 03 04 05 EA
        public SerialportSampleForm()
        {
            InitializeComponent();
        }
        //窗體初始化
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            //初始化下拉串口名稱列表框
            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對象
            comm.NewLine = "/r/n";
            comm.RtsEnable = true;//根據(jù)實際情況吧。
            //添加事件注冊
            comm.DataReceived += comm_DataReceived;
        }
        void comm_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            if (Closing) return;//如果正在關閉，忽略操作，直接返回，盡快的完成串口監(jiān)聽線程的一次循環(huán)
            try
            {
                Listening = true;//設置標記，說明我已經(jīng)開始處理數(shù)據(jù)，一會兒要使用系統(tǒng)UI的。
                int n = comm.BytesToRead;//先記錄下來，避免某種原因，人為的原因，操作幾次之間時間長，緩存不一致
                byte[] buf = new byte[n];//聲明一個臨時數(shù)組存儲當前來的串口數(shù)據(jù)
                received_count += n;//增加接收計數(shù)
                comm.Read(buf, 0, n);//讀取緩沖數(shù)據(jù)
                /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
                //<協(xié)議解析>
                bool data_1_catched = false;//緩存記錄數(shù)據(jù)是否捕獲到
                //1.緩存數(shù)據(jù)
                buffer.AddRange(buf);
                //2.完整性判斷
                while (buffer.Count >= 4)//至少要包含頭（2字節(jié)）+長度（1字節(jié)）+校驗（1字節(jié)）
                {
                    //請不要擔心使用>=，因為>=已經(jīng)和>,<,=一樣，是獨立操作符，并不是解析成>和=2個符號
                    //2.1 查找數(shù)據(jù)頭
                    if (buffer[0] == 0xAA && buffer[1] == 0x44)
                    {
                        //2.2 探測緩存數(shù)據(jù)是否有一條數(shù)據(jù)的字節(jié)，如果不夠，就不用費勁的做其他驗證了
                        //前面已經(jīng)限定了剩余長度>=4，那我們這里一定能訪問到buffer[2]這個長度
                        int len = buffer[2];//數(shù)據(jù)長度
                        //數(shù)據(jù)完整判斷第一步，長度是否足夠
                        //len是數(shù)據(jù)段長度,4個字節(jié)是while行注釋的3部分長度
                        if (buffer.Count < len + 4) break;//數(shù)據(jù)不夠的時候什么都不做
                        //這里確保數(shù)據(jù)長度足夠，數(shù)據(jù)頭標志找到，我們開始計算校驗
                        //2.3 校驗數(shù)據(jù)，確認數(shù)據(jù)正確
                        //異或校驗，逐個字節(jié)異或得到校驗碼
                        byte checksum = 0;
                        for (int i = 0; i < len + 3; i++)//len+3表示校驗之前的位置
                        {
                            checksum ^= buffer[i];
                        }
                        if (checksum != buffer[len + 3]) //如果數(shù)據(jù)校驗失敗，丟棄這一包數(shù)據(jù)
                        {
                            buffer.RemoveRange(0, len + 4);//從緩存中刪除錯誤數(shù)據(jù)
                            continue;//繼續(xù)下一次循環(huán)
                        }
                        //至此，已經(jīng)被找到了一條完整數(shù)據(jù)。我們將數(shù)據(jù)直接分析，或是緩存起來一起分析
                        //我們這里采用的辦法是緩存一次，好處就是如果你某種原因，數(shù)據(jù)堆積在緩存buffer中
                        //已經(jīng)很多了，那你需要循環(huán)的找到*后一組，只分析*新數(shù)據(jù)，過往數(shù)據(jù)你已經(jīng)處理不及時
                        //了，就不要浪費更多時間了，這也是考慮到系統(tǒng)負載能夠降低。
                        buffer.CopyTo(0, binary_data_1, 0, len + 4);//復制一條完整數(shù)據(jù)到具體的數(shù)據(jù)緩存
                        data_1_catched = true;
                        buffer.RemoveRange(0, len + 4);//正確分析一條數(shù)據(jù)，從緩存中移除數(shù)據(jù)。
                    }
                    else
                    {
                        //這里是很重要的，如果數(shù)據(jù)開始不是頭，則刪除數(shù)據(jù)
                        buffer.RemoveAt(0);
                    }
                }
                //分析數(shù)據(jù)
                if (data_1_catched)
                {
                    //我們的數(shù)據(jù)都是定好格式的，所以當我們找到分析出的數(shù)據(jù)1，就知道固定位置一定是這些數(shù)據(jù)，我們只要顯示就可以了
                    string data = binary_data_1[3].ToString("X2") + " " + binary_data_1[4].ToString("X2") + " " +
                        binary_data_1[5].ToString("X2") + " " + binary_data_1[6].ToString("X2") + " " +
                        binary_data_1[7].ToString("X2");
                    //更新界面
                    this.Invoke((EventHandler)(delegate { txData.Text = data; }));
                }
                //如果需要別的協(xié)議，只要擴展這個data_n_catched就可以了。往往我們協(xié)議多的情況下，還會包含數(shù)據(jù)編號，給來的數(shù)據(jù)進行
                //編號，協(xié)議優(yōu)化后就是： 頭+編號+長度+數(shù)據(jù)+校驗
                //
                /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
                builder.Clear();//清除字符串構造器的內(nèi)容
                //因為要訪問ui資源，所以需要使用invoke方式同步ui。
                this.Invoke((EventHandler)(delegate
                {
                    //判斷是否是顯示為16禁止
                    if (checkBoxHexView.Checked)
                    {
                        //依次的拼接出16進制字符串
                        foreach (byte b in buf)
                        {
                            builder.Append(b.ToString("X2") + " ");
                        }
                    }
                    else
                    {
                        //直接按ASCII規(guī)則轉換成字符串
                        builder.Append(Encoding.ASCII.GetString(buf));
                    }
                    //追加的形式添加到文本框末端，并滾動到*后。
                    this.txGet.AppendText(builder.ToString());
                    //修改接收計數(shù)
                    labelGetCount.Text = "Get:" + received_count.ToString();
                }));
            }
            finally
            {
                Listening = false;//我用完了，ui可以關閉串口了。
            }
        }
        private void buttonOpenClose_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //根據(jù)當前串口對象，來判斷操作
            if (comm.IsOpen)
            {
                Closing = true;
                while (Listening) Application.DoEvents();
                //打開時點擊，則關閉串口
                comm.Close();
            }
            else
            {
                //關閉時點擊，則設置好端口，波特率后打開
                comm.PortName = comboPortName.Text;
                comm.BaudRate = int.Parse(comboBaudrate.Text);
                try
                {
                    comm.Open();
                }
                catch(Exception ex)
                {
                    //捕獲到異常信息，創(chuàng)建一個新的comm對象，之前的不能用了。
                    comm = new SerialPort();
                    //現(xiàn)實異常信息給客戶。
                    MessageBox.Show(ex.Message);
                }
            }
            //設置按鈕的狀態(tài)
            buttonOpenClose.Text = comm.IsOpen ? "Close" : "Open";
            buttonSend.Enabled = comm.IsOpen;
        }
        //動態(tài)的修改獲取文本框是否支持自動換行。
        private void checkBoxNewlineGet_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            txGet.WordWrap = checkBoxNewlineGet.Checked;
        }
        private void buttonSend_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //定義一個變量，記錄發(fā)送了幾個字節(jié)
            int n = 0;
            //16進制發(fā)送
            if (checkBoxHexSend.Checked)
            {
                //我們不管規(guī)則了。如果寫錯了一些，我們允許的，只用正則得到有效的十六進制數(shù)
                MatchCollection mc = Regex.Matches(txSend.Text, @"(?i)[/da-f]{2}");
                Listbuf = new List();//填充到這個臨時列表中
                //依次添加到列表中
                foreach (Match m in mc)
                {
                    buf.Add(byte.Parse(m.Value, System.Globalization.NumberStyles.HexNumber));
                }
                //轉換列表為數(shù)組后發(fā)送
                comm.Write(buf.ToArray(), 0, buf.Count);
                //記錄發(fā)送的字節(jié)數(shù)
                n = buf.Count;
            }
            else//ascii編碼直接發(fā)送
            {
                //包含換行符
                if (checkBoxNewlineSend.Checked)
                {
                    comm.WriteLine(txSend.Text);
                    n = txSend.Text.Length + 2;
                }
                else//不包含換行符
                {
                    comm.Write(txSend.Text);
                    n = txSend.Text.Length;
                }
            }
            send_count += n;//累加發(fā)送字節(jié)數(shù)
            labelSendCount.Text = "Send:" + send_count.ToString();//更新界面
        }
        private void buttonReset_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //復位接受和發(fā)送的字節(jié)數(shù)計數(shù)器并更新界面。
            send_count = received_count = 0;
            labelGetCount.Text = "Get:0";
            labelSendCount.Text = "Send:0";
        }
    }
}

至此，只要按這個協(xié)議格式發(fā)送數(shù)據(jù)到軟件打開的串口，就能在數(shù)據(jù)的data標簽顯示出你的數(shù)據(jù)內(nèi)容，我們現(xiàn)在是直接顯示為：

01 02 03 04 05

也就是實際的數(shù)據(jù)段內(nèi)容。

我們在回顧一下，一般二進制格式數(shù)據(jù)就是這樣分析，分析數(shù)據(jù)長度是否足夠，找到數(shù)據(jù)頭，數(shù)據(jù)長度，校驗，然后分析。
分析方式很多。結合各自實際情況操作，可以使用序列化方式，但是wince不支持，也可以用BitConvert方式將連續(xù)的字節(jié)讀取為某個類型的變量。
DataReceived事件中，*高效的做法是指緩存數(shù)據(jù)，然后異步的去分析數(shù)據(jù)。但是，這樣較復雜，在效率要求不是很高的情況下（大多數(shù)情況），可以在DataReceived事件中緩存數(shù)據(jù)后，立刻進行數(shù)據(jù)完整性檢查，有效性檢查，分析數(shù)據(jù)，以及更新界面。但這么做有一個隱患，底層串口操作的效率依賴于數(shù)據(jù)分析和界面更新，任何一個環(huán)節(jié)頻繁耗時過長，都會造成數(shù)據(jù)的堆積。本文只假設都不拖時間的情況。各位小朋友, 希望本文對您有幫助, 感謝關注WONGLOVE!