RS232上的消息原子发送和接收

Question

RS232上的消息原子发送和接收

c#multithreadingserial-port

5

我有一个奇怪的问题。

需要使用自定义协议与串行设备通信，协议如下，我使用标准ASCII简写。

1.程序发送SOH以开始传输 2.程序发送STX + 数据 + ETX数据包（我实际上一次发送SOH和此数据包） 3.设备发送ACK以确认已接收数据包 4.现在我的程序发送EOT以表示传输结束

如果消息是需要回答的请求，则设备将发送数据。由于SerialPort.DataReceived的工作方式，我必须手动将接收到的消息拼接起来。步骤如下：

1. 设备发送SOH+ STX+数据 2. 设备发送其他字节，以ETX结尾 3. 我的程序已完全接收数据包后发送ACK 4. 设备发送EOT

这基本上是它们之间的通信方式，不考虑丢失的数据包和NAKs等情况，但我不想让程序在我正在重新拼接接收到的消息时发送新消息。

我尝试使用Monitor.Enter()和Monitor.Exit()，但接收事件在不同的线程上调用，所以行不通。

我还尝试使用Semaphore，只有一个资源，开始发送或接收时调用semaphore.WaitOne()，在发送EOT和从设备接收EOT后调用semaphore.Release()。这也不太好用。

有更好的方法吗？

- Davio

当你正在将先前的数据粘合在一起时，它如何接收更多的数据？最后一个数据包需要很长时间才能添加吗？ - Ry-

如果您想等待此事务完成，那么使用DataReceived事件就没有意义了。直接调用Read()方法即可。不要忘记使用ReadTimeout。 - Hans Passant

@minitech，问题不在于我在粘贴时接收到更多数据，而是有时候当它正在接收数据包之间时，可能会通过同一条线路发出发送请求。这就是我想要避免的。 - Davio

3个回答

1

当我编写与串口上的GSM Modem通信的代码时，遇到了类似的问题。

通过利用System.Threading命名空间中的AutoResetEvent类，我能够开发出一个相当不错的解决方案。基本上，我让我的发送方法等待ACK信号。

这是一个框架代码。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.IO.Ports;

namespace Sample
{
    public class SocketWrapper
    {
        #region Static Variables

        private static AutoResetEvent _SendWaitHandle = new AutoResetEvent(false);

        #endregion

        #region Member Variables

        private object _SendLockToken = new object();

        #endregion

        #region Public Methods

        public void Write(byte[] data)
        {
            Monitor.Enter(_SendLockToken);
            try
            {
                // Reset Handle
                _SendWaitHandle.Reset();

                // Send Data
                // Your Logic

                // Wait for ACK
                if (_SendWaitHandle.WaitOne(1000)) // Will wait for 1000 miliseconds
                {
                    // ACK Received
                    // Send EOT
                }
                else
                {
                    // Timeout Occurred
                    // Your Logic To Handle Timeout
                }
            }
            catch (Exception)
            {

                throw;
            }
            finally
            {
                Monitor.Exit(_SendLockToken);
            }
        }
        #endregion

        #region Private Methods

        private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            // When ACK is received call SET
            _SendWaitHandle.Set();

        }
        #endregion
    }
}

注意：在DataReceived方法中，确保不要直接或间接调用Write方法，否则可能会导致死锁。始终使用BackgroundWorker或TPL在不同的线程上开始处理接收到的数据。

- Anand Murali

好的，这有助于发送消息，但我需要另一个技巧来接收它们。因为接收是分部分到达的，我不能只做lock(myLock) { doStuff(); } 我需要一些方法在多次DataReceived()操作中保持该锁。 - Davio

我还需要确保在接收时不会发送。 - Davio

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我会定义一个 'SerialTxn' 类，其中包含请求数据、回复数据、编码/解码协议的状态机、超时、异常/错误消息、OnCompletion(SerialTxn thisTxn) 事件/委托以及其他完整事务所需的成员。然后我会创建一个 "SerialTxn" 实例，并加载请求数据等信息，将其排队（使用 BlockingCollection）到负责串口处理的一个线程中。该线程获取该实例，调用其方法来传输和接收数据，并在完成时调用 OnCompletion 事件/委托。这允许同步和异步交易-OnCompletion 事件或者可以信号一个事件（可能是 AutoResetEvent），等待的来源线程，或者它可以将回复排队返回给某个队列，当源线程希望时就可以处理它。

由于只有一个线程处理端口，因此没有任何重叠的tx/rx操作的机会。事务要么完全成功，要么将适当的异常或错误消息加载到 SerialTxn 中。如果发生错误，或者需要将数据发送到日志记录器、GUI 或其他地方，则所有相关数据都在一个对象中的一个位置，准备好被排队、BeginInvoked 或其他操作。我不喜欢在长时间操作过程中锁定...

- Martin James

“由于只有一个线程处理端口…” -- 完全同意，为每个资源使用专用线程可以消除争用和锁定的需求。这是使协作（而不是竞争/抢占式）系统高效工作的简单技巧。 - sawdust

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可以查看英文原文，
原文链接

- TheKingDave · Accepted Answer

我会使用一个锁：

http://msdn.microsoft.com/en-gb/library/c5kehkcz(v=vs.71).aspx

你可以设置一个名为serialLock的全局对象，并使用它来确保在粘合片段时，任何发送线程都必须等待:

在接收方：

lock(serialLock)
{
//Glue data
}

在所有发送中：

lock(serialLock)
{
// send data
}

这将解决任何与不同线程等相关的问题。

我还会确保在释放锁之前，在粘合数据部分接收到完整的消息。也许为了使这一点清楚，您需要在DataReceived事件中更新线程安全的数据结构，并且在粘合数据部分中，您需要保持在此部分检查数据结构是否存在完整的消息，然后才能释放锁定。