C#串口通信程序实现无感知签到与答题

  时间:2018-12-05
本文章向大家介绍C#串口通信程序实现无感知签到与答题,主要包括C#串口通信程序实现无感知签到与答题相关应用实例、知识点总结和注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

最近公司项目上线,之前利用串口通讯实现校牌的无感知签到程序, 项目上线以后刚刚好有时间把之前的出现的问题做下记录,废话不多,直接到主题

串口介绍:

串行接口简称串口,也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口),是采用串行通信方式的扩展接口。(至于再详细,自己百度)

正文:

最近在公司让用C#写一个串口通讯程序,下面我将这次遇到的问题和解决方法奉献出来,希望对工作中需要的朋友有所帮助!

我们来看具体的实现步骤。

公司要求实现以下几个功能:

1.)启动程序打开串口通信,接受嵌入式校牌发送过来的16进制形式的数据指令执行业务操作,业务操作完做出回应。

2.)根据需要设置串口通信的必要参数。

3.)通过校牌指令执行相关业务,拉取数据通过访问java的http接口获取数据,并将数据进行处理转换为16进制形式下发给校牌

4.)配置相关接口地址

5.)校牌答题与教室端互动通过本地UPD传递给教室端,

看着好像挺复杂,其实都是纸老虎,一戳就破,前提是你敢去戳。我尽量讲的详细一些,争取说到每个知识点。

C#代码实现:采用SerialPort

实例化一个SerialPort

1. private SerialPort ComDevice = new SerialPort();

 

我自己写了个串口的类就直接上代码

 

  1 using System;
  2 using System.Collections.Generic;
  3 using System.Configuration;
  4 using System.IO.Ports;
  5 using System.Linq;
  6 using System.Text;
  7 using System.Threading;
  8 using System.Threading.Tasks;
  9 
 10 namespace ZPZSerialPort.ComSerialPort
 11 {
 12     public sealed class ComDeviceManager
 13     {
 14         private NLog.Logger logger = NLog.LogManager.GetCurrentClassLogger();//NLog日志记录串口信息
 15         private static ComDeviceManager _comManager;
 16         private static readonly object _instAsync = new object();
 17         public SerialPort ComDeviceComputerChip { get; private set; }
 18 
 19         public Action<Byte[]> ActionComputerChip { get; set; }
 20 
 21         /// <summary>
 22         /// 此处配置根据实际串口进行配置,也可以配置为可变的参数
 23         /// </summary>
 24         private ComDeviceManager()
 25         {
 26             ComDeviceComputerChip = new SerialPort();//实例化一个SerialPort
 27             ComDeviceComputerChip.PortName = ConfigurationManager.AppSettings["protnamexyt"];//端口号此处端口号不固定此处配置为可变参数
 28             ComDeviceComputerChip.BaudRate = 115200;// 串行波特率指定为115200
 29             ComDeviceComputerChip.Parity = (Parity)Convert.ToInt32("0");//
 30             ComDeviceComputerChip.DataBits = Convert.ToInt32("8");
 31             ComDeviceComputerChip.StopBits = (StopBits)Convert.ToInt32("1");
 32             ComDeviceComputerChip.DataReceived += ComDevice1_DataReceived;
 33 
 34         }
 35         /// <summary>
 36         /// 接受端口数据事件
 37         /// </summary>
 38         /// <param name="sender"></param>
 39         /// <param name="e"></param>
 40         private void ComDevice1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
 41         {
 42             byte[] buffers = new byte[ComDeviceComputerChip.BytesToRead];
 43             ComDeviceComputerChip.Read(buffers, 0, buffers.Length);
 44             ActionComputerChip?.Invoke(buffers);
 45         }
 46         /// <summary>
 47         /// 当前设备
 48         /// </summary>
 49         public static ComDeviceManager CurrentDevice
 50         {
 51             get
 52             {
 53                 if (_comManager == null)
 54                 {
 55                     lock (_instAsync)
 56                     {
 57                         if (_comManager == null)
 58                         {
 59                             return _comManager = new ComDeviceManager();
 60                         }
 61                     }
 62                 }
 63 
 64                 return _comManager;
 65             }
 66         }
 67         /// <summary>
 68         /// 打开端口
 69         /// </summary>
 70         /// <returns></returns>
 71         public bool OpenDevice()
 72         {
 73             try
 74             {
 75                 if (!ComDeviceComputerChip.IsOpen)
 76                 {
 77                     ComDeviceComputerChip.Open();
 78                 }
 79                 return true;
 80             }
 81             catch (Exception ex)
 82             {
 83                 logger.Error("打开设备错误:"+ex);
 84             }
 85 
 86             return false;
 87         }
 88         /// <summary>
 89         /// 发送数据
 90         /// </summary>
 91         /// <param name="data"></param>
 92         /// <returns></returns>
 93         public bool SendDzxp(byte[] data)
 94         {
 95             try
 96             {
 97                 if (ComDeviceComputerChip.IsOpen)
 98                 {
 99                     Thread.Sleep(10);// 延迟发送必须做延迟发送不然发送给校牌接受不到,这个问题浪费了一上午事件才发送在发送得时候需要做延迟
100                     ComDeviceComputerChip.Write(data, 0, data.Length);//发送数据给串口端口
101                     Thread.Sleep(10);// 延迟发送
102                     return true;
103                 }
104             }
105             catch (Exception ex)
106             {
107                 logger.Error(ex);
108             }
109 
110             return false;
111         }
112 
113 
114     }
115 }

 

 

设备操作类已经编写完毕,接着就是我们收到指令主动执行操作:操作的步骤如下几点

1.)同步时间

收到同步时间指令获取当前系统时间转换为16进制字节,进行CRC校验之后带上,发送给基站,发送的格式为

引导码+发送码+卡号+响应成功码+长度+内容(当前时间)+校验码

 

2.)同步课程

收到同步课程指令先通过接口拉取数据,把拉取到json数据解析,上课的开始时间,频点,日期,星期 数据进行解析为16进制字节数组

引导码+发送码+卡号+响应成功码+长度+内容(一天课程上课时间)+校验码

拉取到的课程与校牌成功以后 把卡号,频点,同步成功最后课程的时间 提交给接口保存

 

3.)签到

收到签到指令 进行回复

引导码+发送码+卡号+响应成功码+长度+内容(校牌发送的签到指令)+校验码

把校牌卡号与课程ID 提交给接口保存

一 通讯层格式

请求/控制数据帧

引导码

数据传输方向

设备IC卡号

命令码

数据包长度

数据内容

校验码

CRC16

FA FA

D0/D1

4 bytes

0x00~0xFF

0x00~0x3F

0~N

CRC_L

CRC_H

  • 引导码:2 bytes0xFA 0xFA
  • 数据传输方向:1 byte0xD0为电子校牌上传数据给服务器,0xD1为服务器下发数据到电子校牌;
  • 设备IC卡号:4 byte,对应内嵌电子校牌的IC卡号;
  • 命令码:1 byte,取值范围为0x00 – 0xFF
  • 数据包长度:1 byte0x00 – 0x3F
  • 数据内容:传输的数据信息,长度大小与数据包长度一致;
  • 校验码:2 bytes,低字节在前,高字节在后,采用CRC16校验方式,校验数据包括从数据传输方向到数据内容;

 

响应数据帧

引导码

数据传输方向

设备IC卡号

命令码

响应标志码

数据包长度

数据内容

校验码

CRC16

FA FA

D0/D1

4 bytes

0x00~0xFF

0x80/0x81

0x00~0x3F

0~N

CRC_L

CRC_H

  • 引导码:2 bytes0xFA 0xFA
  • 数据传输方向:1 byte0xD0为终端设备上传数据给服务器,0xD1为服务器下发数据到终端设备;
  • 设备IC卡号:4 byte,对应内嵌电子校牌的IC卡号;
  • 命令码:1 byte,取值范围为0x00 – 0xFF
  • 响应标志码:1 byte0x80-----接收正确;0x81----接收有误;

    数据有误码:0x01-----数据格式有误

                    0x02-----校验码错误

                    0x03-----题型有误

  • 数据包长度:1 byte0x00 – 0x3F
  • 数据内容:传输的数据信息,长度大小与数据包长度一致;
  • 校验码:2 bytes,低字节在前,高字节在后,采用CRC16校验方式,校验数据包括从数据传输方向到数据内容;

 

二 详细命令解析

(以设备IC卡号为0xA0 0xA1 0xA2 0xA3为例)

  1. 电子校牌连接基站服务器 0x00

    命令码: 0x00

    数据内容:年/月/日/星期/时/分/秒 7 bytes

    举例:

    Send: FA FA D0 A0 A1 A2 A3 00 00 CRC16

    Recv: FA FA D1 A0 A1 A2 A3 00 80 07 YY MM DD WW hh mm ss CRC16 // 连接成功

     

  2. 电子校牌请求服务器同步课程表 0x01

    命令码: 0x01

    数据内容:ID号:A0 A1 A2 A3

    FF FF FF FF 表示对所有电子校牌统一下发

    N=2n+1:课程表(时间、频点) 星期几+(时间(小时/分钟)+频点)* n(课节数,最大10)

    Weekday:星期一 ~ 星期六(1~6), 星期日: 0

                 时间(H/M):((H-6)<< 4) | (M/5) 分钟为5的倍数

    举例:

    Send: FA FA D0 A0 A1 A2 A3 01 00 CRC16 // 校牌请求下发课程表

    Recv: FA FA D1 A0 A1 A2 A3 01 80 N weekday 1...2n CRC16 // 服务器下发课程表

    Send: FA FA D0 A0 A1 A2 A3 01 80 01 weekday CRC16 //校牌回复设置课程表成功

     

  3. 电子校牌完成签到功能 0x02

    命令码: 0x02

    数据内容: 年/月/日/时/分/秒 6 bytes

    举例:

    Send: FA FA D0 A0 A1 A2 A3 02 06 YY MM DD hh mm ss CRC16

    Recv: FA FA D1 A0 A1 A2 A3 02 80 06 YY MM DD hh mm ss CRC16 // 签到成功

     

    处理相关业务逻辑使用工厂模式

     
     1 using System;
     2 using System.Collections.Generic;
     3 using System.Linq;
     4 using System.Text;
     5 using System.Threading.Tasks;
     6 
     7 namespace ZPZSerialPort.Factory
     8 {
     9     public interface  ICommunication
    10     {
    11         bool Send(object data);
    12     }
    13     /// <summary>
    14     /// 同步时间
    15     /// </summary>
    16     public class SyncTime : ICommunication//
    17     {
    18         public bool Send(object data)
    19         {
    20             Console.WriteLine("同步时间接受的数据");
    21             return true;
    22         }
    23     }
    24     /// <summary>
    25     /// 同步课程
    26     /// </summary>
    27     public class SyncCourse : ICommunication
    28     {
    29         public bool Send(object data)
    30         {
    31             Console.WriteLine("同步课程接受的数据");
    32             return true;
    33         }
    34     }
    35     /// <summary>
    36     /// 签到
    37     /// </summary>
    38     public class Sign : ICommunication
    39     {
    40         public bool Send(object data)
    41         {
    42             Console.WriteLine("同步课程接受的数据");
    43             return true;
    44         }
    45 
    46     }
    47     /// <summary>
    48     /// 答题
    49     /// </summary>
    50     public class Answer : ICommunication
    51     {
    52         public bool Send(object data)
    53         {
    54             Console.WriteLine("答题接受的数据");
    55             return true;
    56         }
    57     }
    58 
    59 
    60 }

     

     

     1 using System;
     2 using System.Collections.Generic;
     3 using System.Linq;
     4 using System.Text;
     5 using System.Threading.Tasks;
     6 
     7 namespace ZPZSerialPort.Factory
     8 {
     9     /// <summary>
    10     /// 通讯工厂
    11     /// </summary>
    12     public class CommunicationFactory
    13     {
    14         public ICommunication CreateCommunicationFactory(string style)
    15         {
    16             switch (style)
    17             {
    18                 case "SyncTime"://同步时间
    19                     return new SyncTime();
    20                 case "SyncCourse"://同步课程
    21                     return new SyncCourse();
    22                 case "Sign"://签到
    23                     return new Sign();
    24                 case "Answer"://答题
    25                     return new Answer();
    26             }
    27             return null;
    28         }
    29     }
    30 }

     

     

     

    处理接受得数据实体

 

  1 using System;
  2 using System.Collections.Generic;
  3 using System.Linq;
  4 using System.Text;
  5 using System.Threading.Tasks;
  6 
  7 namespace ZPZSerialPort.COM_USB
  8 {
  9     /// <summary>
 10     /// 响应数据帧
 11     /// </summary>
 12     public class USBComReceiveEntity
 13     {
 14         //引导码 2 bytes,0xFA 0xFA
 15         public string header { get; set; }
 16 
 17         //数据传输方向  1 byte,0xD0为电子校牌上传数据给服务器,0xD1为服务器下发数据到电子校牌
 18         public string direction { get; set; }
 19 
 20         //设备IC卡号 4 byte,对应内嵌电子校牌的IC卡号
 21         public string icCard { get; set; }
 22 
 23         //命令码 1 byte,取值范围为0x00 – 0xFF
 24         public string code { get; set; }
 25 
 26         //响应标志码:1 byte,0x80-----接收正确;0x81----接收有误
 27         public string response { get; set; }
 28 
 29         //数据包长度 1 byte,0x00 – 0x3F
 30         public string length { get; set; }
 31 
 32         //数据内容 传输的数据信息,长度大小与数据包长度一致
 33         public string content { get; set; }
 34 
 35         //校验码CRC16 2 bytes,低字节在前,高字节在后,采用CRC16校验方式,校验数据包括从数据传输方向到数据内容
 36         public string check { get; set; }
 37 
 38         /// <summary>
 39         /// set 实体
 40         /// </summary>
 41         /// <param name="str"></param>
 42         /// <returns></returns>
 43         public static USBComReceiveEntity SetReceiveEntity(string str)
 44         {
 45             

原文地址:http://www.manongjc.com/article/20964.html