《连载 | 物联网框架ServerSuperIO教程》-4.如开发一套设备驱动,同时支持串口和网络通讯。附:将来支持Windows 10 IOT

1.C#跨平台物联网通讯框架ServerSuperIO(SSIO)介绍

《连载 |
物联网框架ServerSuperIO教程》1.4种简报模式机制。

永利皇宫463手机版,《连载 |
物联网框架ServerSuperIO教程》2.劳动实例的配置参数表达

《连载 | 物联网框架ServerSuperIO教程》-
3.器具驱动介绍

 

注:ServerSuperIO有希望被移植到Windows
10
IOT上,那么以后有希望开荒一套设备驱动,能够分段在服务端、嵌入式设备中,将产生完整的消除方案。

     
现在已经调试通过某个代码,还得需求一段时间,日常都以晚上干,时间也轻松。如下图:

永利皇宫463手机版 1

 

目       录

4.如开荒一套装置驱动,同一时候扶助串口和互连网通讯… 2

4.1           概述… 2

4.2           通信左券分明… 2

4.2.1    发送读实时数据命令左券… 2

4.2.2    深入分析实时数据合同… 3

4.2.3    发送和接收数据事例… 3

4.3           开辟设备驱动… 3

4.3.1    构建实时数据长久对象(不是必需)… 3

4.3.2    创设参数数据漫长对象… 5

4.3.3    创设发送和深入分析合同命令对象… 5

4.3.4    创设筑协会谈商讨驱动对象… 6

4.3.5    构建设备驱动对象… 8

4.4           构建宿主程序… 12

4.5           运转效果… 15

 

 

4.如开辟一套设备驱动,同期援助串口和互联网通信

4.1    概述

    
作为物联网通信框架,分明要补助三种通讯链路,在各类简报链路的底子上成功种种简报公约的竞相,举个例子:Modbus、自定义商量等等。可是,有一个题目:针对同一台硬件设备或传感器,完结串口和网络三种简报方式的多少收集和调整,是或不是要分头写代码?举个例子从实际角度解析,同一硬件,它要到位的事情逻辑分明是一模二样的,所以ServerSuperIO物联网框架,允许开采一套装置驱动,同一时候帮忙串口和网络两种简报情势的并行。

    
通信很粗大略、交互很轻易、业务很轻易……借使把好多大概的标题合在一同,那么就变得不简单了,所以要有贰个框架性的事物,重新把众多主题材料变得轻易。

4.2    通讯公约规定

   
在成功二个装置驱动的开销在此之前,首先要精晓它的简报合同,好比五个人调换的语言一样。针对报纸发表契约,大家自定义三个简单交互方式,只是发送命令,提取数额新闻。

4.2.1    发送读实时数据命令公约

    
计算机发送0x61发令为读实时数据命令,共发送6个字节,校验和为从“从机地址”伊始的增进和,不包蕴“数据报头”、“校验和”和“合同截止”。

     发送指令数据帧如下:

帧结构

数据报头

从机地址

一声令下代码

校验和

情商甘休

0x55

0xAA

 

0x61

 

0x0D

字节数

1

1

1

1

1

1

  

4.2.2    剖析实时数据协议

   
下位机接收到读实时数据命令后,并校验成功,重回实时数据,校验和为从“从机地址”初阶的增进和,不满含“数据报头”、“校验和”和“公约截止”。

    接收数据帧如下:

帧结构

数码报头

从机地址

一声令下代码

流量

信号

校验和

商业事务截至

0x55

0xAA

 

0x61

浮点型

浮点型

 

0x0D

字节数

1

1

1

1

4

 

4

1

1

4.2.3    发送和接收数据事例

出殡(十六进制):0x55 0xaa 0x00 0x61 0x61 0x0d

接到(十六进制):0x55 0xaa 0x00 0x61 0x43 0x7a 0x00 0x00 0x43 0xb4 0x15
0x0d

流量数据为:250.00

时域信号数据为:360.00

4.3    开荒设备驱动

4.3.1    塑造实时数据长久对象(不是必得)

1.透过重回数据的报道合同,有流量和非确定性信号八个动态变量,我们须求创设三个动态目的实体类,重要用于合同驱动与设备驱动之间的多少交互。代码如下:

public class Dyn
{
        private float _Flow = 0.0f;
        /// <summary>
        /// 流量
        /// </summary>
        public float Flow
        {
            get { return _Flow; }
            set { _Flow = value; }
        }
        private float _Signal = 0.0f;
        /// <summary>
        /// 信号
        /// </summary>
        public float Signal
        {
            get { return _Signal; }
            set { _Signal = value; }
        }
}

 
2.大家第一的办事是要开创三个实时数据长久对象类,实时缓存数据音信,也得以把该实时数据音讯保存到数据库中或任何存款和储蓄媒质。实时多少持久对象类的代码如下:

public class DeviceDyn:DeviceDynamic
{
        public DeviceDyn() : base()
        {
            Dyn=new Dyn();
        }
        public override string GetAlertState()
        {
            throw new NotImplementedException("无报警信息");
        }
        public override object Repair()
        {
            return new DeviceDyn();
        }
        public Dyn Dyn { get; set; }
}

     DeviceDyn
类承接自DeviceDynamic,因为各样硬件器具的告警音信有望差别,所以GetAlertState函数能够实该功用,可是SSIO框架并不曾直接援用;这一个类精神上是多个得以类别化,在不加互斥的场所下恐怕导致文件损坏,所以Repair可以产生修复效应,在DeviceDynamic基类里金镶玉裹福禄双全了该意义;另外,完毕DeviceDynamic基类自带多个函数,Save函数用于持久化(体系化)此类的音信,Load用于获取(反种类化)此类的新闻,在装置驱动中能够利用。

4.3.2    营造参数数据长久对象

   
平日的话硬件器具会有读参数的吩咐,那么再次来到来的参数也急需张开悠久化存款和储蓄,并且每台设备的参数都大概不一致,在此提供一个可扩张的接口。在那几个报纸发表合同中并从未关系到设备参数相关的合计表明,不过大家也必要创建三个参数数据长久对象类,能够不写任何扩张的参数属性,在SSIO框架对参数的接口进行了引用,这是必须进行了办事。代码如下:

public class DevicePara:ServerSuperIO.Device.DeviceParameter
{
        public override object Repair()
        {
            return new DevicePara();
        }
}

    
DevicePara承继自DeviceParameter类,情状与实时数据持久对象类似,能够参数。

4.3.3    营造发送和分析合同命令对象

   
与器材开展交互会涉及到无数交互式的一声令下或指令代码,而那个命令在SSIO框架内是以商谈命令对象的花样存在,概况包罗多个部:推行命令接口、打包发送数据接口、分析接收数据接口等。

   
针对地点的简报合同,有多少个61下令,那么大家就足以依赖61命令为命名构建一个公约命令对象,包含发送数据和剖判数据部分。倘若有另外命令代码,触类旁通。代码如下:

internal class DeviceCommand:ProtocolCommand
{
        public override string Name
        {
            get { return "61"; }
        }

        public override void ExcuteCommand<T>(T t)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public override byte[] Package<T> (string code, T1 t1,T2 t2)
        {
            //发送:0x55 0xaa 0x00 0x61 0x61 0x0d
            byte[] data = new byte[6];
            data[0] = 0x55;
            data[1] = 0xaa;
            data[2] = byte.Parse(code);
            data[3] = 0x61;
            data[4] = this.ProtocolDriver.GetCheckData(data)[0];
            data[5] = 0x0d;
            return data;
        }

        public override dynamic Analysis<T>(byte[] data, T t)
        {
            Dyn dyn = new Dyn()
            //一般下位机是单片的话,接收到数据的高低位需要互换,才能正常解析。
            byte[] flow = BinaryUtil.SubBytes(data, 4, 4, true);
            dyn.Flow = BitConverter.ToSingle(flow, 0);
            byte[] signal = BinaryUtil.SubBytes(data, 8, 4, true);
            dyn.Signal = BitConverter.ToSingle(signal, 0);
            return dyn;
        }

}

    
构建筑组织议命令须求任何后续自ProtocolCommand,依据广播发表合同规定,Name属性再次回到61,作为首要字;Package是包装要送的数据消息;Analysis对应着接收数据之后进行深入分析操作。就这么三个简易的磋商命令驱动就创设实现了。

4.3.4    构建筑协会谈商讨驱动对象

   
有了商谈命令之后,我们需求创设筑组织商驱动对象,SSIO框架帮忙自定义公约也在于此,何况与设备驱动的接口相关联,在SSIO框架的高级级应用中也举办了引用,创设那引对象很要紧。代码如下:

internal class DeviceProtocol:ProtocolDriver
{
        public override bool CheckData(byte[] data)
        {
            if (data[0] == 0x55 && data[1] == 0xaa && data[data.Length - 1] == 0x0d)
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

        public override byte[] GetCommand(byte[] data)
        {
            return new byte[] { data[3] };
        }

        public override int GetAddress(byte[] data)
        {
            return data[2];
        }

        public override byte[] GetHead(byte[] data)
        {
            return new byte[] { data[0], data[1] };
        }

        public override byte[] GetEnd(byte[] data)
        {
            return new byte[] { data[data.Length - 1] };
        }

        public override byte[] GetCheckData(byte[] data)
        {
            byte checkSum = 0;
            for (int i = 2; i < data.Length - 2; i++)
            {
                checkSum += data[i];
            }
            return new byte[] { checkSum };
        }

        public override string GetCode(byte[] data)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public override int GetPackageLength(byte[] data, IChannel channel, ref int readTimeout)
        {
           throw new NotImplementedException();
        }
}

     DeviceProtocol 合同驱动承接自ProtocolDriver
,二个设施驱动只存在二个斟酌驱动,叁个公约驱动能够存在四个研究命令(如61命令)。该类中的CheckData函数很要紧,SSIO框架中的设备驱动基类援用了,重要是产生人理高校验接收数据的完事性,是还是不是适合合同,进而调节了通信状态:通信不奇怪、通讯中断、通信烦扰、以及通信未知,差异的简报状态也调控了调用设备驱动中的哪个函数接口:Communicate、CommunicateInterrupt、CommunicateError和CommunicateNone。

4.3.5    创设设备驱动对象

    
上边的基本功工作都做完之后,以往就营造设备驱动的骨干部分,也正是SSIO框架与设备驱动对接、协和、调节的无可比拟接口,写完那些接口,设备驱动就能够在SSIO上直接运维了,并且与硬件配备开展互相。直接上代码:

public class DeviceDriver:RunDevice
{
        private DeviceDyn _deviceDyn;
        private DevicePara _devicePara;
        private DeviceProtocol _protocol;
        public DeviceDriver() : base()
        {
            _devicePara = new DevicePara();
            _deviceDyn = new DeviceDyn();
            _protocol = new DeviceProtocol();
        }

        public override void Initialize(string devid)
        {
            this.Protocol.InitDriver(this.GetType(),null);
            //初始化设备参数信息
            _devicePara.DeviceID = devid;//设备的ID必须先赋值,因为要查找对应的参数文件。
            if (System.IO.File.Exists(_devicePara.SavePath))
            {
                //如果参数文件存在,则获得参数实例
                _devicePara = _devicePara.Load<DevicePara>();
            }
            else
            {
                //如果参数文件不存在,则序列化一个文件
                _devicePara.Save<DevicePara>(_devicePara);
            }

            //初始化设备实时数据信息
            _deviceDyn.DeviceID = devid;//设备的ID必须先赋值,因为要查找对应的实时数据文件。
            if (System.IO.File.Exists(_deviceDyn.SavePath))
            {
                //参数文件存在,则获得参数实例
                _deviceDyn = _deviceDyn.Load<DeviceDyn>();
            }
            else
            {
                //如果参数文件不存在,则序列化一个文件
                _deviceDyn.Save<DeviceDyn>(_deviceDyn);
            }
        }

        public override byte[] GetConstantCommand()
        {
            return this.Protocol.DriverPackage<String>("0", "61", null);
        }

        public override void Communicate(ServerSuperIO.Communicate.IRequestInfo info)
        {
            Dyn dyn = this.Protocol.DriverAnalysis<String>("61", info.Data, null);
            if (dyn != null)
            {
                _deviceDyn.Dyn = dyn;
            }
            OnDeviceRuningLog("通讯正常");
        }

        public override void CommunicateInterrupt(ServerSuperIO.Communicate.IRequestInfo info)
        {
            OnDeviceRuningLog("通讯中断");
        }

        public override void CommunicateError(ServerSuperIO.Communicate.IRequestInfo info)
        {
            OnDeviceRuningLog("通讯干扰");
        }

        public override void CommunicateNone()
        {
            OnDeviceRuningLog("通讯未知");
        }

        public override void Alert()
        {
            return;
        }

        public override void Save()
        {
            try
            {
                _deviceDyn.Save<DeviceDyn>(_deviceDyn);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                OnDeviceRuningLog(ex.Message);
            }
        }

        public override void Show()
        {
            List<string> list=new List<string>();
            list.Add(_devicePara.DeviceName);
            list.Add(_deviceDyn.Dyn.Flow.ToString());
            list.Add(_deviceDyn.Dyn.Signal.ToString());
            OnDeviceObjectChanged(list.ToArray());
        }

        public override void UnknownIO()
        {
            OnDeviceRuningLog("未知通讯接口");
        }

        public override void CommunicateStateChanged(ServerSuperIO.Communicate.CommunicateState comState)
        {
            OnDeviceRuningLog("通讯状态改变");
        }

        public override void ChannelStateChanged(ServerSuperIO.Communicate.ChannelState channelState)
        {
            OnDeviceRuningLog("通道状态改变");
        }

        public override void Exit()
        {
            OnDeviceRuningLog("退出设备");
        }

        public override void Delete()
        {
            OnDeviceRuningLog("删除设备");
        }

        public override object GetObject()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public override void ShowContextMenu()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public override IDeviceDynamic DeviceDynamic
        {
            get { return _deviceDyn; }
        }

        public override IDeviceParameter DeviceParameter
        {
            get { return _devicePara; }
        }

        public override IProtocolDriver Protocol
       {
            get { return _protocol;}
        }

        public override DeviceType DeviceType
        {
            get { return DeviceType.Common; }
        }

        public override string ModelNumber
        {
            get { return "serversuperio"; }
        }

        public override System.Windows.Forms.Control DeviceGraphics
        {
            get { throw new NotImplementedException(); }
        }
}

   
实时动态数据对象_deviceDyn、参数数据对象_devicePara、左券驱动对象_protocol分别提须求接口:DeviceDynamic、DeviceParameter和Protocol,为SSIO提供可援引的基础属性参数。

    
Initialize是道具驱动开始化的函数接口,在这一个接口达成七个根本办事:早先化左券驱动和参数性的音信。通过this.Protocol.InitDriver(this.GetType(),null);代码能够加载全部左券命令到和谐驱动的缓存中,以便实时调用。当然这里边也能够实行别的地点的做事,不过注意对非常的拍卖。

    
DeviceType那么些是设备的种类,常常内定为Common就好了。别的函数接口功用已经在《物联网框架ServerSuperIO教程-3.设备驱动介绍》中详细介绍了,请参照他事他说加以考察。

4.4    营造宿主程序

    
二个差不离的配备驱动就早就开辟好了,光有驱动还相当,那么我们依照SSIO框架再写几行代码,完毕八个宿主程序,把设备驱动实例化,放SSIO的劳务实例中运作,完毕串口和网络三种方法的广播发表交互,代码也特别轻便。代码如下:

class Program
{
        static void Main(string[] args)
        {
            DeviceDriver dev1 = new DeviceDriver();
            dev1.DeviceParameter.DeviceName = "串口设备1";
            dev1.DeviceParameter.DeviceAddr = 0;
            dev1.DeviceParameter.DeviceID = "0";
            dev1.DeviceDynamic.DeviceID = "0";
            dev1.DeviceParameter.COM.Port = 1;
            dev1.DeviceParameter.COM.Baud = 9600;
            dev1.CommunicateType = CommunicateType.COM;
            dev1.Initialize("0");

            DeviceDriver dev4 = new DeviceDriver();
            dev4.DeviceParameter.DeviceName = "网络设备2";
            dev4.DeviceParameter.DeviceAddr = 0;
            dev4.DeviceParameter.DeviceID = "3";
            dev4.DeviceDynamic.DeviceID = "3";
            dev4.DeviceParameter.NET.RemoteIP = "127.0.0.1";
            dev4.DeviceParameter.NET.RemotePort = 9600;
            dev4.CommunicateType = CommunicateType.NET;
            dev4.Initialize("3");

            IServer server = new ServerFactory().CreateServer(new ServerConfig()
            {
                ServerName = "服务实例1",
                SocketMode = SocketMode.Tcp,
                ControlMode = ControlMode.Loop,
                CheckSameSocketSession = false,
                StartCheckPackageLength = false,
            });

            server.AddDeviceCompleted += server_AddDeviceCompleted;
            server.DeleteDeviceCompleted += server_DeleteDeviceCompleted;
            server.SocketConnected+=server_SocketConnected;
            server.SocketClosed+=server_SocketClosed;
            server.Start();

            server.AddDevice(dev1);
            server.AddDevice(dev4);

            while ("exit"==Console.ReadLine())
            {
                 server.Stop();
            }
        }

        private static void server_SocketClosed(string ip, int port)
        {
            Console.WriteLine(String.Format("断开:{0}-{1} 成功", ip, port));
        }

        private static void server_SocketConnected(string ip, int port)
        {
            Console.WriteLine(String.Format("连接:{0}-{1} 成功",ip, port));
        }

        private static void server_AddDeviceCompleted(string devid, string devName, bool isSuccess)

        {
            Console.WriteLine(devName+",增加:"+isSuccess.ToString());
        }

        private static void server_DeleteDeviceCompleted(string devid, string devName, bool isSuccess)
        {
            Console.WriteLine(devName + ",删除:" + isSuccess.ToString());
        }
    }
}

    
这一个代码大家都能看领会,具体的主宰格局大家接下去会相继介绍。在创设宿主程序的时候,切忌对劳务实例那样引用:server.ChannelManager、server.ControllerManager、server.DeviceManager。就算提供了这么的接口,主假如为了SSIO框架之中使用的,没有须求我们单独去操作那些接口。有的网上基友是那般的写的,那么就成为了二个纯的通讯IO框架,那么就错失了SSIO框架本身的市场总值。作为一回开采者,只须求安装设备驱动的参数,以及向服务实例中追加或删除设备就行了,其他全体的运营总体交由SSIO框架来完结。

4.5    运维效果

 永利皇宫463手机版 2

 

1.[连载]《C#广播发表(串口和互联网)框架的布署性与贯彻》

2.[开源]C#跨平台物联网通信框架ServerSuperIO(SSIO)介绍

2.行使SuperIO(SIO)和开源跨平台物联网框架ServerSuperIO(SSIO)营造系统的欧洲经济共同体方案

3.C#工业物联网和集成系统施工方案的手艺门路(数据源、数据搜聚、数据上传与接受、ActiveMQ、Mongodb、WebApi、手提式有线电电话机App)

5.ServerSuperIO开源地址:

物联网&集成技艺(.NET) QQ群54256083

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