C#串口通信程式實現無感知簽到與答題

来源:https://www.cnblogs.com/zengzhanping/archive/2018/12/05/10072037.html
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最近公司項目上線，之前利用串口通訊實現校牌的無感知簽到程式， 項目上線以後剛剛好有時間把之前的出現的問題做下記錄，廢話不多，直接到主題 串口介紹： 串列介面簡稱串口，也稱串列通信介面或串列通訊介面（通常指COM介面），是採用串列通信方式的擴展介面。（至於再詳細，自己百度） 正文： 最近在公司讓用C# ...


最近公司項目上線，之前利用串口通訊實現校牌的無感知簽到程式， 項目上線以後剛剛好有時間把之前的出現的問題做下記錄，廢話不多，直接到主題

串口介紹：

串列介面簡稱串口，也稱串列通信介面或串列通訊介面（通常指COM介面），是採用串列通信方式的擴展介面。（至於再詳細，自己百度）

正文：

最近在公司讓用C#寫一個串口通訊程式，下麵我將這次遇到的問題和解決方法奉獻出來，希望對工作中需要的朋友有所幫助！

我們來看具體的實現步驟。

公司要求實現以下幾個功能：

1.）啟動程式打開串口通信，接受嵌入式校牌發送過來的16進位形式的數據指令執行業務操作，業務操作完做出回應。

2.）根據需要設置串口通信的必要參數。

3.）通過校牌指令執行相關業務，拉取數據通過訪問java的http介面獲取數據,並將數據進行處理轉換為16進位形式下發給校牌

4.）配置相關介面地址

5.）校牌答題與教室端互動通過本地UPD傳遞給教室端，

看著好像挺複雜，其實都是紙老虎，一戳就破，前提是你敢去戳。我儘量講的詳細一些，爭取說到每個知識點。

C#代碼實現：採用SerialPort

實例化一個SerialPort 

1. private SerialPort ComDevice = new SerialPort();

 

我自己寫了個串口的類就直接上代碼

 

  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日誌記錄串口信息
 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         /// 此處配置根據實際串口進行配置，也可以配置為可變的參數
 23         /// </summary>
 24         private ComDeviceManager()
 25         {
 26             ComDeviceComputerChip = new SerialPort();//實例化一個SerialPort
 27             ComDeviceComputerChip.PortName = ConfigurationManager.AppSettings["protnamexyt"];//埠號此處埠號不固定此處配置為可變參數
 28             ComDeviceComputerChip.BaudRate = 115200;// 串列波特率指定為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         /// 接受埠數據事件
 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         /// 當前設備
 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         /// 打開埠
 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("打開設備錯誤："+ex);
 84             }
 85 
 86             return false;
 87         }
 88         /// <summary>
 89         /// 發送數據
 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);// 延遲發送必須做延遲發送不然發送給校牌接受不到，這個問題浪費了一上午事件才發送在發送得時候需要做延遲
100                     ComDeviceComputerChip.Write(data, 0, data.Length);//發送數據給串口埠
101                     Thread.Sleep(10);// 延遲發送
102                     return true;
103                 }
104             }
105             catch (Exception ex)
106             {
107                 logger.Error(ex);
108             }
109 
110             return false;
111         }
112 
113 
114     }
115 }

 

 

設備操作類已經編寫完畢，接著就是我們收到指令主動執行操作：操作的步驟如下幾點

1.）同步時間

收到同步時間指令獲取當前系統時間轉換為16進位位元組，進行CRC校驗之後帶上，發送給基站,發送的格式為

引導碼+發送碼+卡號+響應成功碼+長度+內容(當前時間)+校驗碼

 

2.）同步課程

收到同步課程指令先通過介面拉取數據，把拉取到json數據解析，上課的開始時間，頻點，日期，星期 數據進行解析為16進位位元組數組

引導碼+發送碼+卡號+響應成功碼+長度+內容(一天課程上課時間)+校驗碼

拉取到的課程與校牌成功以後 把卡號，頻點，同步成功最後課程的時間 提交給介面保存

 

3.）簽到

收到簽到指令 進行回覆

引導碼+發送碼+卡號+響應成功碼+長度+內容(校牌發送的簽到指令)+校驗碼

把校牌卡號與課程ID 提交給介面保存

一 通訊層格式：

請求/控制數據幀

引導碼

數據傳輸方向

設備IC卡號

命令碼

數據包長度

數據內容

校驗碼

（CRC16）

FA FA

D0/D1

4 bytes

0x00~0xFF

0x00~0x3F

0~N

CRC_L

CRC_H
  • 引導碼：2 bytes，0xFA 0xFA；
  • 數據傳輸方向：1 byte，0xD0為電子校牌上傳數據給伺服器，0xD1為伺服器下發數據到電子校牌；
  • 設備IC卡號：4 byte，對應內嵌電子校牌的IC卡號；
  • 命令碼：1 byte，取值範圍為0x00 – 0xFF；
  • 數據包長度：1 byte，0x00 – 0x3F；
  • 數據內容：傳輸的數據信息，長度大小與數據包長度一致；
  • 校驗碼：2 bytes，低位元組在前，高位元組在後，採用CRC16校驗方式，校驗數據包括從數據傳輸方向到數據內容；

 

響應數據幀

引導碼

數據傳輸方向

設備IC卡號

命令碼

響應標誌碼

數據包長度

數據內容

校驗碼

（CRC16）

FA FA

D0/D1

4 bytes

0x00~0xFF

0x80/0x81

0x00~0x3F

0~N

CRC_L

CRC_H
  • 引導碼：2 bytes，0xFA 0xFA；
  • 數據傳輸方向：1 byte，0xD0為終端設備上傳數據給伺服器，0xD1為伺服器下發數據到終端設備；
  • 設備IC卡號：4 byte，對應內嵌電子校牌的IC卡號；
  • 命令碼：1 byte，取值範圍為0x00 – 0xFF；
  • 響應標誌碼：1 byte，0x80-----接收正確；0x81----接收有誤；

    數據有誤碼：0x01-----數據格式有誤

                    0x02-----校驗碼錯誤

                    0x03-----題型有誤

  • 數據包長度：1 byte，0x00 – 0x3F；
  • 數據內容：傳輸的數據信息，長度大小與數據包長度一致；
  • 校驗碼：2 bytes，低位元組在前，高位元組在後，採用CRC16校驗方式，校驗數據包括從數據傳輸方向到數據內容；

 

二 詳細命令解析：

（以設備IC卡號為0xA0 0xA1 0xA2 0xA3為例）

  1. 電子校牌連接基站伺服器 0x00

    命令碼： 0x00

    數據內容：年/月/日/星期/時/分/秒 7 bytes

    舉例：

    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 // 連接成功

     

  2. 電子校牌請求伺服器同步課程表 0x01

    命令碼： 0x01

    數據內容：ID號：A0 A1 A2 A3

    FF FF FF FF 表示對所有電子校牌統一下發

    N=2n+1：課程表（時間、頻點） 星期幾+（時間（小時/分鐘）+頻點）* n(課節數，最大10)

    Weekday：星期一 ~ 星期六（1~6）， 星期日： 0

                 時間（H/M）：(（H-6）<< 4) | (M/5) 分鐘為5的倍數

    舉例：

    Send: FA FA D0 A0 A1 A2 A3 01 00 CRC16 // 校牌請求下發課程表

    Recv: FA FA D1 A0 A1 A2 A3 01 80 N weekday 1...2n CRC16 // 伺服器下發課程表

    Send: FA FA D0 A0 A1 A2 A3 01 80 01 weekday CRC16 //校牌回覆設置課程表成功

     

  3. 電子校牌完成簽到功能 0x02

    命令碼： 0x02

    數據內容： 年/月/日/時/分/秒 6 bytes

    舉例：

    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 // 簽到成功

     

    處理相關業務邏輯使用工廠模式

      
     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     /// 同步時間
15     /// </summary>
16     public class SyncTime : ICommunication//
17     {
18         public bool Send(object data)
19         {
20             Console.WriteLine("同步時間接受的數據");
21             return true;
22         }
23     }
24     /// <summary>
25     /// 同步課程
26     /// </summary>
27     public class SyncCourse : ICommunication
28     {
29         public bool Send(object data)
30         {
31             Console.WriteLine("同步課程接受的數據");
32             return true;
33         }
34     }
35     /// <summary>
36     /// 簽到
37     /// </summary>
38     public class Sign : ICommunication
39     {
40         public bool Send(object data)
41         {
42             Console.WriteLine("同步課程接受的數據");
43             return true;
44         }
45 
46     }
47     /// <summary>
48     /// 答題
49     /// </summary>
50     public class Answer : ICommunication
51     {
52         public bool Send(object data)
53         {
54             Console.WriteLine("答題接受的數據");
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     /// 通訊工廠
11     /// </summary>
12     public class CommunicationFactory
13     {
14         public ICommunication CreateCommunicationFactory(string style)
15         {
16             switch (style)
17             {
18                 case "SyncTime"://同步時間
19                     return new SyncTime();
20                 case "SyncCourse"://同步課程
21                     return new SyncCourse();
22                 case "Sign"://簽到
23                     return new Sign();
24                 case "Answer"://答題
25                     return new Answer();
26             }
27             return null;
28         }
29     }
30 }

     

     

     

    處理接受得數據實體

 

  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     /// 響應數據幀
 11     /// </summary>
 12     public class USBComReceiveEntity
 13     {
 14         //引導碼 2 bytes，0xFA 0xFA
 15         public string header { get; set; }
 16 
 17         //數據傳輸方向  1 byte，0xD0為電子校牌上傳數據給伺服器，0xD1為伺服器下發數據到電子校牌
 18         public string direction { get; set; }
 19 
 20         //設備IC卡號 4 byte，對應內嵌電子校牌的IC卡號
 21         public string icCard { get; set; }
 22 
 23         //命令碼 1 byte，取值範圍為0x00 – 0xFF
 24         public string code { get; set; }
 25 
 26         //響應標誌碼：1 byte，0x80-----接收正確；0x81----接收有誤
 27         public string response { get; set; }
 28 
 29         //數據包長度 1 byte，0x00 – 0x3F
 30         public string length { get; set; }
 31 
 32         //數據內容 傳輸的數據信息，長度大小與數據包長度一致
 33         public string content { get; set; }
 34 
 35         //校驗碼CRC16 2 bytes，低位元組在前，高位元組在後，採用CRC16校驗方式，校驗數據包括從數據傳輸方向到數據內容
 36         public string check { get; set; }
 37 
 38         /// <summary>
 39         /// set 實體
 40         /// </summary>
 41         /// <param name="str"></param>
 42         /// <returns></returns>
 43         public static USBComReceiveEntity SetReceiveEntity(string str)
 44         {
 45             if (str == null || str.Length == 0) return null;
 46             USBComReceiveEntity entity = new USBComReceiveEntity();
 47             str = str.Replace(" ", "");
 48             if (str.Length >= 4) entity.header = str.Substring(0, 4);
 49             if (str.Length >= 6) entity.direction = str.Substring(4, 2);
 50             if (str.Length >= 14) entity.icCard = str.Substring(6, 8);
 51             if (str.Length >= 16) entity.code = str.Substring(14, 2);
 52             if (str.Length >= 18) entity.response = str.Substring(16, 2);
 53
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    OAuth2.0授權驗證-gitee授權碼模式 本文主要介紹如何筆者自己是如何使用gitee提供的OAuth2.0協議完成授權驗證並登錄到自己的系統，完整模式如圖 1、創建應用 打開gitee個人中心->第三方應用->創建應用 創建應用後在我的應用界面，查看已創建應用的Client ID和Clien ...
  • FastReport.OpenSource .Net下開源免費報表列印組件
    解決了這個問題：《winForm下，fastReport.net 從.net framework 升級到.net5遇到的錯誤“Operation is not supported on this platform.”》 本文內容轉載自：https://www.fcnsoft.com/Home/Sho ...
  • 如何在 ASP.NET Core Web API 方法執行前後 “偷偷“ 作一些 “壞“ 事？初識 ActionFilterAttribute
    國內文章 WPF 從裸 Win 32 的 WM_Pointer 消息獲取觸摸點繪製筆跡 https://www.cnblogs.com/lindexi/p/18390983 本文將告訴大家如何在 WPF 裡面，接收裸 Win 32 的 WM_Pointer 消息，從消息裡面獲取觸摸點信息，使用觸摸點 ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用異常篩選器捕獲和統一處理異常
    前言 給大家推薦一個專為新零售快消行業打造了一套高效的進銷存管理系統。 系統不僅具備強大的庫存管理功能，還集成了高性能的輕量級 POS 解決方案，確保頁面載入速度極快，提供良好的用戶體驗。 項目介紹 Dorisoy.POS 是一款基於 .NET 7 和 Angular 4 開發的新零售快消進銷存管理 ...
  • AbpHelper CLI積累與實戰分享
    ABP CLI常用的代碼分享 一、確保環境配置正確 安裝.NET CLI： ABP CLI是基於.NET Core或.NET 5/6/7等更高版本構建的，因此首先需要在你的開發環境中安裝.NET CLI。這可以通過訪問Microsoft官網下載並安裝相應版本的.NET SDK來實現。 安裝ABP ...
  • 記一次HttpClient使用問題分析
    問題 問題是這樣的：第三方的webapi，需要先調用登陸介面獲取Cookie，訪問其它介面時攜帶Cookie信息。 但使用HttpClient類調用登陸介面，返回的Headers中沒有找到Cookie信息。 分析 首先，使用Postman測試該登陸介面，正常返回Cookie信息，說明是HttpCli ...
  • .NET周刊【9月第3期 2024-09-15】
    國內文章 關於.NET在中國為什麼工資低的分析 https://www.cnblogs.com/thinkingmore/p/18406244 .NET在中國開發者的薪資偏低，主要因市場需求、技術棧選擇和企業文化等因素所致。歷史上，.NET曾因微軟的閉源策略發展受限，儘管後來推出了跨平臺的.NET ...
  • 我的網站集成ElasticSearch初體驗
    在WPF開發應用中，動畫不僅可以引起用戶的註意與興趣，而且還使軟體更加便於使用。前面幾篇文章講解了畫筆（Brush），形狀（Shape），幾何圖形（Geometry），變換（Transform）等相關內容，今天繼續講解動畫相關內容和知識點，僅供學習分享使用，如有不足之處，還請指正。 ...
  • 第23篇 委托的概述
    什麼是委托？ 委托可以說是把一個方法代入另一個方法執行，相當於指向函數的指針；事件就相當於保存委托的數組； 1.實例化委托的方式： 方式1：通過new創建實例： public delegate void ShowDelegate(); 或者 public delegate string ShowDe ...
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