關(guān)于自定義協(xié)議，對于會的人很簡單，對于不會的人就摸不著頭腦。下面分享一些關(guān)于自定義協(xié)議的筆記。

什么是協(xié)議？

協(xié)議這個概念我覺得挺雜的。就像嵌入式的概念一樣，說法不一，比如大家常常爭論FPGA是不是嵌入式、單片機是不是屬于嵌入式等等。下面簡單看一下嵌入式中協(xié)議這個概念。

在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，協(xié)議常常指的是網(wǎng)絡協(xié)議。

在嵌入式中，協(xié)議按大類分主要可分為底層協(xié)議(硬件層協(xié)議/物理層協(xié)議)與上層協(xié)議(用戶層協(xié)議應用層協(xié)議)，根據(jù)實際還可細分成很多層。底層協(xié)議如串口等，底層協(xié)議決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?傳輸數(shù)據(jù)需要多少條信號線，傳輸數(shù)據(jù)的時序是怎樣的)。上層協(xié)議決定著這些數(shù)據(jù)是拿來干什么用的。太難解釋了。。看實例吧：

這是多功能電能表的協(xié)議通訊協(xié)議，其中底層協(xié)議是485通訊，上層協(xié)議有很多條，但格式基本都統(tǒng)一：

每一幀(包)數(shù)據(jù)的格式都類似是這樣子的格式，例如讀數(shù)據(jù)協(xié)議：

主站往從站發(fā)送數(shù)據(jù)(控制器->智能電表)：

從站往主站發(fā)送數(shù)據(jù)(智能電表->控制器)：

明確了協(xié)議之后，該發(fā)什么數(shù)據(jù)、收到的數(shù)據(jù)是怎么樣我們都心里有數(shù)，那么這個通信的過程就很明朗了。一般控制器往外發(fā)送協(xié)議數(shù)據(jù)都比較簡單，重點是返回數(shù)據(jù)的處理(解析)，解析方式根據(jù)協(xié)議的不同而有不同的方法。

協(xié)議(上層協(xié)議)按照通用性來分可以分為專有協(xié)議與自定義協(xié)議，例如上面電表的協(xié)議其實是專有協(xié)議(具有一些標準的協(xié)議)：

自定義協(xié)議就是我們開發(fā)者可以針對一些應用、一些需求自己制定的一些協(xié)議。下面來分享一些常見的自定義協(xié)議：

常見的自定義協(xié)議

在我們嵌入式開發(fā)中，自定義協(xié)議的應用很多。例如上下位機之間的通訊、控制器與控制器之間的通訊、服務器與設備終端之間的通訊等。自定義協(xié)議也沒有什么特定的規(guī)范、標準，可以很靈活地制定，只要能滿足開發(fā)需要即可。下面依舊以實例來做分享：

例子一(典型)：

之前有個物聯(lián)網(wǎng)項目，服務器往我們終端設備發(fā)送的協(xié)議數(shù)據(jù)類似于：

我們設備終端需要用到協(xié)議數(shù)據(jù)中字段的實際數(shù)據(jù)，整個數(shù)據(jù)包是字符串的形式，這時候可以用sscanf函數(shù)來做解析：

關(guān)于sscanf函數(shù)就不做解釋了，不會的朋友自行百度。sscanf函數(shù)在做類似的解析非常好用，很多時候都可以使用。如：

因為是兩端通訊，當然要確保通訊的正確性。比如服務器往設備發(fā)送數(shù)據(jù)，怎么知道有沒有發(fā)送，這就得設備端在收到數(shù)據(jù)的同時回應相應的數(shù)據(jù)包。可以使用與sscanf函數(shù)相對應的sprintf函數(shù)做組包操作。比如(這個sprintf例子與上例無關(guān)，只是為了說明一下sprintf的用法)：

一端給另一端發(fā)送數(shù)據(jù)一般有兩種，以設備端在往服務端發(fā)送數(shù)據(jù)為例：

(1)當設備收到服務端的數(shù)據(jù)時，會回應與之對應的數(shù)據(jù)，這稱為被動應答。

(2)設備主動給服務端發(fā)送數(shù)據(jù)，例如設備常常定時、主動地給服務端發(fā)送一些時間戳信息等(俗稱心跳包)，這樣服務端就知道設備是在正常工作的(活著的狀態(tài))。這稱為主動發(fā)送或主動申請。

在處理這些字符串形式的協(xié)議數(shù)據(jù)的時候用sscanf、sprintf、strcmp、strstr、strcat等函數(shù)非常方便，有時候可以搭配正則表達式來做匹配。

例子二(典型)：

之前有個項目需要從控制板顯示主控制板的運行狀態(tài)，兩控制板之間使用的底層協(xié)議為485協(xié)議。上層協(xié)議(從控板接收數(shù)據(jù)協(xié)議)如：

這里省略的部分為其他信息，比如整個數(shù)據(jù)包的長度等。

解析函數(shù)如：

這里的應用比較簡單，只是解析一個報警信息來顯示。有時候需要用到整個數(shù)據(jù)包里的數(shù)據(jù)，這時候我們可以建立一個結(jié)構(gòu)體來保存所有我們需要的數(shù)據(jù)，這樣方便我們清晰、有條理地對數(shù)據(jù)進行處理。例如：

例子三(其它)：

上面的兩個例子中的自定義協(xié)議是比較典型的、用得比較多的。下面也分享其它我自己的一些例子，很多時候為了滿足我們自己通訊應用的需要，我們也會自己建立一些自己的小協(xié)議來滿足我們的需求。

(1)例子一

之前使用串口屏與STM32通訊的時候，我們有制定一些對應的協(xié)議。

為了讓STM32能識別我串口屏不同頁面發(fā)送的數(shù)據(jù)，必須要制定一條協(xié)議來識別頁面：

這樣，每切換至不同的頁面時，就會往STM32發(fā)送關(guān)于頁面的協(xié)議數(shù)據(jù)，這樣我們就可以知道當前處于哪個界面。

為了讓STM32能接收到正確的WiFi設置信息(如何區(qū)分WiFi名與密碼)，必須要給WiFi信息添加一些輔助協(xié)議數(shù)據(jù)，如：

相應的解析處理函數(shù)：

(2)例子二

之前在一個單相用電器監(jiān)測的應用中，有用到zigbee無線通訊，即其中一塊控制板做采集板。另一塊控制板做顯示板，有些朋友可能會有疑問為什么不做在同一塊板上？其實這是一道全國大學生電賽題，我們只是根據(jù)題目要求來做的：

我們當時在做這個通訊時也是有制定一個簡單的協(xié)議，在數(shù)據(jù)前面加個標識，就像JSON格式數(shù)據(jù)的鍵值對。

我們制定的協(xié)議如：

相應的解析及結(jié)果：

類似這樣子的協(xié)議解析實際上是有套路的，摸清楚這些套路之后以后在做類似應用的時候其實就很簡單了。重點掌握sscanf、sprintf、strcmp、strstr、strcat等函數(shù)以及上面的兩種典型例子。小編在三個地方搬過磚，每個地方都有用到類似的自定義協(xié)議，而且都形成專門的協(xié)議文檔，每次做類似通訊類的應用的時候，都會按照這樣已份協(xié)議文檔來修改以適應不同的項目。

以上就是本次分享的關(guān)于嵌入式中自定義協(xié)議的一些筆記，希望各位看官喜歡。如有錯誤，歡迎指出，謝謝！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的上下位机通讯协议_嵌入式中自定义协议的一些典型例子的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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