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.NET Core 跨平台串口通讯，Windows/Linux 串口通讯

發布時間：2023/12/4 linux 57 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 .NET Core 跨平台串口通讯，Windows/Linux 串口通讯小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1，前言

開發環境：在 Visual Studio 2017，.NET Core 2.x

串口通訊用于設備之間，傳遞數據，物聯網設備中廣泛使用串口方式連接通訊，物聯網通訊協議：Modbus 協議 ASCII、RTU、TCP模式是應用層的協議，與通訊方式無關。

筆者現在實現的是串口通信，實現后，可以在上層加上 Modbus 協議，筆者的另一篇文章即是在串口上實現 Modbus 協議，計算中心向物聯網設備發送消息，要求設備響應，傳送設備信息、檢測狀態等。

本文是串口通訊的實現。

2，安裝虛擬串口軟件

由于開發在 Windows，也為了調試方便，使用需要安裝虛擬串口軟件：??Virtual Serial Port Driver

安裝完成后

添加串口

請添加 4-6 個串口，COM1，COM2，COM3，COM4 ... ...

關機重啟

好了，為了使串口生效，請關機重啟(不一定要關機，不過為了避免出現問題，還是關機重啟比較好)。

開機后，打開設備管理器，查看設備 - 端口(COM 和 LPT)，出現如下圖所示，說明正常

?原理

因為是虛擬串口，有些問題需要注意一下

A B(或者說服務端、客戶端)不能使用同一個串口，你在設備管理器查看串口時(上面也有圖)，是不是看到

COM1 -> COM2

COM2 -> COM1

因為這是一個虛擬串口，所以只能是單方向的，所以 A、B 需要分別使用兩個串口進行通訊，而虛擬串口把 COM1 - COM2 連接起來了。我們不需要關心這個，這里只是說明一下。

3，新建項目，加入?flyfire.CustomSerialPort

新建一個 .NET Core 控制臺項目

名字可以隨便起，筆者用了?SerialPortTest ，那我們都用這個吧

添加?flyfire.CustomSerialPort

在項目中添加 Nuget，搜索?flyfire.CustomSerialPort ，然后安裝

把類庫需要的 Linux 依賴庫添加到項目中，關于原因、添加方法，可以看筆者的另一篇文章?https://www.cnblogs.com/whuanle/p/10499498.html#4

4，flyfire.CustomSerialPort 說明

CustomSerialPort 類，所有功能都集中在這里面了，筆者將詳細說明此類下字段、方法等的使用

protected SerialPortStream sp;

支持通訊串口通訊的類

public CustomSerialPort(string portName, int baudRate = 115200,
Parity parity = Parity.None, int databits = 8, StopBits stopBits = StopBits.One);

用于初始化一個串口，使用此串口進行通訊

portName　　串口名稱
baudRate　　比特率，是指每秒傳送的比特(bit)數，默認115200bps，不清楚 -> 百度
parity　　　? 表示奇偶性校驗方式，枚舉，None：沒有校驗為，Odd：奇校驗，Even：偶檢驗，Space：總為0，Mark：總為1
databits　　設置數據位，這里表示 8位
stopBits　　停止位，One，One5，Twe方便表示1、1.5、2個停止位

因為串口設備通訊是在 OSI 七層的傳輸層，所以對這些都有相應的規定。TCP/IP 相對于串口來說，不必要關注這些。

public int ReceiveTimeout { get; set; }　　//接收超時時間
public bool ReceiveTimeoutEnable { get; set; }　　
public bool RtsEnable { get; set; }　　　　//不詳
public bool DtrEnable { get; set; }　　　　//不詳
public bool IsOpen { get; }　　　　　　　　//檢測是否在使用
public StopBits StopBits { get; set; }　　//枚舉，上面說明的
public int DataBits { get; set; }　　　　//上面說明了
public Parity Parity { get; set; }　　　　//枚舉，上面說明了
public int BaudRate { get; set; }
public int BufSize { get; set; }
public string PortName { get; set; }　　　　//使用的串口名　　　　　public event CustomSerialPortReceivedEventHandle ReceivedEvent;　　　　//一個事件，可以把接收到消息后需要觸發的時間綁定到此事件

public static string ByteToHexStr(byte[] bytes);　　　　　　　　　　　　　　//把比特流轉為字符串
public static string[] GetPortNames();
public void Close();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//關閉串口
public void Dispose();
public bool Open();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//釋放串口
public void Write(string text);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//以字符串的形式寫入串口
public void Write(byte[] buffer);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//以字節流的方式寫入串口(推薦)
public void WriteLine(string text);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//寫入字符串，應該是與Modbus ASCII有關，Ascii方式需要在數據后面加上換行符表示已經結束傳送
protected void ReceiveTimeoutCheckFunc();
protected void Sp_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e);　　//后臺線程處理，表示收到串口消息后，觸發那些事件

以上，就是對 flyfire.CustomSerialPort 的說明，下面筆者說明怎么使用。

5，開始使用?flyfire.CustomSerialPort

?新建一個類?SerialSerice.cs

新建一個類?SerialSerice.cs ，設計此類用于提供串口通訊服務。

在?SerialSerice.cs 引入?

using flyfire.IO.Ports;
using RJCP.IO.Ports;
using System.Threading;

編寫以下代碼(你可能覺得有些奇怪，原因后面說)，先不管這些東西，也不要管為什么這樣寫

namespace SerialPortTest
{
/// <summary>
/// 用于封裝需要的串口通訊
/// </summary>
public class SerialSerice
{
/// <summary>
/// 獲取計算機的所有串口
/// </summary>
public void GetSerial()
{
　　　　　　　　//CustomSerialPort.GetPortNames() 靜態方法，獲取計算機的所有串口名稱
　　　　　　　　//因為已經繼承，也可以使用 string[] vs = 串口通訊.GetPortNames();
string[] vs = CustomSerialPort.GetPortNames();
Console.WriteLine("你電腦的串口列表：");
foreach (var i in vs)
{
Console.WriteLine(i);
}
}
}

public class 串口通訊 : CustomSerialPort
{
public 串口通訊(string portName, int baudRate = 115200, Parity parity = Parity.None, int databits = 8, StopBits stopBits = StopBits.One)
:base(portName, baudRate, parity, databits, stopBits)
{

}
}
}

開始在?Program.cs 中使用

　　　　static void Main(string[] args)
{
SerialSerice serialSerice = new SerialSerice();
serialSerice.GetSerial();
Console.ReadKey();
}

運行試試

6，實現把數據寫入串口

上面已經獲取到串口，要把數據寫入一個串口，就要初始化串口類，實現使用串口、向串口寫入不同類型、不同進制的數據

為了簡單一些，我們使用默認配置。

把代碼 Copy 到你的項目，筆者已經詳細列舉出步驟

namespace SerialPortTest
{
/// <summary>
/// 用于封裝需要的串口通訊
/// </summary>
public class SerialSerice
{
//實現串口通訊的對象
串口通訊串口;
/// <summary>
/// 獲取計算機的所有串口步驟 1
/// </summary>
public void GetSerial()
{
string[] vs = 串口通訊.GetPortNames();
Console.WriteLine("你電腦的串口列表(輸入名稱此端口，注意大小寫)：");

foreach (var i in vs)
{
Console.WriteLine(i);
}
}
//初始化串口步驟 2
public void 初始化(string portname)
{
串口 = new 串口通訊(portname);
　　　　　　　　串口.Open();
}
//向串口寫入數據步驟 3
public void 寫入(string str)
{
//方式 1
串口.Write(str);
Console.WriteLine("已經向串口輸入：" + str);
　　　　　　　　Thread.Sleep(500);
//方式 2、3
byte[] b_字符 = Encoding.Default.GetBytes(str);
byte[] b_16進制 = new byte[b_字符.Length];

//轉16進制再發送
Console.WriteLine("發送的16進制數據：");
for (int i = 0; i < b_字符.Length; i++)
{
b_16進制[i] = Convert.ToByte(b_字符[i].ToString(), 16);
Console.Write(b_16進制[i] + " ");
}
　　　　　　　　Console.WriteLine();
//方式 2、3 寫入串口
串口.Write(b_字符);
　　　　　　　　Thread.Sleep(500);
串口.Write(b_16進制);
　　　　　　　　Thread.Sleep(500);
}
}

public class 串口通訊 : CustomSerialPort
{
public 串口通訊(string portName, int baudRate = 115200, Parity parity = Parity.None, int databits = 8, StopBits stopBits = StopBits.One)
: base(portName, baudRate, parity, databits, stopBits)
{

}
}
}

服務已經配置好，接下來就是使用寫好的服務了。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 初始化串口通訊服務
SerialSerice 串口功能 = new SerialSerice();

//顯示串口列表、并讓用戶選擇串口
串口功能.GetSerial();
string portname= Console.ReadLine();

//步驟 2
串口功能.初始化(portname);

Console.WriteLine("輸入你想發送給客戶端的內容,退出請輸入 exit");
//因為示例了三種寫入方法，第三種方法需要轉換，非數字會報錯
//實際上你可以發送如何類型的數據，就看你怎么寫步驟 3 的方法
Console.WriteLine("只能輸入數字！8進制、10進制、16進制均可，請勿輸入字符串");
while (true)
{
string str = Console.ReadLine();
if (str == "exit")
break;

//步驟 3
串口功能.寫入(str);
}

Console.ReadKey();
}

示例：

關于進制轉換這些，可以找一些文章看，串口通訊對 byte、int16、int32、string 等類型間的轉換要求比較高。

7，實現監聽串口消息、多設備進行通訊

在開始前，看一下圖：

后臺接收消息的實現

上面是 flyfire.CustomSerialPort 的屬性、字段和方法，Sp_DataReceived() 這個方法是實現后臺監控數據，并觸發預設事件的方法，開辟新線程不斷循環接收數據。不過這里的實現并不那么好。

框架作者的博客?https://www.cnblogs.com/flyfire-cn/p/10434171.html

通過上面可以發現，這個監控方法是 protected 的，所以需要使用一個類繼承，才能使用此方法。

另外，事件委托為

public delegate void CustomSerialPortReceivedEventHandle(object sender, byte[] bytes)

基于以上，來做一個可以后臺接收數據并在控制臺輸出的代碼。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using flyfire.IO.Ports;
using RJCP.IO.Ports;

namespace SerialPortTest
{
/// <summary>
/// 用于封裝需要的串口通訊
/// </summary>
public class SerialSerice
{
//實現串口通訊的對象
串口通訊串口;
/// <summary>
/// 獲取計算機的所有串口步驟 1
/// </summary>
public void GetSerial()
{
string[] vs = 串口通訊.GetPortNames();
Console.WriteLine("你電腦的串口列表(輸入名稱此端口，注意大小寫)：");

foreach (var i in vs)
{
Console.WriteLine(i);
}
}
//初始化串口步驟 2
public void 初始化(string portname)
{
串口 = new 串口通訊(portname);
串口.Open();
}
//向串口寫入數據步驟 3
public void 寫入(string str)
{
//方式 1
串口.Write(str);
Console.WriteLine("已經向串口輸入：" + str);
Thread.Sleep(500);
//方式 2、3
byte[] b_字符 = Encoding.Default.GetBytes(str);
byte[] b_16進制 = new byte[b_字符.Length];

//轉16進制再發送
Console.WriteLine("發送的16進制數據：");
for (int i = 0; i < b_字符.Length; i++)
{
b_16進制[i] = Convert.ToByte(b_字符[i].ToString(), 16);
Console.Write(b_16進制[i] + " ");
}
Console.WriteLine();
//方式 2、3 寫入串口
串口.Write(b_字符);
Thread.Sleep(500);
串口.Write(b_16進制);
Thread.Sleep(500);
}
public void 開啟后臺監聽()
{
//收到消息時要觸發的事件
串口.ReceivedEvent += 被觸發的事件_1;

串口.開始后臺監控();

}
public static void 被觸發的事件_1(object sender, byte[] bytes)
{
Console.WriteLine("收到數據");
foreach (var i in bytes)
{
Console.Write(i + " ");
}
Console.WriteLine("");
}

}

public class 串口通訊 : CustomSerialPort
{
public 串口通訊(string portName, int baudRate = 115200, Parity parity = Parity.None, int databits = 8, StopBits stopBits = StopBits.One)
: base(portName, baudRate, parity, databits, stopBits)
{

}
//無意義，只是因為父類的 Sp_DataReceived() 不是 public
public void 開始后臺監控()
{

Sp_DataReceived(new object(), new SerialDataReceivedEventArgs(SerialData.Eof));
}
}
}using System;

namespace SerialPortTest
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 初始化串口通訊服務
SerialSerice 串口功能 = new SerialSerice();

//顯示串口列表、并讓用戶選擇串口
串口功能.GetSerial();
string portname= Console.ReadLine();

//步驟 2
串口功能.初始化(portname);
串口功能.開啟后臺監聽();
Console.WriteLine("輸入你想發送給客戶端的內容,退出請輸入 exit");
//因為示例了三種寫入方法，第三種方法需要轉換，非數字會報錯
//實際上你可以發送如何類型的數據，就看你怎么寫步驟 3 的方法
Console.WriteLine("只能輸入數字！8進制、10進制、16進制均可，請勿輸入字符串");
while (true)
{
string str = Console.ReadLine();
if (str == "exit")
break;

//步驟 3
串口功能.寫入(str);
}

Console.ReadKey();
}
}
}

為了實現串口通訊，我們把這個項目復制到別的目錄，另外打開運行。即同一份代碼變成兩份，運行時就有兩個控制臺了。

注：你會發現，輸入一條消息，會收到幾條信息。那是因為筆者在寫入方法那部分，給出了三個寫入方式，刪除2個即可。

為了便于理解，筆者使用了中文對方法進行命名。

串口通訊已經已經實現了，如何實現 Modbus 協議，跟設備(單片機、開發板之類的小設備)進行約定通訊呢~筆者的另一篇文章~

項目源碼已經上傳到?http://pan.whuanle.cn/?dir=uploads/dotnet-core-串口

8，Modbus 協議的實現例子

由于時間和篇幅問題，這里簡單說一下 Modbus 和實現的示例。

Modbus 是一種通信協議，有 ASCII、RTU、TCP等實現方式，廣泛應用于物聯網設備、工業控制、自動化場景等。

協議的實現，由一臺主機、多個從機組成，我們把它想象成智能家居吧，一臺電腦是主機，空調、電視機、冰箱等是從機。那么多設備，它們只能向主機發送數據，不能直接通訊，每臺設備都有其地址。

傳輸的數據流格式如下

(以上兩張圖來自互聯網)

然后，我實現了Modbus協議，對要發送的消息進行檢驗、封裝、打包成幀、接收、處理發送。

分為服務器、客戶端。每個客戶端都有一個地址，下面示范，

我在服務器使用了 02 04 00 01 25 26，

代表：客戶端地址02，功能碼：04(代表要設備要干嘛)，要讀取設備的溫濕度數據：00 01(00 02,00 03代表讀取其他數據)，后面 25 26 有其他功能作用，不過筆者手里沒有真實的設備，所以沒對其進行實現，理解就行。

服務端向客戶端(02)發送數據，功能是讀取寄存器(04)，然后是讀取溫度數據還是濕度數據(00 01 代表兩個都讀取)，25 26( 轉為10進制為 9510 ) 可以定義為要客戶端發返回 9510 條記錄。

返回的2 4 0 1 25 26 BB 4B，后面兩個是 CRC 檢驗，由于數據傳輸可能發送丟失或出錯，使用后面兩位由于檢驗數據是否正確接收。

上面是在控制臺輸入 16 進制的數，下面是直接輸入 10 進制的數。

剛剛實習工作~愿一切順利~~~

原文地址：https://www.cnblogs.com/whuanle/p/10499597.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的.NET Core 跨平台串口通讯，Windows/Linux 串口通讯的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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