花了很多功夫，终于把祖传代码重构了，重构后的方案基本可以用作串口数据读取处理的通用方案。

原方案

首先说明一下，我对串口通信的理解不深，所有关于这方面的说明会有很多纰漏，有时会词不达意，各位图一乐就好。

代码

private char _start; // 起始位标志
private char _end;   // 结束位标志
private string recvstr;         // 用于存储一组数据的全局变量

public void sendMsg(){
    Thread thread;
    thread = new Thread(() =>//新开线程，执行接收数据操作
    {
        while (enablescan)//如果标识为true
        {
            Thread.Sleep(1);
            try
            {
                serialPort1.WriteLine(":READ?");
                Thread.Sleep(AppCfg.devicepara.Scan_interval);
            }
            catch (Exception ex){;}
        }
    });
    thread.Start();//启动线程
    thread.IsBackground = true;
}

private void serialPort1_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            string str = serialPort1.ReadExisting();
            if (str.IndexOf(_start) != -1)//当前数据存在起始位
            {
                str = str.Substring(str.IndexOf(_start), str.Length - str.IndexOf(_start);//截取起始位到字符串末尾
            }
            if(str.IndexOf(_end==-1)//当前数据不存在结束位
                recvstr += str;
            else{//当前数据存在起始位
                str = str.Substring(0, str.IndexOf(_end);
                recvstr = recvstr + str;
                DoSomething(recvstr)//对一组串口数据进行其他处理
                recvstr = "";//清空数据
            }
            
        }

基本思路

串口通信基本原理

说先说明一下采集仪发送数据的方式。一组数据一般由一个起始位标识开始，由一个结束位标识结束，中间为实际数据字符。我们以S表示起始位，E表示结束位，D表示有效数据，那么一组数据是这样的

SDDDDDDDDDDDDDDE

而且，一组数据一般不是一次完整发送过来的，而是分段发送, 如:

SDDD DDDD DDDD DDDE

发送过来的数据会放在串口通信的缓存区里。

采集数据流程

开始采集, enablescan由false 变为 true
开启新线程，若检测到enablescan为true，则每个一段时间向采集仪发送采集信号
采集仪向串口发送数据，将数据放入缓冲区
串口接收到数据后触发serialPort_DataRecived事件，取走当前缓冲区的所有数据，进行处理（详细处理的方式见代码）
数据处理完后，退出serialPort_DataRecived函数，等待事件的下一次触发
停止采集，enablescan由true 变为 false
发送数据的线程检测到enablescan为false，结束工作，销毁线程。

问题

在实际使用中，接受到的数据经常会缺失一部分，DoSomething时经常会抛出异常，造成了很大的困扰。

最开始的思路是用try...catch捕获异常，丢掉有问题的数据，但有时不赶巧，一组正常的数据都没有，而且这一问题出现的频率不低。痛定思痛，决定重构这一祖传代码，真是前人拉屎总不冲，后人难忍终清洁。

重构

问题复盘

我们首先复盘一下问题发生的过程正常的过程应该是这样的

采集仪动作	接收事件	当前缓存区	str	recvstr
开始	待命中	null	null	null
发送数据	触发事件	SDDD	SDDD	SDDD
发送数据	-处理中-	DDDD	SDDD	SDDD
-发送间隔-	处理完成	DDDD	SDDD	SDDD
发送数据	触发事件	DDDDDDDE	DDDDDDDE	SDDDDDDDDDDE
开始休息	处理完成	null	null	null

产生错误时:

采集仪动作	接收事件	当前缓存区	str	recvstr
开始	待命中	null	null	null
发送数据	触发事件	SDDD	SDDD	SDDD
发送数据	-处理中-	DDDD	SDDD	SDDD
发送数据	-处理中-	DDDDDDDE	SDDD	SDDD
-待机-	处理完成	DDDDDDDE	SDDD	SDDD
-待机-	-待命中-	DDDDDDDE	SDDD	SDDD
发送数据	触发事件	DDDDDDDESDDD	SDDD	SDDDSDDD

看，原本应该接收到SDDDDDDDDDDESDDD...，现在真正这组收到的是SDDDSDDD...，部分数据丢失。

对源代码进行修改太麻烦，故而选择直接重构该部分功能。

重构过程

ReadTo函数

首先想到的是，难到不能读到一组完整的数据再进行处理吗？

其实是可以的。C#内置了ReadTo方法 MSDN

一直读到结束位标识后，再这一组数据放到指定的参数中，底层肯定有一些细节，总而言之，可以保证每次读到一组完整的数据。

其用法为

    string endStr = ((char)13).ToString
    string targetStr = SerialPort.ReadTo("endStr");

多线程

ReadTo解决了数据读取的问题，然而当该方法在读取数据时，整个一直在等待，等读取成功后，再执行之后的操作，在这个等待过程中，其他任何的触发事件都无法完成，呈现出的效果就是软件“卡住了”。

未解决这一问题，我们可以采用多线程的方法。一个线程专门负责读取数据，一个线程处理数据。为了几个线程之间的通信，我们设计一个池 读到的数据不断放入池中，另一个线程不断从池中提取数据。除此之外，我们还要保证先放入池中的数据先被处理。

根据以上特点，我们自然而然的想到了一种先入先出的数据结构–队列。

说句题外话，老有人说小学时的问题一个池子，一边注水，一边放水这种问题很傻，没有现实意义。。。其实现实中处处都有。不一定是真实的池，也可以是抽象的池。 —

话不多说，上代码。

代码

private char _start; // 起始位标志
private char _end ;   // 结束位标志
private private Queue<string> _serialPortData; // 数据池

///<summary>
///向测试仪发送读取信号及接受测试仪发回数据的线程。根据之前所说ReadTo的性质，正好保证读完一组数据后，再发送指令让测试仪测试下一组数据
///<summary>
public void ReadDataThread() {
    _enableScan = true;
    Thread thread = new Thread(() => //新开线程，执行接收数据操作
    {
         while (_enableScan) //如果标识为true
        {
            Thread.Sleep(1);
            try {
                serialPort1.WriteLine(":READ?");
                Thread.Sleep(10);
                if (serialPort1.BytesToRead != 0) _serialPortData.Enqueue(serialPort1.ReadTo(_end));//将读到的数据放入池中
                Thread.Sleep(100);
            }
            catch (Exception ex) {//其他的改进
                HandleException(ex);//加上异常处理，是系统更稳健
                Log.Error(ex);//打logger，记录异常原因，为修改bug提供依据
            }
        }
    });
    thread.Start(); //启动线程
    thread.IsBackground = true;//线程在后台运行
}

public void SolveDataThread(){
    Thread thread = new Thread(() => //新开线程，执行接收数据操作
    {
        while (_enableScan) //如果标识为true
        {
            if (_serialPortData.Count == 0)continue; 
            try{
                string str = _serialPortData.Dequeue();//从池中读取数据
                DoSomething(str);
                thread.Sleep(100);
            }
            catch (Exception ex) {//其他的改进
                HandleException(ex);//加上异常处理，是系统更稳健
                Log.Error(ex);//打logger，记录异常原因，为修改bug提供依据
            }
        }
}

信息说明都在代码注释里。

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最后编辑时间为:2021-03-14 17:17:41

C#串口数据读取及处理解决方案--祖传代码修改记