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《连载 | 物联网框架ServerSuperIO教程》- 3.设备驱动介绍
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3.1 概述
定位ServerSuperIO（SSIO）为物联网通讯框架，就是因为这个框架是以“设备”（驱动）为核心构建，“设备”是泛指传感器、下位机、PC机等各类数据源，数据源有自己的通讯协议或数据传输格式；ServerSuperIO并不是以IO通道为核心构建的框架，但是ServerSuperIO有很好的通讯能力，完全可以部署在服务端，并且支持多个服务实例，以及可以在Linux下运行。
3.2 接口定义
ServerSuperIO的“设备”统一接口定义为IRunDevice，这是在框架内部运行、调度、与IO通道协作的唯一接口。代码定义如下：
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/// <summary> /// 保存原始的byte数据 /// </summary> /// <param name="data"></param> void SaveBytes(byte[] data, string desc); /// <summary> /// 获得发送数据的命令，如果命令缓存中没有命令，则调用获得实时数据函数 /// </summary> /// <returns></returns> byte[] GetSendBytes(); /// <summary> /// 如果当前命令缓存没有命令，则调用该函数,一般返回获得设备的实时数据命令， /// </summary> /// <returns></returns> byte[] GetConstantCommand(); /// <summary> /// 发送IO数据接口 /// </summary> /// <param name="io"></param> /// <param name="senddata"></param> int Send(IChannel io, byte[] senddata); /// <summary> /// 读取IO数据接口 /// </summary> /// <param name="io"></param> /// <returns></returns> byte[] Receive(IChannel io); /// <summary> /// 接收数据信息，带过滤器 /// </summary> /// <param name="io"></param> /// <param name="receiveFilter"></param> /// <returns></returns> IList<byte[]> Receive(IChannel io, IReceiveFilter receiveFilter); /// <summary> /// 同步运行设备（IO） /// </summary> /// <param name="io">io实例对象</param> void Run(IChannel io); /// <summary> /// 同步运行设备（byte[]） /// </summary> /// <param name="key"></param> /// <param name="channel"></param> /// <param name="revData">接收到的数据</param> void Run(string key, IChannel channel, IRequestInfo ri); /// <summary> /// 如果通讯正常，这个函数负责处理数据 /// </summary> /// <param name="info"></param> void Communicate(IRequestInfo info); /// <summary> /// 通讯中断，未接收到数据 /// </summary> void CommunicateInterrupt(IRequestInfo info); /// <summary> /// 通讯的数据错误或受到干扰 /// </summary> void CommunicateError(IRequestInfo info); /// <summary> /// 通讯未知，默认状态（一般不用） /// </summary> void CommunicateNone(); /// <summary> /// 检测通讯状态 /// </summary> /// <param name="revdata"></param> /// <returns></returns> CommunicateState CheckCommunicateState(byte[] revdata); /// <summary> /// 报警接口函数 /// </summary> void Alert(); /// <summary> /// 保存解析后的数据 /// </summary> void Save(); /// <summary> /// 展示 /// </summary> void Show(); /// <summary> /// 当通讯实例为NULL的时候，调用该函数 /// </summary> void UnknownIO(); /// <summary> /// 通讯状态改变 /// </summary> /// <param name="comState">改变后的状态</param> void CommunicateStateChanged(CommunicateState comState); /// <summary> /// 通道状态改变 /// </summary> /// <param name="channelState"></param> void ChannelStateChanged(ChannelState channelState); /// <summary> /// 当软件关闭的时间，响应设备退出操作 /// </summary> void Exit(); /// <summary> /// 删除设备的响应接口函数 /// </summary> void Delete(); /// <summary> /// 可以自定义返数据对象，用于与其他组件交互 /// </summary> /// <returns></returns> object GetObject(); /// <summary> /// 设备定时器，响应定时任务 /// </summary> void OnRunTimer(); /// <summary> /// 显示上下文菜单 /// </summary> void ShowContextMenu(); /// <summary> /// 显示IO监视器的窗体 /// </summary> void ShowMonitorDialog(); /// <summary> /// 在IO监视器上显示byte[]数据 /// </summary> /// <param name="data"></param> /// <param name="desc"></param> void ShowMonitorData(byte[] data, string desc); #endregion #region 属性接口 /// <summary> /// 默认程序集ID，用于存储临时对象 /// </summary> object Tag { set; get; } /// <summary> /// 同步对象，用于IO互拆 /// </summary> object SyncLock { get; } /// <summary> /// 实时数据持久接口 /// </summary> IDeviceDynamic DeviceDynamic { get; } /// <summary> /// 设备参数持久接口 /// </summary> IDeviceParameter DeviceParameter { get; } /// <summary> /// 协议驱动 /// </summary> IProtocolDriver Protocol { get; } /// <summary> /// 是否开启时钟，标识是否调用OnRunTimer接口函数。 /// </summary> bool IsRunTimer { set; get;} /// <summary> /// 时钟间隔值，标识定时调用DeviceTimer接口函数的周期 /// </summary> int RunTimerInterval { set; get; } /// <summary> /// 设备的类型 /// </summary> DeviceType DeviceType { get; } /// <summary> /// 设备编号 /// </summary> string ModelNumber { get;} /// <summary> /// 设备运行权限级别，如果运行级别高的话，则优先发送和接收数据。 /// </summary> DevicePriority DevicePriority { get;set;} /// <summary> /// 设备的通讯类型 /// </summary> CommunicateType CommunicateType { get;set;} /// <summary> /// 标识是否运行设备，如果为false，调用运行设备接口时直接返回 /// </summary> bool IsRunDevice{ get;set;} /// <summary> /// 是否释放资源 /// </summary> bool IsDisposed { get; } /// <summary> /// 显示视图 /// </summary> Control DeviceGraphics { get;} #endregion #region 事件接口 /// <summary> /// 发送数据事件 /// </summary> event SendDataHandler SendData; /// <summary> /// 发送数据事件，对SendDataHandler事件的封装 /// </summary> /// <param name="senddata"></param> void OnSendData(byte[] senddata); /// <summary> /// 设备日志输出事件 /// </summary> event DeviceRuningLogHandler DeviceRuningLog; /// <summary> /// 运行监视器显示日志事件，对DeviceRuningLogHandler事件的封装 /// </summary> void OnDeviceRuningLog(string statetext); /// <summary> /// 串口参数改变事件 /// </summary> event ComParameterExchangeHandler ComParameterExchange; /// <summary> /// 串口参数改变事件，对COMParameterExchangeHandler事件的封装 /// </summary> void OnComParameterExchange(int oldcom, int oldbaud, int newcom, int newbaud); /// <summary> /// 设备数据对象改变事件 /// </summary> event DeviceObjectChangedHandler DeviceObjectChanged; /// <summary> /// 数据驱动事件，对DeviceObjectChangedHandler事件的封装 /// </summary> void OnDeviceObjectChanged(object obj); ///// <summary> ///// 删除设备事件 ///// </summary> //event DeleteDeviceCompletedHandler DeleteDeviceCompleted; ///// <summary> ///// 删除设备事件，对DeleteDeviceHandler事件的封装 ///// </summary> //void OnDeleteDeviceCompleted(); #endregion} |
3.3 二次开发，常用接口
RunDevice抽象类继承自IRunDevice接口，本质上来讲，二次开发只需要继承RunDevice抽象类就可以了。RunDevice已经完成了设备驱动在ServerSuperIO框架下基本的条件。那么在继承RunDevice抽象类的时候，所需要二次开发的工作很小，只需要关注协议和处理数据业务本身，对于框架的内部运行机制可以配置、调度机制内部自动处理。
二次开发常用的接口，项目示意如下图：
这是一个按协议规则完成实时接收文件数据的设备驱动，ReceiveFileDriver继承自RunDevice抽象类，是设备驱动的核心接口；Protocol是自定义协议接口，包括发送数据协议和接收数据协议，实例化后在ReceiveFileDriver接口的IProtocolDriver属性中返回；不光要有协议接口，在协议里边还要有命令，那么Command就是协议中的自定义命令，这个协议命令规定了发送数据和接收解析数据，协议命令不仅仅包括一个，根据业务需要，设备驱动可以包含多个协议命令，以完成与实体硬件的交互；Parameter自定义参数接口，每个设备对象本身的参数不一样，实例化后在ReceiveFileDriver接口的IDeviceParameter属性中返回；Dynamic是自定义实时数据临时缓存接口，可以把解析后的实时数据临时存储在这个对象里，，实例化后在ReceiveFileDriver接口的IDeviceDynamic属性中返回，这个对象不是必须要实现的，ServerSuperIO内部并没有直接引用。
以上是从项目角度大体阐述了需要写哪几类代码，ReceiveFileDriver设备驱动需要二次开发写的代码，如下示意图：
1) Initialize：初始化设备驱动接口，在这里可以初始化协议驱动、设备参数和设备的实时数据等对象，以及完成一些其他的操作。
2) DeviceDynamic：实时数据对象接口属性，不是必须实现。
3) DeviceParameter：参数数据对象接口属性，必须实现。
4) Protocol：协议驱动接口，很关键，必须实现。
5) DeviceType：设备类型，一般指普通设备，虚拟设备适用于特殊情况，必须实现。
6) ModelNumber：设备驱动的唯一编号，一般必须实现。
7) GetConstantCommand：固定返回发送数据的接口，一般返回读实时数据命令，在SendCache里没有命令的时候，会调用该接口，必须实现。
8) Communicate：通讯正常，会把数据返回到这个接口，影响通讯状态为Protocol接口中的CheckData函数，校验接收到数据的完整性。
9) CommunicateInterrupt：通讯中断代表没有接收到任何数据，会调用这个接口，影响通讯状态为Protocol接口中的CheckData函数，校验接收到数据的完整性。
10) CommunicateError：通讯干扰代表接收到数据，但是没有校验正确，会调用这个接口，影响通讯状态为Protocol接口中的CheckData函数，校验接收到数据的完整性。
11) CommunicateNone：通讯未知，代表该设备驱动对应的IO通道COM没有打开或NET没有有效连接。
12) UnknownIO：未知IO通道，COM没有打开或NET没有有效连接。
13) CommunicateStateChanged：每次通讯状态改变后会调用这个接口函数。
14) ChannelStateChanged：IO通道状态改变后会调用这个接口函数，COM是打开或关闭，NET是连接或断开。
15) Save：保存数据函数接口，设备驱动执行到生命周期最后会调用这个接口，以完成对数据的保存。
16) Alert：报警函数接口，数据处理完成后，对数据进行判断，以完成报警功能。
17) Show：显示数据函数接口，数据处理完成后，对数据进行显示，是SIO保留下来的接口函数，以后扩展使用。
18) Exit：当设备驱动退出时调用该函数接口，例如：宿主程序退出时。
19) Delete：删除设备驱动调用该函数接口，是SIO保留下来的接口函数，适用于有界面UI的应用场景，以后扩展使用。
20) DeviceGraphics：视图接口，是SIO保留下来的接口函数，以后扩展使用。
21) GetObject：获得数据对象，以后打算为服务接口供数据支持，现在没有实际用处。
22) ShowContextMenu：显示上下文菜单，是SIO保留下来的接口函数，以后扩展使用。
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