串口自定义通信协议(常用的串口协议)

对于串口,我们知道不管是RS232还是RS485、RS422这些典型的串口标准通讯协议,只是定义了部分物理层,对于数据链路层等基本没有涉及,这也就体现了串口协议的灵活性,没有统一的标准,需要使用者自己来定义合适的数据协议来传输自己的数据。

串口通讯的数据格式为:起始位(1bit)、数据位(7bit)、奇偶校验位(1bit)、停止位(1bit)。

如图:

串口自定义通信协议(常用的串口协议)

数据格式

对于这个协议其实略显的简单了一点,具体体现在:

校验位的能力太差。
不能区分数据的类型。
不能确定设备的地址。
发送成功与否没有标识位。
无法定位错误的数据等等。

对于此,我们特意给出一种比较常用的简单的数据帧形式。

1.帧起始

一般大家喜欢用0x55或者0xaa作为帧的起始位。我习惯用0x3C即”<“作为起始位。

2.命令域

主要要包含这几类数据,如:上行为0x10,下行为0x30,重新传输为0x50,应答为0x70。

3.地址域

假如地址域用一个字节表示,基地址为0x20,每一个从节点的偏移地址为上一个从节点的偏移地址加0x20。

4.数据域

这个可根据自己的数据传输的需要,设定合适的字节数。

假如我的数据需要为:1byte的硬件版本号、1byte的软件版本号、1byte的电池电量、10byte的动作数据。

那么我定义的数据就是13字节了。

5.校验域

常规使用CRC校验。2个字节。

6.帧结束

我习惯使用0x3E即“>”。

对于一帧的数据,我习惯使用两个连续的帧起始和帧结束,假如PC为主机,现在要从主机给从机偏移地址为0x04的设备传输一帧数据,数据格式即为:

<< 30 24 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 >>

只是列出了了一个格式,没有具体的数据,也没有做CRC。

这样的数据格式基本就能有一些实用的价值了。

接下来我们来看一个实际的例子。

案例分享

假如现在有一个蓝牙主机和从机组成的无线网络,蓝牙从机是一块手环,它具有检测手部动作的功能,主机对应的是我们的目标设备,如我们家里面的智能窗帘。我们预实现的功能有:

1.主设备给从设备发送的数据流包含的信息需有:

需绑定的从设备的MAC地址
时间
指令包括但不限制于连接从机、断开从机、查询从机的状态即手环是否正确佩戴、待机、唤醒、低功耗模式、请求从机发送数据、禁止从机发送数据。

协议定义如下:

主机给从机发送指令(22字节),发送间隔不能小于800ms。

串口自定义通信协议(常用的串口协议)

主机给从机发送数据的协议格式

其中:

指令信息对应关系如下

0x00 连接

0x01 断开

0x02 查询状态

0x03 待机

0x04 唤醒

0x05 低功耗

0x06 请求数据

0x07 禁止发送数据;

6 个字节的时间按十进制存储 , 年月日时分秒各占一个字节, 其中年用(20000+1Byte) 来计

算, 其他直接用二进制直接转化成十进制。

直观列表如下:

串口自定义通信协议(常用的串口协议)

协议列表

2.从设备给主设备发送的状态数据流包含的信息需有:

从机设备的电量
工作状态
错误信息
版本信息
时间
本机设备编号

协议定义如下:

从机给主机发送状态数据(34字节),发送间隔2500ms。

串口自定义通信协议(常用的串口协议)

从设备给主设备发送的状态数据流

其中(主要):

电量信息:0X0-0X64(十进制 0-100), 代表设备电量的百分比。

工作状态:

0X00 表示串口数据透传模式
0X01 睡眠模式
0X02 待机模式
0X06 正确佩戴
0X07 解锁成功
0X08 未解锁
0X09 充电模式
0X0A 未正确佩戴
0X0C 指令接收成功

直观列表如下:

串口自定义通信协议(常用的串口协议)

协议列表

3.从机给主机发送的手势控制信息包含的数据需有:

陀螺仪数据
手势数据
时间
设备MAC

协议定义如下:

从机给主机发送手势数据(共32字节 ),发送间隔20ms。

串口自定义通信协议(常用的串口协议)

从机给主机发送的手势数据协议格式


其中:

8 位数据是陀螺仪手势数据

0X00 锁定
0X01 解锁
0X02 不动
0X03 向上(X+)
0X04 向下(X-)
0X07 外旋(Y+)
0X05 向外(Z+)
0X08 内旋(Y-)
0X06 向内(Z-)

手势数据

0X00 空
0X01 放松
0X02 握拳
0X03 伸掌

直观列表如下:


串口自定义通信协议(常用的串口协议)

协议列表


好了,到此我们只要有了这一套协议,就可以完成一套简单的手环控制的智能家居(窗帘)的动作了,后续就是具体程序的实现了。

这就是串口协议的特点,没有规定数据链层,我们需要结合自己的项目完成数据格式的定义和数据的定义。

有了我这样一套简单的demo模块,我相信简单的串口协议的定义应该是没有什么问题了。

本站无法对海量内容真伪性鉴别,请勿相信本站任何号码,邮件,站外网址等信息,如有需要,请自行甄别。版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至net@163.com举报,一经查实,本站将立刻删除。
(0)
上一篇 2022年12月17日 上午8:47
下一篇 2022年12月17日 上午8:51

相关推荐

发表回复

登录后才能评论