通过TCP共享COM端口

Question

通过TCP将COM端口共享给多个客户端的简单设计模式是什么？

例如，可以将坐标实时传输到远程主机的本地GPS设备。

因此，我需要一个程序来打开串行端口并接受多个TCP连接，如下所示：

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        SerialPort sp = new SerialPort("COM4", 19200, Parity.None, 8, StopBits.One); 

        Socket srv = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        srv.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 8000));
        srv.Listen(20);

        while (true)
        {
            Socket soc = srv.Accept();
            new Connection(soc);
        }
    }
}

然后，我需要一个类来处理连接的客户端之间的通信，让它们都能看到数据并保持同步，这样客户端命令才能按顺序接收：

class Connection
{
    static object lck = new object();
    static List<Connection> cons = new List<Connection>();

    public Socket socket;
    public StreamReader reader;
    public StreamWriter writer;

    public Connection(Socket soc)
    {
        this.socket = soc;
        this.reader = new StreamReader(new NetworkStream(soc, false));
        this.writer = new StreamWriter(new NetworkStream(soc, true));
        new Thread(ClientLoop).Start();
    }

    void ClientLoop()
    {
        lock (lck)
        {
            connections.Add(this);
        }
        while (true)
        {
            lock (lck)
            {
                string line = reader.ReadLine();
                if (String.IsNullOrEmpty(line))
                    break;

                foreach (Connection con in cons)
                    con.writer.WriteLine(line);
            }
        }
        lock (lck)
        {
            cons.Remove(this);
            socket.Close();
        }
    }
}

我正在努力解决的问题是如何促进SerialPort实例和线程之间的通信。

我不确定上面的代码是不是最好的方法，所以有没有人有其他的解决方案(越简单越好)？

Answer 1

为什么要在这么低的级别(套接字)写？为什么不使用WCF作为客户端和服务器之间的通信，并提供一个更干净、强类型的接口，而不是对GPS设备的原始访问？

这样的设备通常最好独立于调用的客户端进行管理-即，您有自己的单独线程与GPS设备对话，以适当的时间间隔轮询它，并使用当前位置填充共享数据结构-而客户端进行服务调用，并从共享数据结构中获得数据。有时不可靠的设备连接的所有错误处理和恢复都是由GPS线程处理的，客户端不需要每个客户端都参与到这种糟糕的事情中来。它们可以进行非阻塞调用来获取状态更新，当GPS线程疯狂地尝试重新建立通信时，这些更新可能包括状态“位置不可用”。

因此，我将创建一个服务，该服务抽象处理此特定设备的细节，并为客户端提供一个干净的接口。例如，它可以提供像GetPosition()这样的服务，它返回像"GeoCoordinate“这样的类。这样，如果您需要支持其他位置感应设备，您可以添加它们，而无需对客户端代码进行任何更改。

                   GPS <--Serial--> Server <--WCF--> Clients

我有一个与数百个不同设备进行通信的系统，其中许多设备是通过串行端口和其他半可靠的连接进行通信的，这就是我使用的方法。参见http://blog.abodit.com。

-根据您使用TELNET的其他要求:可能类似于：

创建一个线程来处理与设备本身的所有通信。

创建一个封装单个WorkItem的类-要发送的内容、响应和WaitHandle。

使用队列对来自客户端的请求进行排队。每个客户端都在WaitHandle上等待其响应准备就绪。

让单个通信线程从该队列中拉出工作项，将它们发送到GPS设备，获取响应，将响应存储在WorkItem中(或设置失败标志)，然后设置等待句柄以告知WorkItem已完成。

如果请求传入的速度超过了GPS的处理能力，请添加代码，以便从设备上一次成功的请求开始，在较小的时间窗口内返回请求的缓存值。

实际上，您现在向所有客户端呈现了一个虚拟GPS设备，但是在内部，您正在序列化它们的所有请求(在一个队列上)，并在单个线程上管理与GPS设备的通信，这样您就可以轻松地完成请求-响应周期，而不会受到干扰。

这还允许您很好地(在等待句柄上)超时，以通知客户端当前没有可用的响应。

Answer 2

你有socat，ser2net和其他程序，但我的经验非常糟糕……不能正常工作。我自己做的这个python小程序，可以派上用场。更新端口，波特率...然后使用任何tcp客户端。如果不想用作自动可执行脚本，请删除第一行

#!/usr/bin/python

import socket
import sys
import serial

#open serial port
ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 115200, timeout=0)
#create socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_KEEPALIVE, 1)

#bond to the port. Don't use localhost to accept external connections
server_address = ('', 2105)
print('starting up on {} port {}'.format(*server_address))
sock.bind(server_address)

#listen
sock.listen(1)

#loop
while True:
    #waits for a new connection
    print('waiting for a connection')
    connection, client_address = sock.accept()
    try:
        print('connection from', client_address)
        #continously send from serial port to tcp and viceversa
        connection.settimeout(0.1)
        while True:
            try:
                data = connection.recv(16)
                if data == '': break
                ser.write(data)
            except KeyboardInterrupt:
                connection.close()
                sys.exit()
            except Exception as e:
                pass
            received_data = ser.read(ser.inWaiting())
            connection.sendall(received_data)
    except Exception as e:
        print e

    finally:
        #clean up connection
        connection.close()