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串口不定長數據包

1、背景

為什么要實現串口不定長數據包的接收？

在使用串口進行數據接時，有時候我們并不知道對方的串口數據協議格式，于是沒辦法按照協議進行解析，也就無法提取完整的數據包出來，而應用層則需要完整的數據包進行處理，就迫使我們需要實現一種不定長數據包提取的實現方式；

舉個例子，如果我們串口對接的是設備的串口的日志，由于日志并不是固定長度的，那么我們如何來提取一行日志呢(通過判斷換行符是一種方法)？如果對方的日志是不可見字符呢？

通過實現串口不定長數據包的接收，可以提高系統的靈活性和適應性，使其能夠更好地應對不同的數據傳輸需求。

一句話: 本文實現了esp32串口不定長數據接收方法，當接收數據超過512個字節自動按512個字節自動打包，如果不足512個字節，則通過兩個數據的時間間隔差自動拆分包；

不想聽我啰嗦，公眾號后臺私信: 代碼分享即可獲取完整工程；

2、實現

在STM32平臺有一個串口空閑的標志位，我們通過判斷串口的空閑標志位來實現，但是如果使用ESP32，則很遺憾，我并沒有見到有此標志位可以使用，那么本文將通過軟件方式來實現串口不定長數據的接收實現；

2.1、實現平臺

idf版本: esp-idf-v5.2.0

硬件: esp32-c3

2.2、實現的邏輯

在串口接收到數據時，啟動串口數據監聽和串口數據包處理兩個線程；

監聽線程監聽到數據：判斷接收到的數據長度是否大于512個字節，如果是則把512個字節打包為一個數據包，如果數據不足512個字節，則先緩存起來，然后記錄此時的時間為T1；

如果打包之后還有數據，則繼續運行第1步，如果剩余的數據不足512個字節，則先緩存起來，然后記錄此時的時間T1；

定時器周期檢測T1與當前時間的差值，如果差值大于100ms，則把剩余的數據打包為一個數據包；

如果還有新的數據監測到，則重新開始第1步；

串口數據包處理現場監聽到有數據包處理則進行處理；

2.3、邏輯流程圖

串口不定長流程圖

3實現效果測試數據

3.1、數據小于512個字節

串口輸入(20個字節)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30"

代碼識別:達到預期效果

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0020**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030

串口輸入(20個字節)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30"（150ms周期發送）

代碼識別(自動拆分為多次多個數據包，每個數據包還是21個字節):達到預期效果

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0020**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0020**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0020**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030

串口輸入(20個字節)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30"（15ms周期發送）

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0512**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]303030303030303030303030

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0176**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]30303030303030303030303030303030

代碼識別:達到預期效果（按512個字節打包，不足的按間隔打包）

3.2、數據等于于512個字節

串口輸入(512個字節)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 ... ... 30"
- 代碼識別:達到預期效果

3.3、數據大于512個字節

串口輸入(565個字節)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 ... ... 30"

代碼識別:達到預期效果

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0512**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]303030303030303030303030

uart_rx_ap|229|[uart]***********************0053**********************
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]3030303030303030303030303030303030303030
uart_rx_ap|229|[uart]30303030303030303030303030

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