【开源】C#跨平台物联网通信框架ServerSuperIO（SSIO）

[连载]《C#通信（串口和网络）框架的设计与实现》-1.通信框架介绍

[连载]《C#通信（串口和网络）框架的设计与实现》-2.框架的整体设计

 

目       录

C#跨平台物联网通信框架ServerSuperIO（SSIO）正式开源... 1

1.      SSIO的特色

2.      SSIO概述

3.      SSIO与SIO的区别

4.      控制模式

5.      跨平台Windows和Linux

 

一.SSIO的特色

1. 轻型高性能通讯框架，适用于多种应用场，轮询模式、自控模式、并发模式和单例模式。
2. 设备驱动、IO通道、控制模式场景协调统一。
3. 设备驱动内轩命令驱动器、命令缓存器、自定义参数和实时数据元素。
4. 框架平台支持按设备命令优先级别进行调度，保证高级别命令及时发送。
5. 一个设备驱动同时支持串口和网络两种通信方式，能够监视IO通道数据。
6. 一个设备驱动，在网络通信时能够支持TCP Server和TCP Client两种工做模式。
7. 内置显示视图接口，知足不一样显示需求。
8. 内置服务组件接口，能够自定义完成OPC服务、4-20mA输出、LED大屏显示、短信服务、以及多功能网关服务。
9. 能够建立多服务实例，完成不一样业务的拆分。
10. 支持跨平台部署，能够运行在Linux和Windows系统。

 

二.SSIO概述

   SSIO通讯框架的设计思想是在SuperIO（SIO）基础上发展而来，并无高大上的技术，主要是工做经验的积累，适合于不一样应用场景的物联网的数据采集与交互。SSIO和SIO并非简单的对IO高性能的操做，而是设备驱动、IO通道、控制模式和实际硬件设备之间的协调机制，各方面之间无缝衔接和运行，也是为了解决现实工做和应用场景的一些痛点。

  软硬件之间的数据交互，而且面临着复杂的现场环境：

（1）复杂的、多样的通信协议。有标准的协议，例如：Modbus等，也有不少根据标准协议修改的协议格式、以及自定义协议格式，而且千差万别。对于很差的软件架构，疲于应对，增长设备或协议要对整个软件进行梳理，每每在此过程当中出现新的问题或BUG。

（2）针对不一样用户对软件界面或功能的要求有很大不一样，使之知足不一样用户的显示要求，能够自定义数据显示界面。那么就须要提供显示视图接口，与设备驱动进行交互。

（3）既然现场设备的数据被采集上来，那么就须要对其进行处理，不只仅是保存、查询、报表等，还有：数据转发、数据输出（OPC、模拟量、大屏等）等。那么就须要提供服务性的接口，与设备驱动进行交互。

（4）通信链路的多种性，对于同一个设备可能要支持RS232/RS485/RS42二、RJ4五、3G/4G等通信方式，因此对于一个设备要对应多种通信方式（串口和网络），也给咱们的开发形成很大的障碍。

（5）设备驱动、IO通道和实际的现场硬件终端之间链路复杂，有可能：一个设备驱动对应一个IO通道、一个设备驱动对应多个IO通道、多个设备驱动对应一个IO通道等状况。

（6）既然设备与服务端进行数据交互，那么就应该对设备的通信状态、IO状态、以及设备自己的状态进行监控，这样设备才处于可维护状态。

（7）软件各版本、以及软件与硬件之间的兼容性不好，管理起来错综复杂。在框架平台稳定的状况下，只须要更新设备驱动。

   为了解决以上诸多问题，开发一个软件框架，支持二次开发。在不对软件框架改动的状况下，可以很方便的接入设备、维护设备、集成设备、处理设备业务数据等。软件框架相对稳定，把容易变化的部分进行灵活设计。

 

三.SSIO与SIO的区别

序号	属性	SSIO	SIO
1	应用场景	适用于高频的数据采集与控制，能够部署在服务器端。	适用于通常性的上位机数据采集，例如：局域网内的厂级服务端应用。
2	控制模式	轮询模式、自控模式、并发模式、单例模式	轮询模式、自控模式、并发模式、
3	性能	高性能	性能不如SSIO
4	服务实例	一个进程能够建立多个服务实例	一个进程只能建立一个服务实例
5	跨平台	支持Linux和Windows	只支持Windows各版本操做系统
6	二次开发	方便（不包括界面）	只须要继承就能够建立一个完整的应用程序
7	代码结构	更合适	使用的单例模式较多
8	串口组件	SerialPort	PCOMM
9	网络组件	SocketAsyncEventArgs	Socket
10	开源	开源	没有开源
11	OPC	不支持	支持
12	模拟量	不支持	支持
13	插件	须要本身二次开发	彻底支持插件化部署

 

四.控制模式

（1）轮询模式：当串口和网络通信时均可以使用这种控制模式。当有多个设备链接到通信平台时，通信平台会轮询调度设备进行通信任务。某一时刻只能有一个设备发送请求命令、等待接收返回数据，这个设备完成发送、接收（若是遇到超时状况，则自动返回）后，下一个设备才进行通信任务，依次轮询设备。以下图：

 

（2）并发模式：只有网络通信时可使用这种控制模式。并发通信模式是集中发送全部设备的请求指令，框架是采用循环同步方式发送请求命令。还有进一步提升的机会，采用并行异步方式集中发送请求命令。硬件设备接收到指令后进行校验，校验成功后返回对应指令的数据，通信平台异步监听到数据信息后，进行接收操做，而后再进行数据的分发、处理等。以下图：

 

（3）自控模式：只有网络通信时可使用这种控制模式。自控通信模式与并发通信模式相似，区别在于发送指令操做交给设备驱动自己进行控制，或者说交给二次开发者，二次开发者能够经过时钟定时用事件驱动的方式发送指令数据。硬件设备接收到指令后进行校验，校验成功后返回对应指令的数据，通信平台异步监听到数据信息后，进行接收操做，而后再进行数据的分发、处理等。

   自控通信模式能够为二次开发者提供精确的定时请求实时数据机制，使通信机制更灵活、自主，若是多个设备驱动使用同一个IO通道的话，时间控制会有误差。以下图：

 

（4）单例模式：只有网络通信时可使用这种控制模式。在一个服务实例内只能有一个设备驱动，至关于一个设备驱动对应着N多个硬件设备终端。更适合通信的数据协议有固定的标准，以命令关键字处理不一样的数据。适用于高并发的硬件终端设备主动上传数据，服务器端根据数据信息进行处理和返回相应的数据。以下图：

 

 

五.跨平台Windows和Linux

（1）Windows运行效果

 

（2）Linux运行效果

 

开源地址：https://github.com/wxzz/ServerSuperIO

百度网盘：http://pan.baidu.com/s/1eRy0inK

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