Node.js串行端口到TCP 准备考虑是否值得让你开始

问题描述

是否有一种方法可以建立一个主机，以使用nodejs通过tcp串流串行连接-我想将传感器数据从计算机上的IoT设备流式传输到连接的计算机再到Web服务器。原始数据流很好-远程计算机将对其进行处理。我一直在研究net和serialport npm软件包-但不确定如何将两者结合起来……

谢谢！

解决方法

准备

几乎每个供应商或设备都有自己的串行通信协议。通常这些设备也使用带有标头、校验和的数据包，但每个设备以不同的方式执行此操作。

第一个问题实际上是，您希望将数据包头和校验和信息转发到什么程度。您可能希望将传入的数据包转换为事件，或者可能已经转换为某种 JSON 消息。

假设您只想转发原始格式的数据而不进行任何预处理，确定数据包的开始和结束位置仍然很有价值。当您通过 TCP/IP 刷新数据时，最好不要在这些串行数据包之一中途这样做。

例如，您的设备可能是条码扫描仪。大多数条码扫描器在每次扫描结束时发送 CR（回车）。主动读取传入字节以寻找 CR 字符是有意义的。然后，每次注意到 CR 字符时，您都会刷新字节缓冲区。

但是，它并不总是 CR。一些设备在 STX (0x02) 和 ETX (0x03) 字符之间打包它们的数据。还有一些发送固定长度的包（例如每条消息 12 个字节）。

为了清楚起见，您最终可以每 100 字节发送一次数据，而消息实际上是 12 字节。那会破坏一些数据包。偶尔您的 TCP 接收器会收到一个不完整的数据包。说了这么多。您还可以在 TCP 接收端添加所有这些逻辑。当接收到不完整的数据包时，您可以将其保存在缓冲区中，假设下一个传入的数据包将包含丢失的字节。

考虑是否值得

请注意，您可以购买现成的商用 RS232 转以太网设备并进行配置（约 100 欧元），它们完全符合您的要求。通常在这种设备的设置中，您可以选择配置刷新字符。（例如那个 CR）。 MOXA 可能是你能得到的最好的。 ADAM 也生产不错的设备。这些供应商制造此类设备已有大约 30 年的历史。

让你开始

但是为了锻炼，我们开始吧。首先，您需要一些东西来与您的串行设备进行通信。我用过这个：

npm install serialport@^9.1.0

您几乎可以盲目地复制以下代码。但显然您需要设置自己的 RS232 或 USB 端口设置。查看设备手册以确定波特率、数据位、停止位、奇偶校验和可选的 RTS/DTR

import SerialPort from "serialport";

export class RS232Port {
    private port: SerialPort;

    constructor(private listener: (buffer: Buffer) => any,private protocol) {
        this.port = new SerialPort("/dev/ttyS0",{
            baudRate: 38400,dataBits: 8,stopBits: 1,parity: "none",});

        // check your RTS/DTR settings.
        // this.port.on('open',() => {
        //    this.port.set({rts: true,dtr: false},() => {
        //    });
        //});

        const parser = this.port.pipe(this.protocol);
        parser.on('data',(data) => {
            console.log(`received packet:[${toHexString(data)}]`);
            if (this.listener) {
                this.listener(data);
            }
        });
    }

    sendBytes(buffer: Buffer) {
        console.log(`write packet:[${toHexString(buffer)}]`);
        this.port.write(buffer);
    }
}

上面的代码不断从串行设备读取数据，并使用“协议”来确定消息的开始/结束位置。它有一个“侦听器”，这是一个回调。它还可以使用 sendBytes 函数发送字节。

这将我们带到了协议，正如前面解释的那样，在找到分隔符之前应该读取该协议。

因为我不知道你的分隔符是什么。我将向您展示另一种选择，它只是等待沉默。它假设在一段时间内没有传入数据时，消息将是完整的。

export class TimeoutProtocol extends Transform {
    maxBufferSize: number;
    currentPacket: [];
    interval: number;
    intervalID: any;

    constructor(options: { interval: number,maxBufferSize: number }) {
        super()
        const _options = { maxBufferSize: 65536,...options }
        if (!_options.interval) {
            throw new TypeError('"interval" is required')
        }

        if (typeof _options.interval !== 'number' || Number.isNaN(_options.interval)) {
            throw new TypeError('"interval" is not a number')
        }

        if (_options.interval < 1) {
            throw new TypeError('"interval" is not greater than 0')
        }

        if (typeof _options.maxBufferSize !== 'number' || Number.isNaN(_options.maxBufferSize)) {
            throw new TypeError('"maxBufferSize" is not a number')
        }

        if (_options.maxBufferSize < 1) {
            throw new TypeError('"maxBufferSize" is not greater than 0')
        }

        this.maxBufferSize = _options.maxBufferSize
        this.currentPacket = []
        this.interval = _options.interval
        this.intervalID = -1
    }

    _transform(chunk: [],encoding,cb) {
        clearTimeout(this.intervalID)
        for (let offset = 0; offset < chunk.length; offset++) {
            this.currentPacket.push(chunk[offset])
            if (this.currentPacket.length >= this.maxBufferSize) {
                this.emitPacket()
            }
        }
        this.intervalID = setTimeout(this.emitPacket.bind(this),this.interval)
        cb()
    }
    emitPacket() {
        clearTimeout(this.intervalID)
        if (this.currentPacket.length > 0) {
            this.push(Buffer.from(this.currentPacket))
        }
        this.currentPacket = []
    }
    _flush(cb) {
        this.emitPacket()
        cb()
    }
}

最后一块拼图是 TCP/IP 连接。在这里，您必须确定哪一端是客户端，哪一端是服务器。我暂时跳过了，因为有很多教程和代码示例向您展示了如何设置 TCP/IP 客户端-服务器连接。

在上面的一些代码中，我使用函数 toHexString(Buffer) 将缓冲区的内容转换为十六进制格式，以便更容易地将其打印到控制台日志。

export function toHexString(byteArray: Buffer) {
    let s = '0x';
    byteArray.forEach(function (byte) {
        s += ('0' + (byte & 0xFF).toString(16)).slice(-2);
    });
    return s;
}

node-serialport tcp