【代码分享】基于乐鑫ESP32的串口不定长数据接收方法

 

串口不定长数据包

1、背景

为什么要实现串口不定长数据包的接收？

在使用串口进行数据接时，有时候我们并不知道对方的串口数据协议格式，于是没办法按照协议进行解析，也就无法提取完整的数据包出来，而应用层则需要完整的数据包进行处理，就迫使我们需要实现一种不定长数据包提取的实现方式；

举个例子，如果我们串口对接的是设备的串口的日志，由于日志并不是固定长度的，那么我们如何来提取一行日志呢(通过判断换行符是一种方法)？如果对方的日志是不可见字符呢？

通过实现串口不定长数据包的接收，可以提高系统的灵活性和适应性，使其能够更好地应对不同的数据传输需求。

一句话: 本文实现了esp32串口不定长数据接收方法，当接收数据超过512个字节自动按512个字节自动打包，如果不足512个字节，则通过两个数据的时间间隔差自动拆分包；

不想听我啰嗦，公众号后台私信: 代码分享 即可获取完整工程；

2、实现

在STM32平台有一个串口空闲的标志位，我们通过判断串口的空闲标志位来实现，但是如果使用ESP32，则很遗憾，我并没有见到有此标志位可以使用，那么本文将通过软件方式来实现串口不定长数据的接收实现；

2.1、实现平台

idf版本: esp-idf-v5.2.0

硬件: esp32-c3

2.2、实现的逻辑

在串口接收到数据时，启动串口数据监听和串口数据包处理两个线程；

监听线程监听到数据：判断接收到的数据长度是否大于512个字节，如果是则把512个字节打包为一个数据包，如果数据不足512个字节，则先缓存起来，然后记录此时的时间为T1；

如果打包之后还有数据，则继续运行第1步，如果剩余的数据不足512个字节，则先缓存起来，然后记录此时的时间T1；

定时器周期检测T1与当前时间的差值，如果差值大于100ms，则把剩余的数据打包为一个数据包；

如果还有新的数据监测到，则重新开始第1步；

串口数据包处理现场监听到有数据包处理则进行处理；

2.3、逻辑流程图

串口不定长流程图

3实现效果测试数据

3.1、 数据小于512个字节

串口输入(20个字节)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30"

代码识别:达到预期效果

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0020 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
 

串口输入(20个字节)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30"（150ms周期发送）

代码识别(自动拆分为多次多个数据包，每个数据包还是21个字节):达到预期效果

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0020 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0020 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0020 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
 

串口输入(20个字节)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30"（15ms周期发送）

  uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0512 **********************
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

  uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0176 **********************
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
  uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
 

• 代码识别:达到预期效果（按512个字节打包，不足的按间隔打包）

3.2、数据等于于512个字节

• 串口输入(512个字节)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 ... ... 30"
  • 代码识别:达到预期效果

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0512 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
 

3.3、数据大于512个字节

串口输入(565个字节)："30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 ... ... 30"

代码识别:达到预期效果

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0512 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

uart_rx_ap |229  |[uart]*********************** 0053 **********************
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 
uart_rx_ap |229  |[uart]30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
 

温馨提示: 公众号后台私信发送: 代码分享 即可获取完整工程；