Linux实现网络传输（DTU）模块

特点

• 多个外设之间数据处理和交换。
• 首先设计要稳定可靠不丢数据。
• 及时维护设备就绪断开，尽量保持设备的就绪。
• 考虑多个设备，多通道同时工作。
• 条理清晰层次分明，容易开发。增加功能变得简单。
• 能周期定时处理数据的能力。

需求

        大部分嵌入式设备核心工作是通过各种外设采集处理数据，发送处理好的数据。网络传输（DTU）的功能是这方面的典型案例。比方一个非常简单的例子，一个串口收到的数据，转发到多个网络目的地。

        这种需求的难点和复杂性在哪里呢？

        多种外设，使用外设之间差异性很大，具体表现为，初始化，设置不同，连接建立就绪不一样，设备就绪断开表现不一样。

        在linux中把大部分的外设都抽象为设备，对于设备的读写轮询基本一致。这方面没有难度，但是各种设备的数据传输能力大小存在差异，简单处理会导致数据丢失。

采集数据处理很多时候需要周期，定时处理。

方案 

       实现多设备多通道数据集中处理收发有多个进程来实现。

       实现该功能的进程分成两类，多个对应单个设备的单设备进程。一个数据集中处理的服务进程。单设备进程和之间用。

       整个方案化繁为简，非常容易扩展。非常合适与多种设备之间的交互，增加设备简单，方便快速开发多个功能。

单设备进程

       主要的功能是建立设备就绪状态，并把设备收发数据转给socket客户端，从而交给服务进程处理。

       管理单个设备和socket客户端。

       初始化设备，socket客户端，直到准备就绪

       常见的单个设备有：R232/R485串口,TCP 客户端，TCP服务器端，UDP客户端。UDP服务器端。USB接口。等等

       一直不断检查，轮询

              设备，socket客户端是否掉线，如掉线再次准备。

              设备，socket客户端是否有数据接收。接收数据。

              设备，socket客户端是否有数据发送。发送数据。

缓存数据

       单设备进程相同或不同类型的可以同时启动多个，达到多设备多通道的目的。

       单设备进程把各种设备之间的差异最大限度保留在单设备进程中，避免把不同的设备混在一起管理混乱，开发难度大。

       所有单设备进程开发模式一致，目的明确，单一，触类旁通，开发简单。

       增加一个设备进程不需要考虑别的设备。专注于自身就可以了。

服务进程

        可以对应多个单设备进程，用server socket监听单设备进程client的连接。建立连接，接收从单设备进程来的数据，对数据分析，编解码，进行综合处理。根据实现功能决定把结果数据发给哪些单设备进程。

       需要维护server socket，socket多个与客户对应连接。

       不断检查socket多个与客户对应连接收发数据。

       用时钟信号，周期处理数据。

       大数据量缓存处理。

       服务进程不需要知道每种设备的差异，管理多种设备麻烦事情不存在了。只需要维护server socket，socket多个与客户对应连接。并进行数据收发就可以了。服务程序很简单。

       服务程序可以集中处理上层应用方面的一些工作，如协议解析，数据保存，数据转发等工作。

socket通信

        套接口（Socket）为目前Linux上最为广泛使用的一种的进程间通信机制。

        基于Socket的多进程之间通信的实现方法。原理是建立一个进程专门用来做为通信服务器(server)来中转各个进程之间的通信。

        其他各进程作为客户端(client)。客户端的动作是首先建立通信Socket连接服务器端，然后通过通信Socket进行送信和收信。

        一个服务端可以与多个客户端建立多个连接，进行一对多通信。

        SCOKET通信可以是本地方式，也可以是TCP/IP方式。进程之间选择本地方式。

        单设备进程与服务进程之间通过socke通信，服务进程作为服务端，单设备进程作为客户端。根据应用的需求可以开多个单设备进程实现多通道。一般模式是一个服务进程对多个单设备进程。

        处理程序之间关系，和内部结构图：

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