嵌入式开发中组包的过程和解析的过程一样吗
在嵌入式产品开发中，我们经常会遇到两个设备之间的通信、设备与服务器的通信、设备和上位机的通信等，很多时候通信协议都是自定义的，所以这就涉及到自定义协议的解析和组包问题。
比如针对下面的这样一个协议：
帧头1 帧头2 字段1 字段2 校验
固定值：0x55 固定值：0xaa 设备id 电压值 前面所有数据异或值
char char short float char
1字节 1字节 2字节 4字节 1字节
数据在发送时涉及到一个大小端的概念，大小端是针对多字节数据的传输，比如上述协议中字段1，假设两字节内容为0x0001，先发送0x01后发送0x00，称为小端模式；先发送0x00后发送0x01，称为大端模式。
假设字段1内容为0x001，字段2内容为0x40533333 (对应为3.3)
假设按照小端方式发送，下面是帧数据：
55 aa 01 00 33 33 53 40 ed
下面来看看如何解析：
若干年前，在第一次面对这种问题时，用的如下傻瓜式的代码方式实现：
#include int main(){ unsigned char rxbuf[9] = {0x55,0xaa,0x01,0x00,0x33,0x33,0x53,0x40,0xed}; short deviceid; float voltage; unsigned char check = 0; int i; for(i=0;i<8;i++) { check ^= rxbuf[i]; } if(rxbuf[0]==0x55 && rxbuf[1]==0xaa && rxbuf[8]==check ) { deviceid=(rxbuf[3]<<8)|rxbuf[2]; voltage= *((float *)&rxbuf[4]); printf(deviceid:%d,deviceid); printf(voltage:%f,voltage); } return 0;}
简单来说就是硬来，按照数组的先后顺序逐个重组解析，如果协议比较长，代码里会充斥着很多的数组下标，一不小心就数错了。而且如果更改协议的话，代码要改动很多地方。
后来有人告诉我可以定义个结构体，然后使用memcpy函数直接复制过去就完事了。
#include #include #pragma pack(1)struct rxframe{ unsigned char header1; unsigned char header2; short deviceid; float voltage; unsigned char check;};int main(){ unsigned char rxbuf[9] = {0x55,0xaa,0x01,0x00,0x33,0x33,0x53,0x40,0xed}; struct rxframe rxdata; unsigned char check = 0; int i; for(i=0;i<8;i++) { check ^= rxbuf[i]; } memcpy(&rxdata,rxbuf,sizeof(rxbuf)); if(rxbuf[0]==0x55 && rxbuf[1]==0xaa && rxdata.check==check ) { printf(deviceid:%d,rxdata.deviceid); printf(voltage:%f,rxdata.voltage); } return 0;}嗯，的确是方便了很多。不过，该方式仅适合小端传输方式。
再后来，又见到有人用如下代码实现：
#include #include convert.hint main(){ unsigned char rxbuf[9] = {0x55,0xaa,0x01,0x00,0x33,0x33,0x53,0x40,0xed}; short deviceid; float voltage; unsigned char check = 0; int i; int index = 0; for(i=0;i<8;i++) { check ^= rxbuf[i]; } if(rxbuf[0]==0x55 && rxbuf[1]==0xaa && rxbuf[8]==check ) { index += 2; bytetoshort(rxbuf, &index, &deviceid); bytetofloat(rxbuf, &index, &voltage); printf(deviceid:%d,deviceid); printf(voltage:%f,voltage); } return 0;}其中convert.h如下：
#ifndef convert_h#define convert_hvoid shorttobyte(unsigned char* dest, int* index, short value);void floattobyte(char* dest, int* index, float value);#endif // convert_hconvert.c如下：#include convert.h#include #include static bool endianflag = 0;void bytetoshort(const unsigned char* source, int* index, short* result){ int i, len = sizeof(short); char p[len]; memset(p, 0, len); if(endianflag == 1 ) { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + len - i - 1); } else { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + i); } *result = *((short*)p); *index += len;}void bytetofloat(unsigned char* source, int* index, float* result){ int i, len = sizeof(float); char p[len]; memset(p, 0, len); if(endianflag == 1 ) { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + len - i - 1); } else { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + i); } *result = *((float*)p); *index += len;}该方法既可以支持小端模式，也可以支持大端模式，使用起来也是比较方便。
除了上述2个函数，完整的转换包含以下函数，就是将bytes转换为不同的数据类型，以及将不同的数据类型转换为bytes。
#ifndef convert_h#define convert_hvoid bytetoshort(const unsigned char* source, int* index, short* result);void bytetoint(unsigned char* source, int* index, int* result);void bytetolong(char* source, int* index, long long* result);void bytetofloat(unsigned char* source, int* index, float* result);void bytetodouble(unsigned char* source, int* index, double* result);void bytetostring(unsigned char* source, int* index, char* result, int length);void shorttobyte(unsigned char* dest, int* index, short value);void inttobyte(char* dest, int* index, int value);void longtobyte(char* dest, int* index, long long value);void floattobyte(char* dest, int* index, float value);void doubletobyte(unsigned char* dest, int* index, double value);void stringtobyte(char* dest, int* index, int length, char* value);#endif // convert_h
组包的过程和解析的过程正好相反，这里不再赘述。你在开发中遇到这种问题时，又是如何处理的呢？欢迎留言讨论！
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比如针对下面的这样一个协议：
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固定值：0x55 固定值：0xaa 设备id 电压值 前面所有数据异或值
char char short float char
1字节 1字节 2字节 4字节 1字节
数据在发送时涉及到一个大小端的概念，大小端是针对多字节数据的传输，比如上述协议中字段1，假设两字节内容为0x0001，先发送0x01后发送0x00，称为小端模式；先发送0x00后发送0x01，称为大端模式。
假设字段1内容为0x001，字段2内容为0x40533333 (对应为3.3)
假设按照小端方式发送，下面是帧数据：
55 aa 01 00 33 33 53 40 ed
下面来看看如何解析：
若干年前，在第一次面对这种问题时，用的如下傻瓜式的代码方式实现：
#include int main(){ unsigned char rxbuf[9] = {0x55,0xaa,0x01,0x00,0x33,0x33,0x53,0x40,0xed}; short deviceid; float voltage; unsigned char check = 0; int i; for(i=0;i<8;i++) { check ^= rxbuf[i]; } if(rxbuf[0]==0x55 && rxbuf[1]==0xaa && rxbuf[8]==check ) { deviceid=(rxbuf[3]<<8)|rxbuf[2]; voltage= *((float *)&rxbuf[4]); printf(deviceid:%d,deviceid); printf(voltage:%f,voltage); } return 0;}
简单来说就是硬来，按照数组的先后顺序逐个重组解析，如果协议比较长，代码里会充斥着很多的数组下标，一不小心就数错了。而且如果更改协议的话，代码要改动很多地方。
后来有人告诉我可以定义个结构体，然后使用memcpy函数直接复制过去就完事了。
#include #include #pragma pack(1)struct rxframe{ unsigned char header1; unsigned char header2; short deviceid; float voltage; unsigned char check;};int main(){ unsigned char rxbuf[9] = {0x55,0xaa,0x01,0x00,0x33,0x33,0x53,0x40,0xed}; struct rxframe rxdata; unsigned char check = 0; int i; for(i=0;i<8;i++) { check ^= rxbuf[i]; } memcpy(&rxdata,rxbuf,sizeof(rxbuf)); if(rxbuf[0]==0x55 && rxbuf[1]==0xaa && rxdata.check==check ) { printf(deviceid:%d,rxdata.deviceid); printf(voltage:%f,rxdata.voltage); } return 0;}嗯，的确是方便了很多。不过，该方式仅适合小端传输方式。
再后来，又见到有人用如下代码实现：
#include #include convert.hint main(){ unsigned char rxbuf[9] = {0x55,0xaa,0x01,0x00,0x33,0x33,0x53,0x40,0xed}; short deviceid; float voltage; unsigned char check = 0; int i; int index = 0; for(i=0;i<8;i++) { check ^= rxbuf[i]; } if(rxbuf[0]==0x55 && rxbuf[1]==0xaa && rxbuf[8]==check ) { index += 2; bytetoshort(rxbuf, &index, &deviceid); bytetofloat(rxbuf, &index, &voltage); printf(deviceid:%d,deviceid); printf(voltage:%f,voltage); } return 0;}其中convert.h如下：
#ifndef convert_h#define convert_hvoid shorttobyte(unsigned char* dest, int* index, short value);void floattobyte(char* dest, int* index, float value);#endif // convert_hconvert.c如下：#include convert.h#include #include static bool endianflag = 0;void bytetoshort(const unsigned char* source, int* index, short* result){ int i, len = sizeof(short); char p[len]; memset(p, 0, len); if(endianflag == 1 ) { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + len - i - 1); } else { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + i); } *result = *((short*)p); *index += len;}void bytetofloat(unsigned char* source, int* index, float* result){ int i, len = sizeof(float); char p[len]; memset(p, 0, len); if(endianflag == 1 ) { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + len - i - 1); } else { for( i = 0; i < len; i++ ) *(p+i) = *(source + *index + i); } *result = *((float*)p); *index += len;}该方法既可以支持小端模式，也可以支持大端模式，使用起来也是比较方便。
除了上述2个函数，完整的转换包含以下函数，就是将bytes转换为不同的数据类型，以及将不同的数据类型转换为bytes。
#ifndef convert_h#define convert_hvoid bytetoshort(const unsigned char* source, int* index, short* result);void bytetoint(unsigned char* source, int* index, int* result);void bytetolong(char* source, int* index, long long* result);void bytetofloat(unsigned char* source, int* index, float* result);void bytetodouble(unsigned char* source, int* index, double* result);void bytetostring(unsigned char* source, int* index, char* result, int length);void shorttobyte(unsigned char* dest, int* index, short value);void inttobyte(char* dest, int* index, int value);void longtobyte(char* dest, int* index, long long value);void floattobyte(char* dest, int* index, float value);void doubletobyte(unsigned char* dest, int* index, double value);void stringtobyte(char* dest, int* index, int length, char* value);#endif // convert_h
组包的过程和解析的过程正好相反，这里不再赘述。你在开发中遇到这种问题时，又是如何处理的呢？欢迎留言讨论！
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