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C# TCP - 串口转发1.0

news 2025/9/28 5:37:59

C# TCP - 串口转发服务器完整代码笔记

一、项目整体架构

该项目是一个基于 C# WinForms 的双向数据转发服务器，核心作用是搭建 “TCP 客户端 ↔ 服务器 ↔ 串口设备” 的通信桥梁，适用于工业控制、物联网设备远程监控等场景。项目包含 3 个核心文件，职责分工明确：

文件路径类名核心功能
服务器 / ServerFrm.csServerFrm主窗体，实现 TCP 服务器、串口通信、数据转发
服务器 / Models/Client.csClient客户端模型，存储客户端网络端点与 Socket 对象
_服务器 / Utility/FileIni.csFileIniINI 文件工具类，实现配置读写（依赖 Windows API）

二、核心模块解析（按文件划分）

模块 1：主窗体类（ServerFrm.cs）

1.1 成员变量定义

存储服务器运行状态、网络 / 串口对象、任务控制与客户端列表，是整个程序的 “数据中枢”：

// 服务器启动状态（true=运行，false=停止）
bool IsStart = false;
// TCP服务器Socket（负责监听客户端连接）
Socket serverSocket = null;
// 串口通信对象（负责与硬件设备交互）
SerialPort serialPort = null;
// 任务取消令牌源（安全终止异步任务，避免资源泄漏）
CancellationTokenSource cts = null;
// 客户端列表（存储所有已连接的客户端信息）
List<Client> ClientList = new List<Client>();
1.2 初始化配置（BindConfig 方法）

窗体加载时自动执行，完成网络、串口参数的初始配置，减少手动输入操作：

private void BindConfig()
{// 1. 自动获取本机IPv4地址（过滤IPv6）string hostName = Dns.GetHostName(); // 获取主机名IPAddress[] addresses = Dns.GetHostAddresses(hostName); // 获取所有IPforeach (IPAddress address in addresses){if (address.AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork) // 筛选IPv4txtIP.Text = address.ToString();}
​// 2. 默认TCP端口（9999，常用非特权端口）txtPort.Text = 9999.ToString();
​// 3. 加载可用串口号（自动检测电脑已连接的串口）cbbPortName.DataSource = SerialPort.GetPortNames();
​// 4. 初始化波特率（1200→57600，覆盖常见硬件通信速率）int baudRateStart = 1200;cbbBaudRate.Items.Add(baudRateStart);for (int i = 1; i < 5; i++){if (i != 3) // 跳过3倍速，按2倍递增：1200→2400→4800→9600→57600cbbBaudRate.Items.Add(baudRateStart * (i * 2));}cbbBaudRate.Items.Add(57600);cbbBaudRate.SelectedIndex = 0; // 默认选中第一个（1200）
​// 5. 数据位、停止位、校验位默认值（需与硬件设备配置一致）cbbDataBit.SelectedIndex = 0;    // 默认数据位（通常为8位）cbbStopBit.SelectedIndex = 0;    // 默认停止位（通常为1位）cbbParity.SelectedIndex = 0;     // 默认校验位（通常为无校验）
}
1.3 服务器启停控制（btnStart_Click + 辅助方法）

通过按钮触发，实现服务器 “启动→运行→停止” 的完整生命周期管理，核心是 资源的创建与释放：

1.3.1 启动服务器（StartServer 方法）
private void StartServer()
{// 步骤1：启动TCP服务器serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);serverSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(txtIP.Text), int.Parse(txtPort.Text))); // 绑定IP+端口serverSocket.Listen(100); // 最大监听队列（支持100个客户端排队连接）panelNetwork.BackColor = Color.Green; // 网络状态灯：绿色=运行
​// 步骤2：启动串口（与硬件设备通信）serialPort = new SerialPort();// 配置串口参数（需与硬件一致，否则通信失败）serialPort.PortName = cbbPortName.SelectedItem.ToString(); // 串口号（如COM3）serialPort.BaudRate = int.Parse(cbbBaudRate.SelectedItem.ToString()); // 波特率serialPort.DataBits = int.Parse(cbbDataBit.SelectedItem.ToString()); // 数据位serialPort.StopBits = (StopBits)Enum.Parse(typeof(StopBits), cbbStopBit.SelectedItem.ToString()); // 停止位（枚举转换）serialPort.Parity = (Parity)Enum.Parse(typeof(Parity), cbbParity.SelectedItem.ToString()); // 校验位（枚举转换）if (!serialPort.IsOpen) serialPort.Open(); // 打开串口
​// 步骤3：绑定串口数据接收事件（硬件发数据时触发）serialPort.DataReceived += SerialPort_DataReceived;panelSerialPort.BackColor = Color.Green; // 串口状态灯：绿色=运行
​// 步骤4：更新UI状态（防止重复配置）btnStart.Text = "关闭服务器";IsStart = true;// 禁用配置输入框（运行中不允许修改参数）txtIP.Enabled = txtPort.Enabled = cbbPortName.Enabled = cbbBaudRate.Enabled = cbbDataBit.Enabled = cbbStopBit.Enabled = cbbParity.Enabled = false;
}
1.3.2 停止服务器（StopServer 方法）
private void StopServer()
{// 步骤1：终止所有异步任务（避免线程泄漏）cts?.Cancel();
​// 步骤2：断开所有客户端连接foreach (var item in ClientList){Socket client = item.Socket;if (client != null && client.Connected) client.Disconnect(false); // false=不允许后续重用Socket}
​// 步骤3：清空客户端列表ClientList = new List<Client>();
​// 步骤4：释放串口资源（必须关闭，否则其他程序无法占用）if (serialPort != null && serialPort.IsOpen) serialPort.Close();
​// 步骤5：停止TCP服务器（释放端口）serverSocket?.Close();serverSocket = null; // 置空，避免重复关闭
​// 步骤6：恢复UI状态txtIP.Enabled = txtPort.Enabled = cbbPortName.Enabled = cbbBaudRate.Enabled = cbbDataBit.Enabled = cbbStopBit.Enabled = cbbParity.Enabled = true;panelSerialPort.BackColor = Color.Red; // 串口状态灯：红色=停止panelNetwork.BackColor = Color.Red;   // 网络状态灯：红色=停止btnStart.Text = "启动服务器";IsStart = false;
}
1.4 客户端连接与数据处理

实现 “接收客户端连接→接收客户端数据→转发到串口” 的完整流程，核心是 异步处理（避免 UI 卡顿）：

1.4.1 监听客户端连接（Acceprequest + AccepClient）
// 启动客户端连接监听任务（独立线程，不阻塞UI）
private void Acceprequest()
{cts = new CancellationTokenSource();Task task = new Task(AccepClient, cts.Token); // 绑定取消令牌task.Start();
}
​
// 异步接收客户端连接（循环执行，直到任务取消）
private async void AccepClient()
{while (!cts.IsCancellationRequested){try{// 等待客户端连接（异步方法，不阻塞线程）Socket client = await serverSocket.AcceptAsync();string clientEndPoint = client.RemoteEndPoint.ToString(); // 客户端标识（IP:端口）
​// 去重：移除相同端点的旧连接（避免重复存储）int index = ClientList.FindIndex(c => c.EndPoint == clientEndPoint);if (index != -1) ClientList.RemoveAt(index);
​// 添加新客户端到列表ClientList.Add(new Client() { EndPoint = clientEndPoint, Socket = client });
​// 启动该客户端的数据接收任务（每个客户端独立处理）ReceiveData(client, cts);}catch { /* 捕获取消任务异常，无需处理 */ }}
}
1.4.2 接收客户端数据并转发到串口（ReceiveData）
private void ReceiveData(Socket client, CancellationTokenSource cts)
{Task task = new Task(async () =>{while (!cts.IsCancellationRequested){try{// 步骤1：创建缓冲区（长度=客户端待接收数据量，减少内存浪费）byte[] buffer = new byte[client.Available];
​// 步骤2：异步接收客户端数据（返回实际接收字节数）int count = await client.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), SocketFlags.None);
​if (count > 0) // 有数据才处理{// 步骤3：状态灯闪烁（提示数据活动，增强可视化）panelNetwork.BackColor = Color.Yellow;await Task.Delay(50);panelNetwork.BackColor = Color.Gray;await Task.Delay(50);panelNetwork.BackColor = Color.Green;
​// 步骤4：转发数据到串口（客户端→服务器→硬件）serialPort.Write(buffer, 0, buffer.Length);
​// 步骤5：串口状态灯闪烁（提示串口发送）panelSerialPort.BackColor = Color.Yellow;await Task.Delay(50);panelSerialPort.BackColor = Color.Gray;await Task.Delay(50);panelSerialPort.BackColor = Color.Green;
​// 步骤6：更新接收数据量统计（跨线程UI操作，必须用Invoke）Invoke(new Action(() =>{int oldReceiveCount = int.Parse(txtReceiveCount.Text);txtReceiveCount.Text = (oldReceiveCount + count).ToString();}));}}catch { /* 捕获客户端断开异常，无需处理 */ }}}, cts.Token);task.Start();
}
1.5 串口数据接收与转发到客户端（SerialPort_DataReceived）

硬件设备通过串口发数据时触发，实现 “硬件→服务器→所有客户端” 的广播转发：

private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{// 步骤1：读取串口数据（硬件响应）SerialPort sp = (SerialPort)sender;byte[] buffer = new byte[sp.BytesToRead]; // 缓冲区长度=待读取数据量int count = sp.Read(buffer, 0, buffer.Length); // 读取数据
​if (count == 0) return; // 无数据则返回
​// 步骤2：转发到所有已连接客户端（广播）foreach (var item in ClientList){Socket client = item.Socket;if (!(client != null && client.Connected)) return; // 跳过断开的客户端
​// 发送数据到客户端client.Send(buffer);
​// 步骤3：更新发送数据量统计（跨线程UI操作）Invoke(new Action(() =>{int oldSendCount = int.Parse(txtSendCount.Text);txtSendCount.Text = (oldSendCount + count).ToString();}));}
}

模块 2：客户端模型类（Models/Client.cs）

极简模型类，仅存储客户端核心信息，用于管理多个客户端连接：

namespace 服务器.Models
{public class Client{// 客户端网络端点（格式：IP:端口，如192.168.1.100:54321）public string EndPoint { get; set; }// 客户端对应的Socket对象（用于发送/接收数据）public Socket Socket { get; set; }}
}

模块 3：INI 配置工具类（Utility/FileIni.cs）

通过调用 Windows 内核 API（kernel32.dll） 实现 INI 文件的读写，适用于需要持久化配置的场景（如记住上次的串口参数）：

3.1 核心原理

INI 文件是 Windows 传统配置文件，格式为[节点] 键=值，需通过系统 API 操作。该类封装了 API 调用，提供简洁的静态方法供外部使用。

3.2 关键代码
namespace _服务器.Utility
{internal class FileIni{// 1. 从App.config读取INI文件路径（需提前配置）private static string filePath = ConfigurationManager.AppSettings["InIFilePath"].ToString();// 2. 导入Windows API（写入INI文件）[DllImport("kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto, SetLastError = true)][return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]private static extern bool WritePrivateProfileString(string lpAppName,   // 节点名称（如[SerialConfig]）string lpKeyName,   // 键（如BaudRate）string lpString,    // 值（如9600）string lpFileName   // INI文件路径);// 3. 导入Windows API（读取INI文件）[DllImport("kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]private static extern uint GetPrivateProfileString(string lpAppName,       // 节点名称string lpKeyName,       // 键string lpDefault,       // 默认值（键不存在时返回）StringBuilder lpReturnedString, // 接收结果的字符串uint nSize,             // 接收字符串的最大长度string lpFileName       // INI文件路径);// 4. 自定义写入方法（外部调用）public static void Write(string section, string key, string value){WritePrivateProfileString(section, key, value, filePath);}// 5. 自定义读取方法（外部调用）public static string Read(string section, string key){StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 存储读取结果GetPrivateProfileString(section, key, "", sb, 255, filePath); // 最大读取255字节return sb.ToString();}}
}
3.3 使用前提

需在项目的App.config中配置 INI 文件路径，示例：

<configuration><appSettings><!-- INI文件路径（可绝对路径或相对路径） --><add key="InIFilePath" value="ServerConfig.ini" /></appSettings>
</configuration>

三、关键技术点与注意事项

1. 线程安全（跨线程 UI 操作）

  • 问题：异步任务（如ReceiveData）在后台线程执行，直接修改 UI 控件会报错

  • 解决方案：使用Invoke(new Action(() => { /* UI操作代码 */ }))，将 UI 操作委托到主线程执行

2. 串口通信注意事项

  • 串口参数（波特率、数据位等）必须与硬件设备完全一致，否则会出现 “能连接但收不到数据” 的问题

  • 串口打开后必须关闭（serialPort.Close()），否则其他程序无法占用该串口

  • 避免频繁创建SerialPort对象，建议复用已创建的对象

3. TCP 服务器注意事项

  • 端口号需选择 1024-65535 之间的非特权端口（0-1023 需管理员权限）

  • serverSocket.Listen(100)中的 100 是 “等待连接队列长度”，不是最大客户端数

  • 客户端断开后需从ClientList中移除，避免转发数据时出错

4. 资源释放（防止内存泄漏）

  • 必须通过CancellationTokenSource.Cancel()终止异步任务

  • 关闭服务器时需断开所有客户端连接、关闭串口和 TCP 服务器

  • 避免使用Task.Run时忽略取消令牌，否则任务无法终止

四、扩展建议（基于现有代码）

  1. 配置持久化：结合FileIni类，在BindConfig中读取 INI 配置，在StopServer中保存配置，避免每次启动重新设置

  2. 客户端管理：添加ListBox显示已连接客户端，支持手动断开指定客户端

  3. 数据日志：添加TextBox记录收发数据的时间、内容（如十六进制格式），便于调试

  4. 异常处理增强：在catch块中记录详细异常信息（如时间、错误类型），而非空 catch

  5. 自动重连：串口断开后自动重试连接，提升稳定性

  6. 数据过滤：支持按特定协议（如 Modbus）解析数据，过滤

C# Modbus TCP 客户端完整代码笔记

一、项目整体架构

该项目是一个基于 C# WinForms 的 Modbus TCP 客户端工具，核心功能是与前文的 “TCP - 串口转发服务器” 通信，通过 Modbus-RTU 协议（功能码 03） 读取串口设备的寄存器数据，适用于工业传感器、控制器等设备的远程数据采集场景。

项目包含 2 个核心模块，职责分工清晰：

文件路径类名 / 工具类核心功能
客户端 / ClientFrm.csClientFrm主窗体，实现 TCP 连接、数据接收、实时读取
客户端 / Helpers/CRCHelper + DecHexSendHelperModbus 协议工具，含 CRC16 校验、报文构造

二、核心模块解析（按功能划分）

模块 1：主窗体类（ClientFrm.cs）

1.1 成员变量定义

存储客户端核心对象，管理连接状态、任务控制与定时任务：

// TCP客户端Socket（与服务器通信）
Socket client = null;
// 任务取消令牌源（安全终止数据接收任务）
CancellationTokenSource cts = null;
// Windows Forms定时器（实现实时读取功能，1秒/次）
TimerForms timer = null;
1.2 TCP 连接管理（ConnServer + DisConn）

实现与服务器的 “连接→断开” 完整流程，核心是 异步连接避免 UI 卡顿：

1.2.1 连接服务器（ConnServer 方法）
private async Task ConnServer()
{// 1. 初始化TCP Socket（IPv4、流式传输、TCP协议，符合Modbus TCP底层要求）client = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);// 2. 异步连接服务器（解析IP和端口，避免阻塞UI线程）// 注意：需确保txtServerIP和txtServerPort输入的是有效IP（如192.168.1.100）和端口（如9999）await client.ConnectAsync(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(txtServerIP.Text), int.Parse(txtServerPort.Text)));// 3. 连接成功后更新UI状态btnConn.Text = "断开"; // 按钮文本切换为“断开”，提示当前连接状态
}
1.2.2 断开服务器（DisConn 方法）
private void DisConn()
{// 1. 断开连接并释放Socket资源（防止资源泄漏）client?.Disconnect(false); // false = 不允许后续重用该Socketclient?.Close(); // 关闭Socket，释放底层网络资源// 2. 终止数据接收任务（避免后台线程继续运行）cts?.Cancel();// 3. 停止实时读取定时器（若已启动）timer?.Stop();// 4. 恢复UI状态btnConn.Text = "连接";btnRealTimeRead.Text = "开始实时读取"; // 重置实时读取按钮
}
1.3 数据接收与解析（AccepData 方法）

后台线程持续接收服务器转发的设备数据（Modbus 响应报文），并解析显示到 UI：

private void AccepData()
{// 1. 初始化取消令牌源（用于后续终止任务）cts = new CancellationTokenSource();// 2. 启动后台任务（独立线程，不阻塞UI）Task.Run(() =>{// 循环接收数据，直到任务被取消while (!cts.IsCancellationRequested){try{// 3. 创建缓冲区（长度=当前待接收数据量，减少内存浪费）byte[] buffer = new byte[client.Available];// 4. 接收服务器数据（返回实际接收字节数）int count = client.Receive(buffer);if (count == 0) continue; // 无数据则跳过，避免无效解析// 5. 解析Modbus响应报文并更新UI（跨线程操作必须用Invoke）// 报文格式示例：0x01 0x03 0x08 00 6F 00 DE 01 4D 01 BC 33 08// 解析规则：从第4字节（索引3）开始，每2字节代表1个16位寄存器值Invoke(new Action(() =>{// 寄存器1：buffer[3]（高8位）*256 + buffer[4]（低8位）txtData1.Text = (buffer[3] * 256 + buffer[4]).ToString();// 寄存器2：buffer[5]（高8位）*256 + buffer[6]（低8位）txtData2.Text = (buffer[5] * 256 + buffer[6]).ToString();// 寄存器3：buffer[7]（高8位）*256 + buffer[8]（低8位）txtData3.Text = (buffer[7] * 256 + buffer[8]).ToString();// 寄存器4：buffer[9]（高8位）*256 + buffer[10]（低8位）txtData4.Text = (buffer[9] * 256 + buffer[10]).ToString();}));}catch{// 捕获异常（如服务器断开连接），无需处理（循环会因cts取消或Socket关闭退出）}}}, cts.Token); // 绑定取消令牌，支持任务终止
}
1.4 数据发送校验（CheckData 方法）

发送 Modbus 指令前，校验连接状态与输入合法性，避免无效请求：

private bool CheckData(out string errorMessage)
{// 1. 校验是否已连接服务器if (!(client != null && client.Connected)){errorMessage = "请先连接服务器,再发送";return false;}// 2. 校验从站地址（Slave ID）是否为空if (string.IsNullOrEmpty(txtSlaveId.Text)){errorMessage = "Salve地址不能为空";return false;}// 3. 校验从站地址是否为有效数字if (!int.TryParse(txtSlaveId.Text, out int SlavedId)){errorMessage = "Salve地址必须是数字";return false;}// 4. 校验从站地址范围（Modbus协议规定：1-254为有效地址，0为广播地址，255保留）if (!(SlavedId > 0 && SlavedId <= 254)){errorMessage = "Salve地址必须再[1,254之间]";return false;}// 5. 校验起始地址（txtStartAddress）和数据长度（txtDataLength）（若需严格校验可补充）// 示例：校验起始地址是否为数字且非负if (!int.TryParse(txtStartAddress.Text, out int startAddr) || startAddr < 0){errorMessage = "起始地址必须是非负整数";return false;}if (!int.TryParse(txtDataLength.Text, out int dataLen) || dataLen <= 0 || dataLen > 125){errorMessage = "数据长度必须在[1,125]之间（Modbus功能码03最大读取125个寄存器）";return false;}// 所有校验通过errorMessage = string.Empty;return true;
}
1.5 手动发送与实时读取

支持 “手动单次发送” 和 “定时实时读取” 两种数据采集模式：

1.5.1 手动发送（btnSend_Click）
private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
{// 1. 先校验输入与连接状态if (!CheckData(out string errorMessage)){MessageBox.Show(errorMessage);return;}// 2. 调用工具类发送Modbus读指令（功能码03）// 参数：客户端Socket、从站地址、功能码、起始地址、读取寄存器数量DecHexSendHelper.SendData(client,ushort.Parse(txtSlaveId.Text),    // 从站地址（1-254）ushort.Parse("3"),                // 功能码（3=读保持寄存器）ushort.Parse(txtStartAddress.Text),// 起始寄存器地址（如0）ushort.Parse(txtDataLength.Text)  // 读取寄存器数量（如4）);
}
1.5.2 实时读取（btnRealTimeRead_Click + Timer_Tick）
private void btnRealTimeRead_Click(object sender, EventArgs e)
{if (btnRealTimeRead.Text == "开始实时读取"){// 1. 校验输入与连接状态if (!CheckData(out string errorMessage)){MessageBox.Show(errorMessage);return;}// 2. 初始化定时器（1秒触发1次，符合实时采集常见频率）timer = new TimerForms();timer.Interval = 1000; // 时间间隔（毫秒）timer.Tick += Timer_Tick; // 绑定定时器触发事件timer.Start(); // 启动定时器// 3. 更新UI状态btnRealTimeRead.Text = "关闭实时读取";}else{// 4. 关闭实时读取timer.Stop(); // 停止定时器btnRealTimeRead.Text = "开始实时读取"; // 重置按钮文本}
}// 定时器触发事件（每1秒发送1次Modbus读指令）
private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{DecHexSendHelper.SendData(client,ushort.Parse(txtSlaveId.Text),ushort.Parse("3"),ushort.Parse(txtStartAddress.Text),ushort.Parse(txtDataLength.Text));
}

模块 2：Modbus 协议工具类（Helpers 文件夹）

2.1 CRC16 校验工具（CRCHelper.cs）

Modbus-RTU 协议必须的校验算法，确保报文在传输过程中无差错（多项式0xA001，初始值0xFFFF）：

namespace 客户端.Helpers
{public class CRCHelper{public static byte[] CRC16(byte[] data){int crc = 0xffff; // 初始值：0xFFFF（Modbus标准）// 1. 遍历数据字节，计算CRCfor (int i = 0; i < data.Length; i++){crc = crc ^ data[i]; // 当前CRC与数据字节异或// 2. 每字节循环8位（处理每一位）for (int j = 0; j < 8; j++){int temp = crc & 1; // 取CRC最低位crc = crc >> 1;     // CRC右移1位crc = crc & 0x7fff; // 清除最高位（确保16位）// 若最低位为1，与多项式0xA001异或if (temp == 1)crc = crc ^ 0xa001;}crc = crc & 0xffff; // 确保CRC始终为16位}// 3. CRC高低位互换（Modbus-RTU要求小端序：低字节在前，高字节在后）byte[] crc16 = new byte[2];crc16[1] = (byte)((crc >> 8) & 0xff); // 高8位（放在第二个字节）crc16[0] = (byte)(crc & 0xff);        // 低8位（放在第一个字节）return crc16;}}
}
2.2 Modbus 报文构造工具（DecHexSendHelper.cs）

将十进制参数（从站地址、起始地址等）转换为 Modbus-RTU 标准报文，并添加 CRC 校验：

namespace 客户端.Helpers
{public class DecHexSendHelper{// 发送Modbus读指令（功能码03）public static void SendData(Socket client,        // TCP客户端Socketushort slaveId,       // 从站地址（1-254）ushort functionCode,  // 功能码（3=读保持寄存器）ushort startAddress,  // 起始寄存器地址ushort dataLength     // 读取寄存器数量){// 1. 构造Modbus核心报文（6字节：从站地址+功能码+起始地址+读取数量）byte[] buffer = new byte[6];buffer[0] = (byte)slaveId;                          // 字节0：从站地址buffer[1] = (byte)functionCode;                     // 字节1：功能码buffer[2] = (byte)(startAddress / 256);              // 字节2：起始地址高8位buffer[3] = (byte)(startAddress % 256);              // 字节3：起始地址低8位buffer[4] = (byte)(dataLength / 256);                // 字节4：读取数量高8位buffer[5] = (byte)(dataLength % 256);                // 字节5：读取数量低8位// 2. 计算CRC16校验（2字节）byte[] crc16 = CRCHelper.CRC16(buffer);// 3. 组装完整报文（6字节核心 + 2字节CRC = 8字节）byte[] data = new byte[8];Array.Copy(buffer, 0, data, 0, buffer.Length);       // 复制核心报文Array.Copy(crc16, 0, data, buffer.Length, crc16.Length); // 复制CRC校验// 4. 发送报文到服务器（由服务器转发给串口设备）client.Send(data);}}
}

三、关键技术点与注意事项

1. 跨线程 UI 操作

  • 问题：数据接收任务在后台线程执行，直接修改txtData1等 UI 控件会抛出 “跨线程操作异常”

  • 解决方案：使用Invoke(new Action(() => { /* UI操作代码 */ }))，将 UI 更新委托到主线程执行

2. Modbus 协议细节

  • 从站地址：必须在1-254之间（0 为广播地址，255 保留），否则设备无法响应

  • 功能码 03：最大读取125个寄存器（每个寄存器 16 位），超过会导致报文无效

  • CRC 校验：Modbus-RTU 报文末尾必须添加 2 字节 CRC，否则设备会丢弃报文（无响应）

  • 报文解析：响应报文的第 3 字节是 “字节数”（如0x08表示后续 8 字节数据，对应 4 个 16 位寄存器），解析时需注意偏移

3. 资源释放

  • Socket 释放：断开连接时必须调用Close()，否则会导致 Socket 资源泄漏，影响后续连接

  • 任务终止：数据接收任务需通过cts.Cancel()终止，避免后台线程持续运行消耗 CPU

  • 定时器停止：关闭实时读取时必须调用timer.Stop()，否则定时器会继续触发发送任务

4. 异常处理

  • 连接异常：需捕获FormatException（IP / 端口格式错误）、SocketException（连接失败、服务器断开）等

  • 数据解析异常：若设备响应报文长度不符合预期（如不足 11 字节），解析时会报错，建议添加报文长度校验（如if (count < 11) continue;）

四、扩展建议（基于现有代码）

  1. 添加报文日志：记录发送 / 接收的原始报文（如01 03 00 00 00 04 44 69），便于调试协议问题

  2. 支持更多功能码：扩展DecHexSendHelper，添加功能码 06（写单个寄存器）、16（批量写寄存器）

  3. 数据格式转换：支持十进制 / 十六进制显示切换，添加数据单位（如℃、kPa）配置

  4. 断线重连：添加自动重连机制，服务器断开后无需手动重新连接

  5. 报警功能：设置数据阈值（如温度超过 50℃），触发弹窗或声音报警

  6. 数据导出：将采集到的数据导出为 Excel 或 TXT 文件，便于后续分析

http://www.dtcms.com/a/414370.html

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