一、SerialPort串口通信

C#中的SerialPort類是.NET框架提供的一個用于串口通信的強大工具，主要用于實現計算機與外部設備（如傳感器、嵌入式設備、PLC等）之間的數據交換。

二、使用SerialPort

1.創建SerialPort對象，進行基本配置

使用SerialPort時，直接創建一個SerialPort對象即可，其基本配置項包括：

PortName：串口號，如COM1。
BaudRate：波特率，如9600或115200。
DataBits：數據位，通常為7或8。
StopBits：停止位，通常為1、1.5或2。
Parity：奇偶校驗位，如None（無校驗）、Odd（奇校驗）或Even（偶校驗）。

代碼如下：

    /// <summary>/// 串口號/// </summary>[Label("串口號")] public string portName;/// <summary>/// 波特率/// </summary>[Label("波特率")] public int baudRate;/// <summary>/// 數據位/// </summary>[Label("數據位")] public int dataBits;/// <summary>/// 停止位/// </summary>[Label("停止位")] public StopBits stopBits;/// <summary>/// 奇偶校驗位/// </summary>[Label("奇偶校驗位")] public Parity parity;private SerialPort _serialPort;protected override void Awake(){base.Awake();_serialPort = new SerialPort();_serialPort.PortName = portName;_serialPort.BaudRate = baudRate;_serialPort.DataBits = dataBits;_serialPort.StopBits = stopBits;_serialPort.Parity = parity;try{_serialPort.Open();}catch (Exception e){Log.Error(e.Message);}}

2.寫入串口數據

①.寫入串口數據的方法

寫入串口數據的方法非常簡單，如下：

		//將數據封裝為字節數組（可以直接強轉字符串，也可以按16進制處理等）byte[] bytes = EncapsulatePackage(data);_serialPort.Write(bytes, 0, bytes.Length);

②.封裝數據

如何封裝數據取決于數據交換的協議，比如直接強轉字符串：

	    /// <summary>/// 單個數據包結束符（換行符）/// </summary>private const byte EndSign = 10;/// <summary>/// 封裝數據包（這里要求所有字符必須為ASCII碼，也即是一個字符只占一個字節）/// </summary>/// <param name="data">原始數據</param>/// <returns>數據包</returns>private byte[] EncapsulatePackage(string data){byte[] bytes = new byte[data.Length + 1];for (int i = 0; i < data.Length; i++){bytes[i] = (byte)data[i];}//在每個數據包后面補充【結束符】，表明此數據包結束bytes[bytes.Length - 1] = EndSign;return bytes;}

這里以簡單協議進行講解（每個數據包以【換行符】代表結束符）。

3.讀取串口數據

①.讀取串口數據的方法

讀取串口數據的方法非常簡單，如下：

		//建立數據緩沖區（大小為串口中可讀取數據大小：_serialPort.BytesToRead）byte[] bytes = new byte[_serialPort.BytesToRead];_serialPort.Read(bytes, 0, bytes.Length);//解析數據包string data = AnalyzePackage(bytes);

②.解析數據

如何解析數據取決于數據交換的協議，比如直接強轉字符串：

        /// <summary>/// 解析數據包/// </summary>/// <param name="bytes">數據包</param>/// <returns>數據</returns>private string AnalyzePackage(byte[] bytes){return Encoding.Default.GetString(bytes);}

4.讀取串口數據的時機

那么對如上的簡單的寫入、讀取串口數據有了基本的了解之后，接下來便是相對不那么簡單的部分了。

首先，寫入串口數據的時機由我們說了算，何時調用便何時寫入，這點毋容置疑。

但是，讀取串口數據的時機該是何時？參考下面兩種方式。

①.DataReceived事件

SerialPort的DataReceived事件當對象對應的串口接收到了數據時便會觸發，用他來讀取數據簡直不要太絲滑：

	    protected override void Awake(){base.Awake();//......_serialPort.DataReceived += OnDataReceived;//......}private void OnDataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e){if (_serialPort.IsOpen && _serialPort.BytesToRead > 0){//建立數據緩沖區（大小為串口中可讀取數據大小：_serialPort.BytesToRead）byte[] bytes = new byte[_serialPort.BytesToRead];_serialPort.Read(bytes, 0, bytes.Length);//解析數據包string data = AnalyzePackage(bytes);}}

但是，這里必須得有一個但是，只要在Unity中用過SerialPort的都會知道DataReceived這玩意他不起作用，主要原因如下（別懷疑，就是問的AI）：

1.Unity引擎對System.IO.Ports命名空間的支持有限，尤其是對DataReceived事件的支持存在缺陷。在Unity中，DataReceived事件通常不會像在常規C#項目中那樣正常觸發，這主要是因為Unity的運行環境與普通.NET應用有所不同，特別是在事件處理機制上存在差異。
2.DataReceived事件需要在一個獨立的線程中監聽串口數據，但在Unity中，主線程（用于游戲邏輯和渲染）和串口數據接收線程之間的同步機制存在問題。因此，DataReceived事件可能無法被正確觸發。
3.Unity的Update和FixedUpdate等事件函數運行在主線程中，而串口數據接收通常需要多線程支持。當串口操作在主線程中執行時，可能會因為線程沖突導致DataReceived事件無法觸發。

那么，我們不得不考慮更換其他方案了。

②.多線程接收數據

老樣子，像處理Socket通信那樣，多線程永遠是最強的利器：

    private Thread _receiveThread;protected override void Awake(){base.Awake();//新建一個線程，啟動數據接收方法ReceivedData_receiveThread = new Thread(new ThreadStart(ReceivedData));_receiveThread.Start();}protected override void OnDestroy(){base.OnDestroy();_receiveThread.Abort();_receiveThread = null;}/// <summary>/// 從串口接收數據/// </summary>private void ReceivedData(){while (true){if (_serialPort.IsOpen && _serialPort.BytesToRead > 0){try{//建立數據緩沖區（大小為串口中可讀取數據大小：_serialPort.BytesToRead）byte[] bytes = new byte[_serialPort.BytesToRead];_serialPort.Read(bytes, 0, bytes.Length);//解析數據包string data = AnalyzePackage(bytes);//......}catch (Exception e){Log.Error(e.Message);}}}}

5.粘包問題處理

當然，到此時我們并不能高枕無憂，還有另一個在數據交換領域普遍存在的問題需要我們解決，那就是數據的粘包問題。

粘包問題是指多個數據包在接收端被錯誤地合并成一個數據包，導致接收方無法正確區分每個數據包的邊界。這通常發生在連續發送多個數據包時，接收端來不及解析或緩沖區管理不當的情況下。

就像Socket通信一樣，發送方發出的數據是A03568，但接收方可能會分多次接收到，比如2次才接收完，那就可能是A03、568，接收方只是一個機器不是人，自然不知道這2個包該連起來合成一個包，那么后續的處理自然就亂套了。

這就是通信協議存在的必要了，以我們的簡單通信協議為例（每個數據包以【換行符】代表結束符），在讀取數據的方法中進行防粘包處理：

    private byte[] _buffer = new byte[16];private List<byte> _receiveBuffer = new List<byte>();/// <summary>/// 從串口接收數據/// </summary>private void ReceivedData(){while (true){if (_serialPort.IsOpen && _serialPort.BytesToRead > 0){try{//讀取一次數據（最大不超過緩沖區大小）int count = _serialPort.Read(_buffer, 0, Mathf.Min(_buffer.Length, _serialPort.BytesToRead));for (int i = 0; i < count; i++){//如果為結束符，則代表一個數據包接收完成，解析該包if (_buffer[i] == EndSign){string data = AnalyzePackage(_receiveBuffer.ToArray());//清空緩沖區_receiveBuffer.Clear();//處理數據HandlerData(data);Log.Info($"接收串口數據：{data}");}//否則加入數據緩沖區else{_receiveBuffer.Add(_buffer[i]);}}}catch (Exception e){Log.Error(e.Message);}}}}

代碼很簡單，相信處理過字節流的人應該都能看懂，事實上在串口通信中如上的簡單通信協議已能勝任大多數情況。