【開源】C#跨平臺物聯網通訊框架ServerSuperIO（SSIO）
目 錄
C#跨平臺物聯網通訊框架ServerSuperIO（SSIO）正式開源... 1
1. SSIO的特點
2. SSIO概述
3. SSIO與SIO的區別
4. 控制模式
5. 跨平臺Windows和Linux
一.SSIO的特點
- 輕型高效能通訊框架，適用於多種應用場，輪詢模式、自控模式、併發模式和單例模式。
- 裝置驅動、IO通道、控制模式場景協調統一。
- 裝置驅動內軒命令驅動器、命令快取器、自定義引數和實時資料元素。
- 框架平臺支援按裝置命令優先級別進行排程，保證高級別命令及時傳送。
- 一個裝置驅動同時支援串列埠和網路兩種通訊方式，可以監視IO通道資料。
- 一個裝置驅動，在網路通訊時可以支援TCP Server和TCP Client兩種工作模式。
- 內建顯示檢視介面，滿足不同顯示需求。
- 內建服務元件介面，可以自定義完成OPC服務、4-20mA輸出、LED大屏顯示、簡訊服務、以及多功能閘道器服務。
- 可以建立多服務例項，完成不同業務的拆分。
- 支援跨平臺部署，可以執行在Linux和Windows系統。
二.SSIO概述
SSIO通訊框架的設計思想是在SuperIO（SIO）基礎上發展而來，並沒有高大上的技術，主要是工作經驗的積累，適合於不同應用場景的物聯網的資料採集與互動。SSIO和SIO並不是簡單的對IO高效能的操作，而是裝置驅動、IO通道、控制模式和實際硬體裝置之間的協調機制，各方面之間無縫銜接和執行，也是為了解決現實工作和應用場景的一些痛點。
軟硬體之間的資料互動，並且面臨著複雜的現場環境：
（1）複雜的、多樣的通訊協議。有標準的協議，例如：Modbus等，也有很多根據標準協議修改的協議格式、以及自定義協議格式，並且千差萬別。對於不好的軟體架構，疲於應對，增加裝置或協議要對整個軟體進行梳理，往往在此過程中出現新的問題或BUG。
（2）針對不同使用者對軟體介面或功能的要求有很大不同，使之滿足不同使用者的顯示要求，可以自定義資料顯示介面。那麼就需要提供顯示檢視介面，與裝置驅動進行互動。
（3）既然現場裝置的資料被採集上來，那麼就需要對其進行處理，不僅僅是儲存、查詢、報表等，還有：資料轉發、資料輸出（OPC、模擬量、大屏等）等。那麼就需要提供服務性的介面，與裝置驅動進行互動。
（4）通訊鏈路的多種性，對於同一個裝置可能要支援RS232/RS485/RS422、RJ45、3G/4G等通訊方式，所以對於一個裝置要對應多種通訊方式（串列埠和網路），也給我們的開發造成很大的障礙。
（5）裝置驅動、IO通道和實際的現場硬體終端之間鏈路複雜，有可能：一個裝置驅動對應一個IO通道、一個裝置驅動對應多個IO通道、多個裝置驅動對應一個IO通道等情況。
（6）既然裝置與服務端進行資料互動，那麼就應該對裝置的通訊狀態、IO狀態、以及裝置本身的狀態進行監控，這樣裝置才處於可維護狀態。
（7）軟體各版本、以及軟體與硬體之間的相容性很差，管理起來錯綜複雜。在框架平臺穩定的情況下，只需要更新裝置驅動。
為了解決以上諸多問題，開發一個軟體框架，支援二次開發。在不對軟體框架改動的情況下，能夠很方便的接入裝置、維護裝置、整合裝置、處理裝置業務資料等。軟體框架相對穩定，把容易變化的部分進行靈活設計。
三.SSIO與SIO的區別
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序號 |
屬性 |
SSIO |
SIO |
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1 |
應用場景 |
適用於高頻的資料採集與控制，可以部署在伺服器端。 |
適用於一般性的上位機資料採集，例如：區域網內的廠級服務端應用。 |
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2 |
控制模式 |
輪詢模式、自控模式、併發模式、單例模式 |
輪詢模式、自控模式、併發模式、 |
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3 |
效能 |
高效能 |
效能不如SSIO |
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4 |
服務例項 |
一個程序可以建立多個服務例項 |
一個程序只能建立一個服務例項 |
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5 |
跨平臺 |
支援Linux和Windows |
只支援Windows各版本作業系統 |
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6 |
二次開發 |
方便（不包括介面） |
只需要繼承就可以建立一個完整的應用程式 |
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7 |
程式碼結構 |
更合適 |
使用的單例模式較多 |
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8 |
串列埠元件 |
SerialPort |
PCOMM |
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9 |
網路元件 |
SocketAsyncEventArgs |
Socket |
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10 |
開源 |
開源 |
沒有開源 |
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11 |
OPC |
不支援 |
支援 |
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12 |
模擬量 |
不支援 |
支援 |
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13 |
外掛 |
需要自己二次開發 |
完全支援外掛化部署 |
四.控制模式
（1）輪詢模式：當串列埠和網路通訊時都可以使用這種控制模式。當有多個裝置連線到通訊平臺時，通訊平臺會輪詢排程裝置進行通訊任務。某一時刻只能有一個裝置傳送請求命令、等待接收返回資料，這個裝置完成傳送、接收（如果遇到超時情況，則自動返回）後，下一個裝置才進行通訊任務，依次輪詢裝置。如下圖：
（2）併發模式：只有網路通訊時可以使用這種控制模式。併發通訊模式是集中傳送所有裝置的請求指令，框架是採用迴圈同步方式傳送請求命令。還有進一步提高的機會，採用並行非同步方式集中傳送請求命令。硬體裝置接收到指令後進行校驗，校驗成功後返回對應指令的資料，通訊平臺非同步監聽到資料資訊後，進行接收操作，然後再進行資料的分發、處理等。如下圖：
（3）自控模式：只有網路通訊時可以使用這種控制模式。自控通訊模式與併發通訊模式類似，區別在於傳送指令操作交給裝置驅動本身進行控制，或者說交給二次開發者，二次開發者可以通過時鐘定時用事件驅動的方式傳送指令資料。硬體裝置接收到指令後進行校驗，校驗成功後返回對應指令的資料，通訊平臺非同步監聽到資料資訊後，進行接收操作，然後再進行資料的分發、處理等。
自控通訊模式可以為二次開發者提供精確的定時請求實時資料機制，使通訊機制更靈活、自主，如果多個裝置驅動使用同一個IO通道的話，時間控制會有偏差。如下圖：
（4）單例模式：只有網路通訊時可以使用這種控制模式。在一個服務例項內只能有一個裝置驅動，相當於一個裝置驅動對應著N多個硬體裝置終端。更適合通訊的資料協議有固定的標準，以命令關鍵字處理不同的資料。適用於高併發的硬體終端裝置主動上傳資料，伺服器端根據資料資訊進行處理和返回相應的資料。如下圖：
五.跨平臺Windows和Linux
（1）Windows執行效果
（2）Linux執行效果
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