串口轉 TCP/IP 網路透傳工具實作詳解

專案背景與架構

為解決遠端除錯串口設備需求，開發一款串口資料雙向透傳至 TCP/IP 網路的中介程式。核心架構：

客戶端 ←→ (CTcpSocket) 轉接程式 (CSerialPort) ←→ 串口設備

支援多組連線對應，透過 config.ini 設定埠號、鮑率、日誌等參數。

關鍵技術難點與解決

串口通訊類別改造

基於開源 CSerialPort 類別修改：

• 原版單位元組收發 → 擴充為 512 位元組區塊傳輸
• 新增資料完整性驗證機制（校驗和、封包重組）
• 非同步事件驅動模型：OnCommunication(WPARAM, LPARAM) 回調處理接收資料

多執行緒資料流控制

核心管理結構 CItem 封裝單一轉發通道：

class CItem {
public:
    CTcpSocket m_sockDateListen, m_sockDateMain;  // 資料通道
    CTcpSocket m_sockDebugListen, m_sockDebugMain; // 除錯通道
    CSerialPort m_serialPort;
    int m_iDataPort, m_iDebugPort, m_iSerialPort, m_iBaud;
    CString m_strLogFileName;
    BOOL m_logFlag, m_dataSockInUse, m_debugSockInUse;
    // 統計計數器與錯誤記錄...
};

日誌記錄格式

採用結構化日誌便於事後分析：

[時間 方向 資料長度] 16位元組十六進制 [字元顯示]

圖一 程式介面顯示轉發條目

圖二 日誌結構示意

設定檔範例 (config.ini)

[item1]
TcpDataPort=9990
TcpDebugPort=9991
SerialPort=1
Baud=9600
LogFile=item1.txt
LogOn=On
Enabled=0

已知限制與改進方向

• 封包邊界處理：目前假設單次收發完整，實際應實作緩衝區重組邏輯
• 錯誤恢復：缺乏自動重連與斷線偵測機制
• 程式碼風格：早期作品，C 風格為主，註解補充較晚
• 生產就緒度：僅供學習參考，不可直接用於生產環境

開發環境：VC++ 2005 測試通過。完整原始碼含 CSerialPort、CTcpSocket、CItem 三大核心類別實作。