LoRa终端通信设计中应该考虑的协议灵活性

通信设计中考虑协议的灵活性，经常把协议设计成“不定长度”。一个实例如下图：锐米LoRa终端的通信协议帧。

如果一个系统接收上述“不定长度”的协议帧，将会有一个挑战--如何高效接收与解析。

为简化系统设计，我们强烈建议您采用“状态机”来解析UART数据帧，并且把解析工作放在ISR（中断服务程序）完成，仅当接收到最后一个字节（0x0D）时，再将整个数据帧提交给进程处理。该解析状态机的原理如下图所示：

那么ISR处理这个状态机来得及吗？答案是：so easy！因为它只有3个动作，运算量十分小：

比较接收数据 -》 更新状态变量 -》 存储接收数据，C语言仅3条语句，翻译成机器指令也不超过10条。

代码清单如下：

/**

* @brief Status of received communication frame

*/

typedef enum

{

STATUS_IDLE = （uint8_t）0，

STATUS_HEAD， /* Rx Head=0x3C */

STATUS_TYPE， /* Rx Type */

STATUS_DATA， /* Data filed */

STATUS_TAIL， /* Tail=0x0D */

STATUS_END， /* End of this frame */

} COMM_TRM_STATUS_TypeDef;

/**

* @brief Data object for received communication frame

*/

typedef struct

{

uint8_t byCnt; /* Count of 1 field */

uint8_t byDataLen; /* Length of data field */

uint8_t byFrameLen; /* Length of frame */

COMM_TRM_STATUS_TypeDef eRxStatus;

uint8_t a_byRxBuf［MAX_LEN_COMM_TRM_DATA］;

} COMM_TRM_DATA;

/**

* @brief Data object for received communication frame.

* @note Prevent race condition that accessed by both ISR and process.

*/

static COMM_TRM_DATA s_stComm2TrmData;

/**

* @brief Put a data that received by UART into buffer.

* @note Prevent race condition this called by ISR.

* @param uint8_t byData： the data received by UART.

* @retval None

*/

void comm2trm_RxUartData（uint8_t byData）

{

/* Update status according to the received data */

switch （s_stComm2TrmData.eRxStatus）

{

case STATUS_IDLE：

if （COMM_TRM_HEAD == byData） /* Is Head */

{

s_stComm2TrmData.eRxStatus = STATUS_HEAD;

}

else

{

goto rx_exception;

}

break;

case STATUS_HEAD：

if （TYPE_INVALID_MIN 《 byData && byData 《 TYPE_INVALID_MAX） /* Valid type */

{

s_stComm2TrmData.eRxStatus = STATUS_TYPE;

}

else

{

goto rx_exception;

}

break;

case STATUS_TYPE：

if （byData 《= MAX_LEN_UART_FRAME_DATA） /* Valid data size */

{

s_stComm2TrmData.eRxStatus = STATUS_DATA;

s_stComm2TrmData.byDataLen = byData;

}

else

{

goto rx_exception;

}

break;

case STATUS_DATA：

if （s_stComm2TrmData.byCnt 《 s_stComm2TrmData.byDataLen）

{

++s_stComm2TrmData.byCnt;

}

else

{

s_stComm2TrmData.eRxStatus = STATUS_TAIL;

}

break;

case STATUS_TAIL：

if （COMM_TRM_TAIL == byData）

{

/* We received a frame of data， now tell process to deal with it！ */

process_poll（&Comm2TrmProcess）;

}

else

{

goto rx_exception;

}

break;

default：

ASSERT（！“Error： Bad status of comm2trm_RxUartData（）。\r\n”）;

break;

}

/* Save the received data */

s_stComm2TrmData.a_byRxBuf［s_stComm2TrmData.byFrameLen++］ = byData;

return;

rx_exception：

ClearCommFrame（）;

return;

}