最近在写一个温度实时监控的项目，要用到TLV通讯协议，看了很多博客，慢慢的从里面明白了TLV的实现方式及用c语言实现TLV的编码，下面我将浅谈一下TLV，在讲TLV之前我们先讲一下什么是通讯协议。
通讯协议
1、通讯协议
协议可以使双方不需要了解对方的实现细节的情况下进行通信，因此双方可以是异构的，server可以是c++，client可以是java，基于相同的协议，我们可以用自己熟识的语言工具来实现。
协议一般由一个或多个消息组成，简单的来说，消息就像是一个Table，由表头(消息的字段定义，包括名称与数据类型)与行(字段值)组成。
2、自定义通讯协议
约定好双方交换数据的编解码方式，包括一致的基本数据类型，业务类型，字节序、消息内容等。
什么是自定义通讯协议TLV
TLV协议是BER编码的一种，全称是Tag、length、value。该协议简单高效，能适用于各种通信场景，且具有良好的可扩展性。TLV协议的基本格式如下：
其中，Tag，是报文的唯一标识；Length，表示Value字段的长度；Value字段的数据是需要传输的数据，长度由Length字段表示。
只用TLV可能会出现问题
我们该如何理解TLV那，通信的双方一定要有一种规约，收到的数据该如何解析，比如我们在应用层A用户给B用户发数据：
A------- 数据----------->B
数据在收发时，一定会存在三个非常重要的信息：
1、这是什么数据？ Tag
2、数据有多少个字节？ Length
3、数据的内容是什么？ Value
B收到A发来的信息，就开始按照这三个开始解析，是不是A发来的消息。但是只有TLV封装的话，A给B发送过程中，会出现许多差错，比如：
-
问题1：数据可能重合！如果你设置0x01为温度，那么后面有个0x01可能是表示数据的，而不是温度！
这时候我们需要加一个报头，固定为0xFD，用来标志一个报文的开始 -
问题2：数据可能会跳变！你不能保证数据传输过程中数据的跳变，0x01表示温度，跳变为0x02就表示另外的东西了！
这时候我们需要在一个字节流末尾加一个CRC校验，传输前算一下字节流的大小，传输到另外一个端口后再算一下，对比前后两个CRC的值，如果相同，表示没有发生字节跳变，如果不同，那就舍弃！
-
问题3：报头可能在TLV中！
同样也要加CRC校验
加工后的TLV：
如果还有不清楚为什么要加报文头和CRC校验的同学，可以参考这篇博客https://blog.csdn.net/qq_43296898/article/details/88863854
为接下来我要完成网络socket实现温度上报，要用到自定义通讯协议TLV，我讲用TLV的格式将“ID/时间/温度“上报，如“RPI0001/2019-01-05 11:40:30/30.0C”; 根据上面介绍的我将把这个数据封装成TLV格式上报。这里面有三种数据要发送，所以就要写三个TLV报文。
后来因为加入了重传机制，所以要加入了ACK的报文，所以在c文件中我写了四个TLV报文
TLV的封包代码示例
下面是我用c代码实现的TLV报文格式的发送信息：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "header.h"
#include "tlv.crc-itu-t.h"
#define HEAD 0xFD //定义一个报文头
#define BUF_SIZE 128 //定义一个buffer的大小
#define TLV_FIXED_SIZE 5 //固定TLV字节流大小，不包含value的值
#define TLV_MINI_SIZE (TLV_FIXED_SIZE+1) //TLV字节流的最小值，value的最小值为1个字节
enum //使用枚举 Tag的值会自加
{
TAG_ACK = 1，
TAG_SN, //树莓派上的id
TAG_TEMP, //温度
TAG_TIME, //时间
}；
int pack_ack (char *buf , int size); //声明ack封装函数
int pack_sn (char *buf , int size);//声明id封装函数
int pack_temp (char *buf , int size);//声明温度封装函数
int pack_time (char *buf , int size);//声明时间温度封装函数
int main (int argc, char **argv)
{
char buf[BUF_SIZE];
int bytes; //一个封装函数的字节流的个数
bytes = pack_ack (buf , sizeof(buf));
dump_buf("ack", buf, bytes);//设置dump_buf函数，把所有的字节流都放到dump_buf里面
bytes = pack_sn(buf , sizeof(buf));
dump_buf("sn", buf, bytes);
bytes = pack_temp(buf , sizeof(buf));
dump_buf("temp", buf, bytes);
bytes = pack_time (buf , sizeof(buf));
dump_buf("time", buf, bytes);
return 0;
}
/*ACK报文
* H T L Value CRC1 CRC2
* 0xFD 0x01 0x01 0x00 0x12 0x34
* */
int pack_ack(char *buf, int size)
{
unsigned short crc16=0; //CRC校验值
int pack_len = 0;
int data_len = 0;
int ofset = 0;//buf的索引位置
char *val="0";
if(!buf || size < TLV_MINI_SIZE)
{
printf("Invalid input argument\n");
return 0;
}
buf[ofset]=HEAD; //将buf[0]设报文头0xFD
ofset +=1;//索引加1
buf[ofset]=TAG_ACK; //将buf[1]设为TAG_ACK=0x01
ofset +=1;
data_len = strlen(val); //ACK报文value的长度
pack_len = data_len+TLV_FIXED_SIZE;// 封装TLV的总长度（length）
buf[ofset]=pack_len;//将buf[2]设为TLV的总长度
ofset += 1;
memcpy(&buf[ofset], val, data_len);//把ACK的内容拷贝到buf里，按字节拷贝
ofset +=data_len; //索引加到data_len个字节
crc16 = crc_itu_t(MAGIC_CRC, buf, ofset);//调用crc函数，此函数在crc头文件中
ushort_to_bytes(&buf[ofset], crc16);
ofset +=2;
return ofset;//返回索引值
}
/*树莓派的编号ID=RPI0001报文
* H T L Value CRC1 CRC2
* 0xFD 0x01 0x01 0x07 0x12 0x34
* */
int pack_sn(char *buf, int size)//声明id封装函数
{
unsigned short crc16 = 0;
char *id = "RPI0001";
int ofset = 0;
int pack_len = 0;
int data_len = 0;
if(!buf || size < TLV_MINI_SIZE)
{
printf("Invalid input argument \n");
return 0;
}
buf[ofset]=HEAD;
ofset+=1;
buf[ofset]=TAG_SN;
ofset +=1;
data_len=strlen(id);
pack_len = data_len + TLV_FIXED_SIZE;
buf[ofset]=pack_len;
ofset +=1;
memcpy(&buf[ofset], id, data_len);
ofset += data_len;
crc16=crc_itu_t(MAGIC_CRC, buf, ofset);
ushort_to_bytes(&buf[ofset], crc16);
ofset +=2;
return ofset; //返回索引值
}
/* 树莓派上获取温度30.5C报文
* H T L Value CRC1 CRC2
* 0xFD 0x03 0x00 0x14 0x3A 0x12 0x34
*/
int pack_temp(char *buf, int size)
{
unsigned short crc16=0;
int pack_len = 0;
int data_len = 0;
int ofset = 0;
float temp;
char datatime[32];
int i,j;
if(!buf || size < TLV_MINI_SIZE)
{
printf("Invalid input adgument\n");
return 0;
}
buf[ofset]=HEAD;
ofset +=1;
buf[ofset]=TAG_TEMP;
ofset +=1;
ds18b20_get_temperature(&temp);
i=(int)temp; //整数部分
j=(int) ((temp-i) *100);//小数部分
data_len = sizeof(temp);
pack_len= data_len + TLV_FIXED_SIZE;
buf[ofset]=pack_len;
ofset +=1;
buf[ofset]=i;
ofset+=1;
buf[ofset]=j;
ofset+=1;
crc_itu_t(MAGIC_CRC, buf, ofset);
ushort_to_bytes(&buf[ofset], crc16);
ushort_to_bytes(&buf[ofset], crc16);
ofset +=2;
return ofset;//返回索引值
}
/* 获取系统时间的报文 2020-4-12 23:22:00
* H T L Value
CRC1 CRC2
* 0xFD 0x04 0x06 0x14 0x04 0x0c 0x17 0x16 0x00 0x12 0x34
* */
int pack_time (char *buf, int size)
{
unsigned short crc16=0;
int ofset = 0;
int pack_len = 0;
int data_len = 0;
char datatime[32];
char *datime;
if( !buf || size < TLV_MINI_SIZE)
{
printf("Invald input argument\n");
return 0;
}
buf[ofset]=HEAD;
ofset+=1;
buf[ofset]=TAG_TIME;
ofset +=1;
memset(datatime, 0, sizeof(datatime));
int time=get_sys_time(datatime);
data_len = time;
pack_len =data_len + TLV_MINI_SIZE;
buf[ofset]=pack_len;
ofset+=1;
for(int i=0; i< data_len; i++, ofset++)
buf[data_len]=datatime[i];
crc16=crc_itu_t(MAGIC_CRC,buf, ofset);
ushort_to_bytes(&buf[ofset], crc16);
ofset +=2;
return ofset;//返回索引值
}
void dump_buf(char *type, char *data, int len)//data指针，指向buf的首地址，len是buf的长度
{
if(type)
{
printf("%s:\n", type);
}
int i;
for(i=0; i<len; i++)
{
printf("0x%02x\n",data[i]);
printf("0x%02x\n",data[i]);
}
printf("\n");
}
后续我将会更新TLV的解包过程！代码可能存在bug，如果有什么问题，还请大家指出！