系列文章合集：IoT Power PC 端技术总结
传输数据的方式
IoT Power向电脑传输的数据，是原始的10KHz采样下来的12Bit ADC值，不经过处理直接发送到电脑上，然后电脑再进行计算处理成实际的电压电流值。
因为每个点有效位只有12Bit，实际使用了2Byte来存储一个点，电流档位信息就放到了每个值的空闲位。当PC解析数据时，就能知道这个ADC是哪个档位的，可以使用对应的换算算法。
在新设备与老设备的通信协议上，有着不同的区别：
– 较老的V1版本使用的是串口，波特率921600，并且因为这个原因，只能使用CP2102
– 后期设备全部使用的是USB FS，驱动使用了WinUSB，Bulk传输
– TCP/IP通信，基于TCP的数据传输，可提供远程查看波形的功能
两种方式都可以完成上面10KHz数据的要求（数据为40KByte/s）
实际效果上，使用串口传输延迟会更加不稳定，并且资源占用也更大（粘包与截断更严重）。
每个包都会携带一个功能code，用于区分数据包的不同功能、传递数据类型。
可以用于下发计算真实值使用的校准参数，每个设备校准值不同，按不同设备使用不同的校准参数，可以让实际求得的数据更准确。
也可以用来下发控制信息，直接控制设备的输出状态或配置参数。
为什么使用Rust处理数据
首先一点其实和性能无关。
项目初期，稀饭放姜要求对通信协议保密（目前仍然未公开），那显然是不能使用C#的，因为反编译相当容易，无法实现保密目标。在了解了C++的相关库后，我决定还是用更加现代的Rust来实现这个功能，更省心。
后期测试发现使用Rust的CPU占用只有C#写的处理逻辑的10%左右（当然很大程度上是因为用了System.Array，没有使用Span<T>导致的）。
更进一步来说，.Net平台与硬件处理相关的这些库，始终都有这样或那样的bug，同时这些bug基本都是框架自身的问题，难以修复。
最终是使用Rust构建了一套通信+数据处理库，提供给C#进行调用。
不同的通信方式
串口通信
由于需要尽可能地缩小Dll的体积，所以整个项目都在避免直接引用类似tokio之类的异步库，串口库也不例外。
这里直接使用的是阻塞式的serialport库，没有使用异步库。
在C#调用连接接口后，Rust层会直接开启一个新线程，死循环读取串口数据。
当数据到来之后，将数据存储在一个全局的Mutex<Vec<u8>>中，然后走处理函数进行分析。如果发现数据包不完整，会等待下一个数据包到来，下一包数据到来时拼接在缓存数据的末尾。当数据包完整时，会将数据包的功能码与数据部分分离，然后通知C#来读取对应的数据。
串口发送数据也是提前预存在一个全局变量中，等待接收数据空闲时发送出去。
WinUSB通信
为了最大限度地实现C#代码的复用，WinUSB通信的部分的Rust接口与串口通信的接口保持一致，只是在底层实现上有所不同。
WinUSB通信的部分，使用了rusb库，这个库是对libusb的封装，同样是阻塞式的，目前还没有提供异步的接口。
WinUSB的通信部份逻辑与串口通信的逻辑基本一致，只是在初始化时需要传入设备的VID与PID，以及WinUSB的接口号。Rust代码中会开启一个新线程，死循环读取WinUSB数据，然后进行处理。
与串口稍微有些不同的是，因为USB的特性，这套协议一次性传输的数据扩大了100倍，并且极少出现粘包与截断的情况，所以在处理数据包时，占用的资源比串口处理要少很多。
另外有一些不同的是，USB的设备名是一串字符串，所以需要一个单独的函数来获取当前设备列表，然后根据设备名来选择对应的设备。
TCP/IP通信
TCP/IP通信的部分，同样为了最大限度地实现C#代码的复用，Rust接口与串口通信的接口保持一致。
因为原始数据传输速率需求高达40KByte/s，所以传输的数据包在发送之前，使用了LZ4压缩算法进行压缩，收到的数据包要先进行解压。
压缩后的数据大约只有原始数据的1/10，大大减少了数据传输的宽带需求。
与C#的交互
提供Dll接口
这方面我已经在博客中有例子，这里就不再赘述了。
获取状态
提供给外部的接口，基本是相当于被Rust当作多线程的代码来检查了。所以如果想使用提供给外部的接口，返回全局变量的一些状态，需要加锁。
可以看到上面的例子中，我使用了Mutex<Vec<u8>>来存储缓存数据。实际上其他所有状态数据信息都需要使用Mutex来保护，防止Rust编译器生气。
结合起来使用
分两个独立的工程，调试起来会有一些麻烦。但好在Rust可以直接使用测试模块，直接测试函数的可行性，不需要依赖C#来调用测试，极大提升了开发效率。
我为了实现自动化更新，我在VS的编译生成步骤中加入了Rust编译的操作，这样每次运行前都可以确保Rust的DLL是最新的。
同时为了减小软件体积，我使用UPX对Rust编译出来的DLL进行压缩，又可以节省出来不少空间。
Rust编译也推荐打包一下静态库，因为早期发现很多人的电脑没有安装vc++运行库，导致无法运行。静态库可以避免这个问题。
如何让RUST编译生成出不依赖VC++库的文件？（打包静态库）