16、Python 通信编程全解析

Python 通信编程全解析

1. 通信主题概述

通信领域包含三个不同的主题，分别是串行通信（COM 端口）、远程访问服务和套接字（Sockets）。这些主题虽然彼此不同，但都是通信编程中重要的组成部分。

1.1 串行通信

串行端口自个人计算机诞生以来就是标准配置，许多 PC 配件、科学和医疗设备都使用它，常见的如调制解调器和鼠标。近年来，红外端口也越来越受欢迎，从编程角度看，它本质上就是无线的串行端口。

1.1.1 COM 端口的访问方式

在 DOS 系统下，访问串行端口需要使用非常底层的接口，程序需要不断循环检查特定字节区域的值，以获取数据到达、数据值和错误值等信息，编程过程繁琐。而 Windows 3.1 提供了更高级的 API，具有缓冲层，如 ReadComm 和 WriteComm 函数，提供了与硬件的隔离和类似文件的接口，还支持事件驱动通信。Windows NT 则进一步简化，采用与普通文件相同的函数来打开、读取和写入 COM 端口，同时防止程序直接访问串行端口的地址。

1.1.2 时序问题

串行 I/O 主要涉及时序问题。例如，在 9600 波特率的端口上，每毫秒会到达一个字节的数据，而计算机在每个字节到达之间可以执行超过十万条指令。为了解决这个问题，操作系统提供了输入和输出缓冲区，典型大小为 1024 字节。每个应用程序需要定义自己的协议，以确定是否等待更多数据或停止监听，协议可以包括固定大小的传输、使用分隔符或时间限制等。

1.1.3 Serial 模块

推荐使用 Roger Burnham 的 Serial 包进行串行 I/O