基于Modbus三种CRC16校验方法的性能对比
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#1.背景介绍
主要应用场景在物联网中，底端设备注册报文的上报，需要对报文的有效载荷(data)进行CRC16的复验，验证与设备端的CRC校验是否相等，如果相等，报文有效，设备上报就会注册成功，不是第一次则会刷新心跳时间，避免通信中断告警。设备的报文结果以及设备的CRC16位置如下：
平台端需要重新对注册包内容（不包含设备的CRC计算字节）进行CRC校验计算，与设备端的CRC校验对比。如果相等，则平台端的CRC校验成功。
>备注：本文的CRC校验全部指CRC16的校验。
#2. CRC校验的三种方法
本文侧重测试CRC的性能，不讲CRC校验的原理，因为CRC只是个校验数据准确性的工具，而且每个报文（不单单心跳报文），还有AI,DI,DO,AO，告警报文等都需要校验，因此，执行CRC程序段的性能显得尤为重要。
**如果读者对CRC的校验原理感兴趣，请自行网上搜索相关资料进行深入研究，此处不再展开。**
##2.1. 直接计算CRC校验
以下代码已经做过验证，与设备端的CRC校验码相等（协议是基于变种的私有modbus协议），具体校验步骤可参考如下程序注释。最终将此类封装在了Crc16的帮助类里面。
```
///
/// 计算CRC16校验码
///
/// 校验数据
/// 多项式码
/// 校验码初始值
///
/// 查表法计算CRC16.
///
/// 待校验数据
/// 数据长度
/// 校验值
public static UInt16 calCRC16(byte[] dataIn, int length)
{
UInt16 i;
UInt16 nAccum = 0;
for (i = 0; i < length; i++)
nAccum = (UInt16)((nAccum << 8) ^ (UInt16)CRC16Table[(nAccum >> 8) ^ dataIn[i]]);
return nAccum;
}
```
#3.三种校验方式的测试方法
##3.1.直接计算CRC校验的时间测试
```
DateTime beforCrc = DateTime.Now;
var CrcValue=CRC16.GetCRC16(validBuff);
DateTime afterCrc = DateTime.Now;
TimeSpan ts = afterCrc.Subtract(beforCrc);
Console.WriteLine("校验结果{1}{2}。直接计算CRC校验总 {0}ms.", ts.TotalMilliseconds,CrcValue[0].ToString("X , CrcValue[1].ToString("X2"));
```
##3.2.查短表计算CRC校验的时间测试
```
beforCrc = DateTime.Now;
var CrcValue_ShotTable=CRC16.CalcCRC16(validBuff);
afterCrc = DateTime.Now;
var ts_table = afterCrc.Subtract(beforCrc);
Console.WriteLine("校验结果{1}。查表计算CRC校验总共花费 ms.", ts_table.TotalMilliseconds, CrcValue_ShotTab ToString("X2"));
```
##3.3.查长表计算CRC校验的时间测试
根据网上的资源，测试计算结果有问题。校验结果昨天调了1天没调成功，而且性能跟查短表几乎一样，还需要占用更多内存，所以直接pass。
```
beforCrc = DateTime.Now;
var CrcValue_LongTable = CRC16.calCRC16(validBuf validBuff.Length-2);
afterCrc = DateTime.Now;
ts = afterCrc.Subtract(beforCrc);
Console.WriteLine("校验结果{1}。查长表计算CRC校验总 {0}ms.", ts.TotalMilliseconds, CrcValue_LongTab ToString("X2"));
```
#4.校验结果的测试
##4.1. CRC静态帮助类中的校验结果方法
这里最终是采用2.2. 查短表法计算CRC16校验。通过默认设置模式mode="Table"调用。校验成功返回true，校验失败返回false。
```
///
/// 验证CRC16校验码
///
/// 校验数据(包含底端设备上传的CRC校验值)
/// 多项式码
/// 校验码初始值
///
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