如何同步BackgroundWorker与串口操作以避免竞争条件？

我通过BackgroundWorker实现每30秒更新Form控件：后台线程打开COM端口读取仪器数据，再通过ReportProgress()更新UI。同时Form上的ToggleSwitch也需要打开同一个COM端口修改仪器状态，为避免串口访问的竞争条件，必须在ToggleSwitch.StateChanged触发时暂停BackgroundWorker，保证同一时间只有一个线程访问串口。

以下是我的代码片段：

private void BackgroundWorkerStatus_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
    try
    {
        while (!BackgroundWorkerStatus.CancellationPending)
        {
            // 获取新值（打开COM端口，读取状态）
            ReadState();

            // 更新用户界面
            BackgroundWorkerStatus.ReportProgress(0);

            // 等待下次更新
            Thread.Sleep(UpdateInterval);
        }
    }
    catch
    {
        MessageBox.Show(….)
    }
}

private void BackgroundWorkerStatus_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
{
    try
    {
         // 更新Form上的控件
    }
    catch
    {
        MessageBox.Show(….);
    }
}

private void ToggleSwitch_StateChanged(object sender, NationalInstruments.UI.ActionEventArgs e)
{
        // 打开COM端口，设置状态，更新Form
}

我已经尝试过两种方法但都无效：

• 在StateChanged事件开头调用CancelAsync()，操作完成后调用RunWorkerAsync()重启后台线程，但因为后台线程运行到中途时才检测CancellationPending，无法及时终止当前的串口访问操作。
• 用全局布尔变量标记是否需要暂停，在DoWork循环中判断，但同样存在检测不及时的问题。

我还试过用Semaphore做同步，但导致后台线程更新UI时出现跨线程异常，虽然知道原因但不知道怎么解决。

本质上我需要结合Semaphore和BackgroundWorker来同步这个可更新UI的后台任务，请问合适的实现方式是什么？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dan Z