gateway_plc/gateway/plc_data_reader.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
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# @Time    : 2025/9/28 13:36
# @Author  : reenrr
# @File    : plc_data_reader.py
# @Description : 通用PLC数据读取线程：按配置动态处理read/read_write类型的区域
# 支持结构化数据解析（real/int/bool等）
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import threading
import time
import logging

class PLCDataReaderThread(threading.Thread):
    def __init__(self, plc_client, plc_name, area_config, update_interval=0.03, max_array_size=10000):
        """
        初始化PLC数据读取线程（配置驱动，支持多区域）
        参数:
            plc_client: 已连接的Snap7Client实例（来自PLCManager）
            area_config: 单个区域的配置（来自config.json的plcs[].areas）
                        示例：{"name":"DB100_Read", "type":"read", "db_number":100, "offset":0, "size":6000, "structure":[...]}
            update_interval: 读取间隔（秒），默认30ms
            max_array_size: 自定义数组的最大存储条数，超过后自动删除最早数据，默认1000条
        """
        # 线程名包含区域名，便于日志区分（如"PLCDataReader_DB100_Read"）
        thread_name = f"{plc_name}_{area_config['name']}"
        super().__init__(name=thread_name, daemon=True)

        # 核心依赖（PLC客户端+区域配置）
        self.plc_client = plc_client
        self.plc_name = plc_name
        self.area_config = area_config  # 动态区域配置，不再硬编码DB100
        self.area_name = area_config["name"]
        self.db_number = area_config["db_number"]
        self.offset = area_config["offset"]
        self.size = area_config["size"]
        self.area_type = area_config["type"]  # 区分read/read_write/write

        # 自定义内存数据配置
        self.custom_array_name = f"{self.plc_name}_{self.area_name}"
        self.max_array_size = max_array_size
        # 动态创建自定义名称的内存数组
        setattr(self, self.custom_array_name, [])

        # 线程与输出配置
        self.update_interval = update_interval

        # 数据缓存（新增结构化数据存储）
        self.running = False
        self._latest_byte_data = None  # 格式：(timestamp, data_info, raw_bytes, parsed_data)
        self._data_lock = threading.Lock()  # 线程安全锁

        # 日志
        self.logger = logging.getLogger(f"PLCDataReader.{self.area_name}")

    def start(self):
        """启动线程（验证PLC连接+读写类型适配）"""
        # 仅处理需要读的区域（read/read_write），write类型不启动
        if self.area_type not in ["read", "read_write"]:
            self.logger.warning(f"跳过启动：区域类型为{self.area_type}（无需循环读取）")
            return

        # 验证自定义数组是否创建成功
        if not hasattr(self, self.custom_array_name):
            self.logger.error(f"❌ 自定义数组创建失败！数组名：{self.custom_array_name}")
            return

        self.running = True
        super().start()
        self.logger.info(f"✅ 线程启动成功（DB{self.db_number}，{self.area_type}）")
        self.logger.info(f"🔧 内存配置：自定义数组名={self.custom_array_name}，最大存储条数={self.max_array_size}")
        self.logger.info(f"🔧 配置：间隔{self.update_interval * 1000}ms，读取{self.size}字节，存储到{self.custom_array_name}数组中")

    def stop(self):
        """停止线程（优雅清理）"""
        self.running = False
        if self.is_alive():
            self.join(timeout=2.0)
            if self.is_alive():
                self.logger.warning("⚠️ 线程未正常退出，强制终止")
        # 停止时输出数组统计信息
        custom_array = getattr(self, self.custom_array_name, [])
        self.logger.info(f"🛑 线程已停止（DB{self.db_number}）")
        self.logger.info(f"📊 内存数组统计：数组名={self.custom_array_name}，总存储条数={len(custom_array)}")

    def get_latest_byte_data(self):
        """
        线程安全获取最新数据（返回原始字节+解析后的结构化数据）
        返回示例：
        {
            "timestamp": "2025-09-28 10:00:00.123",
            "data_info": {"area_name":"DB100_Read", "db_number":100, "offset_range":"0-5999", "actual_length":6000},
            "raw_bytes": bytearray(b'\x00\x10...'),
            "parsed_data": {"temperature":25.5, "pressure":100, "status":True}  # 解析后的字段
        }
        """
        with self._data_lock:
            if self._latest_byte_data is None:
                self.logger.debug(f"⚠️ 自定义数组{self.custom_array_name}无最新数据")
                return None
            # 返回字节数据的副本，避免外部修改
            return self._latest_byte_data.copy()

    def get_custom_array(self, max_records=None):
        """
        线程安全获取自定义数组数据
        参数:
            max_records: 可选，指定返回的最大记录数
        返回:
            字节数据列表
        """
        with self._data_lock:
            custom_array = getattr(self, self.custom_array_name, [])
            return custom_array[-1:] if custom_array else []   # 返回所有记录的副本

    def clear_custom_array(self):
        """清空自定义数组"""
        with self._data_lock:
            custom_array = getattr(self, self.custom_array_name, [])
            custom_array.clear()
        self.logger.info(f"🧹 已清空自定义数组：{self.custom_array_name}")

    def run(self):
        """线程主循环：读PLC→解析数据→更新缓存→写文件"""
        self.logger.debug(f"📌 主循环启动（DB{self.db_number}，数组名：{self.custom_array_name}）")
        while self.running:
            cycle_start = time.time()
            try:
                # 步骤1：读取PLC区域数据（调用Snap7Client的缓存方法）
                cache_success = self.plc_client.cache_large_data_block(
                    db_number=self.db_number,
                    offset=self.offset,
                    size=self.size
                )

                # 步骤2：处理读取结果（缓存+解析+写文件）
                if cache_success and self.plc_client.data_cache is not None:
                    raw_data = self.plc_client.data_cache  # 原始字节

                    # 步骤3：线程安全更新内存缓存
                    with self._data_lock:
                        self._latest_byte_data = raw_data

                        # 获取自定义数组并添加新的字节数据
                        custom_array = getattr(self, self.custom_array_name)
                        custom_array.clear()   # 清空旧数据
                        custom_array.append(raw_data)

                        # 日志显示当前数组状态（仅1条）
                        self.logger.debug(f"✅ 已更新最新PLC记录，数组{self.custom_array_name}当前记录数：1")

                else:
                    self.logger.warning(f"⚠️ 数据读取失败（DB{self.db_number}），跳过本次更新")

                # 步骤6：精确控制读取间隔
                cycle_elapsed = time.time() - cycle_start
                sleep_time = max(0, self.update_interval - cycle_elapsed)
                if sleep_time > 0:
                    time.sleep(sleep_time)

            except Exception as e:
                self.logger.error(f"🔴 循环读取出错: {str(e)}", exc_info=True)
                time.sleep(self.update_interval)