Feeding_control_system/hardware/transmitter.py

# hardware/transmitter.py
from pymodbus.exceptions import ModbusException


class TransmitterController:
    def __init__(self, relay_controller):
        self.relay_controller = relay_controller

        # 变送器配置
        self.config = {
            1: {  # 上料斗
                'slave_id': 1,
                'weight_register': 0x01,
                'register_count': 2
            },
            2: {  # 下料斗
                'slave_id': 2,
                'weight_register': 0x01,
                'register_count': 2
            }
        }

    # 备份 （modbus 读取数据）
    def read_data_bak(self, transmitter_id):
        """读取变送器数据"""
        try:
            if transmitter_id not in self.config:
                print(f"无效变送器ID: {transmitter_id}")
                return None

            config = self.config[transmitter_id]

            if not self.relay_controller.modbus_client.connect():
                print("无法连接网络继电器Modbus服务")
                return None

            result = self.relay_controller.modbus_client.read_holding_registers(
                address=config['weight_register'],
                count=config['register_count'],
                slave=config['slave_id']
            )

            if isinstance(result, Exception):
                print(f"读取变送器 {transmitter_id} 失败: {result}")
                return None

            # 根据图片示例，正确解析数据
            if config['register_count'] == 2:
                # 获取原始字节数组
                raw_data = result.registers
                # 组合成32位整数
                weight = (raw_data[0] << 16) + raw_data[1]
                weight = weight / 1000.0  # 单位转换为千克
            elif config['register_count'] == 1:
                weight = float(result.registers[0])
            else:
                print(f"不支持的寄存器数量: {config['register_count']}")
                return None

            print(f"变送器 {transmitter_id} 读取重量: {weight}kg")
            return weight

        except ModbusException as e:
            print(f"Modbus通信错误: {e}")
            return None
        except Exception as e:
            print(f"数据解析错误: {e}")
            return None
        finally:
            self.relay_controller.modbus_client.close()

    # 直接读取 变送器返回的数据并解析
    def read_data(self, transmitter_id):
        """
            Args: transmitter_id 为1 表示上料斗, 为2 表示下料斗
            return: 读取成功返回重量 weight: int, 失败返回 None
        """
        if transmitter_id == 1:
            # 上料斗变送器的信息：
            IP = "192.168.250.63"
            PORT = 502
            TIMEOUT = 5 # 超时时间为 5秒
            BUFFER_SIZE= 1024
            weight = None

            import socket
            with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
                try:
                    s.settimeout(TIMEOUT)
                    s.connect((IP, PORT))
                    # print(f"连接上料斗变送器 {IP}:{PORT} 成功")
                    
                    # 接收数据（变送器主动推送，recv即可获取数据）
                    data = s.recv(BUFFER_SIZE)
                    if data:
                        # print(f"收到原始数据：{data}")

                        # 提取出完整的一个数据包 (\r\n结尾)
                        packet = self.get_latest_valid_packet(data)
                        if not packet:
                            print("未获取到有效数据包!!")
                            return None
                        # 解析重量
                        weight = self.parse_weight(packet)
                    else:
                        print("未收到设备数据")
                
                except ConnectionRefusedError:
                    print(f"连接失败：{IP}:{PORT} 拒绝连接（设备离线/端口错误）")
                except socket.timeout:
                    print(f"超时：{TIMEOUT}秒内未收到数据")
                except Exception as e:
                    print(f"读取异常：{e}")
            
            # 成功返回重量（int），失败返回None
            return weight  
        
    def get_latest_valid_packet(self, raw_data):
        """
        解决TCP粘包:
            从原始数据中，筛选所有有效包，返回最新的一个有效包
                有效包标准: 1. 能UTF-8解码 2. 按逗号拆分≥3个字段 3. 第三个字段含数字（重量）
        """
        DELIMITER = b'\r\n'
        # 1. 按分隔符拆分，过滤空包
        packets = [p for p in raw_data.split(DELIMITER) if p]
        if not packets:
            return None

        valid_packets = []
        for packet in packets:
            try:
                # 过滤无效ASCII字符（只保留可见字符）
                valid_chars = [c for c in packet if 32 <= c <= 126]
                filtered_packet = bytes(valid_chars)
                # 2. 验证解码
                data_str = filtered_packet.decode('utf-8').strip()
                # 3. 验证字段数量
                parts = data_str.split(',')
                if len(parts) < 3:
                    continue
                # 4. 验证重量字段含数字
                weight_part = parts[2].strip()
                if not any(char.isdigit() for char in weight_part):
                    continue
                # 满足所有条件，加入有效包列表
                valid_packets.append(packet)
            except (UnicodeDecodeError, IndexError):
                # 解码失败或字段异常，跳过该包
                continue

        # 返回最后一个有效包（最新），无有效包则返回None
        return valid_packets[-1] if valid_packets else None

    def parse_weight(self, packet_data):
        """解析重量函数：提取重量数值（如从 b'ST,NT,+0000175\r\n' 中提取 175)"""
        try:
            data_str = packet_data.decode('utf-8').strip()
            parts = data_str.split(',')
            # 确保有完整的数据包，三个字段
            if len(parts) < 3:
                print(f"parse_weight: 包格式错误（字段不足）：{data_str}")
                return None

            weight_part = parts[2].strip()
            return int(''.join(filter(str.isdigit, weight_part)))
        except (IndexError, ValueError, UnicodeDecodeError) as e:
            # print(f"数据解析失败：{e}，原始数据包：{packet_data}")
            return None