python实现MC协议（SLMP 3E帧）的TCP服务端（篇二）

python实现MC协议（SLMP 3E帧）的TCP服务端是一件稍微麻烦点的事情。它不像modbusTCP那样，可以使用现成的pymodbus模块去实现。但是，我们可以根据协议帧进行组包，自己去实现帧的格式，而这一切可以基于socket模块。本文为第二篇。

二、读写保持寄存器的完整交互包

# 客户端发送（读） -》
50 00 00 FF FF 03 00 0C 00 10 00 01 04 00 00 00 00 00 A8 05 00
# 《- 服务端应答
D0 00 00 FF FF 03 00 0C 00 00 00 73 00 00 00 00 00 00 00 00 00
# 客户端发送（写） -》
50 00 00 FF FF 03 00 16 00 10 00 01 14 00 00 0A 00 00 A8 05 00 4E 47 00 00 00 00 00 00 00 00
# 《- 服务端应答
D0 00 00 FF FF 03 00 02 00 00 00

1、分析交互包

基于上述交互包，我们查阅官方文档发现交互包使用的是二进制代码。那么，二进制代码与ASCII代码有什么区别呢？

SLMP（Seamless Message Protocol）3E帧有两种表示方式：二进制格式和ASCII格式。它们的区别在于数据的传输方式和呈现形式。

（1）二进制格式：

在二进制格式中，SLMP 3E帧中的各个字段（如帧头、副帧头、命令码、数据等）以二进制形式直接编码和传输。数据在网络中以原始的二进制位模式传输，这种方式效率较高，适用于网络传输。二进制格式通常用于实际的网络通信中，数据以二进制流的形式在网络上传输。

（2）ASCII格式：

在ASCII格式中，SLMP 3E帧中的各个字段被转换成ASCII字符表示。数据以ASCII码的文本形式进行传输，每个字节被转换为两个ASCII字符（通常是十六进制表示）。ASCII格式通常用于调试和人机界面中，方便人们查看和理解数据。

总的来说，二进制格式适用于机器之间的网络通信，而ASCII格式适用于人机交互和调试过程中的数据显示。选择哪种格式取决于具体的应用场景和需求。

因此，本文实现的是二进制格式，如果你会实现二进制格式，那么你也能实现ASCII格式。

2、读写保持寄存器的请求处理

（1）表头

客户端的两个请求，相同部分都为50 00 00 FF FF 03 00，我们姑且称之为表头。

（2）读/写长度（协议帧的长度）

0C 00是固定长度（读的时候报文都是这么长）与16 00 根据实际长度变化，表示后面数据的长度，例如前者，应该以00 0C来看长度，表示后面有12个00那样的长度。

（3）固定值

10 00

（4）读/写指令

01 04 / 01 14

（5）读/写寄存器地址

00 00 00 00 00 A8 05 00 / 00 00 0A 00 00 A8 05 00，其中写的0A 00代表从第10个保持寄存器，05表示读写5个寄存器

3、读写保持寄存器的响应处理

（1）表头

客户端的两个请求，相同部分都为D0 00 00 FF FF 03 00，我们姑且称之为表头。

（2）长度（协议帧的长度）

读：0C 00根据实际长度变化，写：02 00 可以不变化。

（3）固定值

00 00

（4）读/写响应

响应实际读到的数据 / 无

4、程序设计

根据上述内容，实现了一个定制MC服务器，能够处理保持寄存器的读写请求，给出正确的响应。

import socket
import struct

# 创建一个TCP/IP套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定套接字到特定地址和端口
server_address = ('192.168.1.188', 12345)  # 服务器地址和端口
server_socket.bind(server_address)

# 监听连接
server_socket.listen(1)

print('等待客户端连接...')
connection, client_address = server_socket.accept()

print('客户端已连接:', client_address)

def request_verdict(req_bytes_frame):  # req_bytes_frame是字节数据b'\x02\x00\x08\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x00\x01\x01\x02\x03\x04\x03'
    command = req_bytes_frame.hex()[22:26]  # 转成16进制字符串好数据处理
    if command in ["0104", "0401"]:  # 判断读写
        return False # 读
    elif command in ["0114", "1401"]:
        return True  # 写
    else:
        raise ValueError("读写指令错误！")

def write_response_frame(req_bytes_frame):
    response = "D00000FFFF030002000000"  # 写成功则返回这一串数据
    content = req_bytes_frame.hex()[42:]  # 看一下客户端想写的内容
    print("客户端想要写入的内容：", bytes.fromhex(content).decode())
    return bytes().fromhex(response)

def read_response_frame(req_bytes_frame, res_data):
    header = "D00000FFFF03000C000000"  # 读的响应头
    nums = req_bytes_frame.hex()[38:42]  # 获取客户端想要读的寄存器个数
    act_nums_hex = nums[2:] + nums[:2]  # 涉及大端序和小端序，需要转一下
    act_nums = int(act_nums_hex, 16)  # 得到实际数量
    res_data_hex = ''.join([hex(ord(c))[2:].zfill(2) for c in res_data])  # 将要返回的数据转成16进制字符串
    response = header + res_data_hex + '0'*(act_nums*2*2-len(res_data_hex))  # 根据请求数量返回对应的内容
    return bytes().fromhex(response)

try:
    while True:
        # 接收客户端请求
        request = connection.recv(1024)
        print("001:", request)
        if request:
            flag = request_verdict(request)
            if flag:  # 响应写
                response = write_response_frame(request)
                print("002:",response)
            else:  # 响应读
                response = read_response_frame(request, "start")
                print("003:",response)
            connection.sendall(response)
finally:
    # 清理连接
    connection.close()