- 来自PLC的上行报文具有以下数据格式：
帧头（2字节） + 区域变量（Area、DBnum、offset、byteCount) + 本区域数据内容（ byteCount长度的字节） + 下一区域变量 + 下一区域数据内容 + 。。。 + 帧尾（2字节）+ CRR16（2字节）
- 数据解析流程：
当接收到上行报文后首先对帧头和帧尾进行校验，如果校验不过就舍弃帧数据。然后经过CRC校验，确保所有数据无误，将帧数据保存。
一、创建一个与PLC中类似的区域数据类型
python
from typing import NamedTuple
class AreaVar(NamedTuple):
area: str # 数据区域，I、Q、M、DB
DBnum: int # DB号
offset: int # 字节偏移
byte_count: int # 字节数
content: bytes # 数据内容二、解析上行数据
之前的PLC范例中获取到过一个上行帧的数据内容：
以这帧数据为例，演示如何解析上行数据：
python
import crcmod
from AreaVar import AreaVar
import numpy as np
# ===================== 配置区域 =====================
SERVER_IP = "127.0.0.1" # 下位机服务器IP
SERVER_PORT = 2001 # 下位机(PLC)端口
RECONNECT_INTERVAL = 3000 # 断线重连间隔（毫秒）
HEARTBEAT_INTERVAL = 1000 # 心跳包间隔（毫秒）
HEART_CODE = b'XXYY' # 心跳代码
UP_FRAME_HEAD = b'AA' # 上行帧头
UP_FRAME_END = b'BB' # 上行帧尾
DOWN_FRAME_HEAD = b'XX' # 下行帧头
DOWN_FRAME_END = b'YY' # 下行帧尾
crc16 = crcmod.predefined.Crc('modbus')
AREA_DICT = {
0x81: "I",
0x82: "Q",
0x83: "M",
0x84: "DB"
}
# 测试数据（和 PLC 一样）
data = bytes(
[0x41, 0x41, 0x84, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x05, 0x11, 0x22, 0x33,
0x44, 0x55, 0x42, 0x42, 0xE3, 0xA5])
def parse_up_datas(datas: bytes):
"""
解析上行数据
:param datas: PLC发出的上行数据
:return: 自定义区域变量AreaVar的列表
"""
if len(datas) < 21:
print(f"❌数据校验失败！")
return False
head = datas[0:2] # 帧头
tail = datas[-4:-2] # 帧尾
if head != UP_FRAME_HEAD or tail != UP_FRAME_END:
print(f"❌数据校验失败！")
return False
# CRC
crc_int = int.from_bytes(datas[-2:], byteorder='big')
crc16.update(datas[:-2])
crc_result = crc16.crcValue
if crc_result != crc_int:
print(f"❌数据校验失败！")
return False
# 截取上行数据的有效部分
up_data = datas[2:-4]
pos = 0 # 定义一个指针，用来遍历字节
AreaVars =[] # 输出的变量列表
# 解析数据
while pos < len(up_data):
try:
area = AREA_DICT[up_data[pos]]
except KeyError:
print(f"❌数据中区域代码错误！")
return False
pos += 2
DBnum = int.from_bytes(up_data[pos:pos+4], byteorder='big')
pos += 4
offset = int.from_bytes(up_data[pos:pos+4], byteorder='big')
pos += 4
byte_count = int.from_bytes(up_data[pos:pos+4], byteorder='big')
pos += 4
bytes_out = up_data[pos:pos+byte_count]
pos += byte_count
AreaVars.append(AreaVar(area, DBnum, offset, byte_count, bytes_out))
if pos == len(up_data):
return AreaVars
else:
print(f"❌数据长度错误，解析失败！")
return False
vas = parse_up_datas(data)
print(vas) # [AreaVar(area='DB', DBnum=1, offset=0, byte_count=5, content=b'\x11"3DU')]
print(vas[0].area) # DB
print(vas[0].DBnum) # 1
print(vas[0].offset) # 0
print(vas[0].byte_count) # 5
print(vas[0].content.hex()) # 1122334455三、创建类似于PLC的存储区以及读写方法
python
import numpy as np
from typing import NamedTuple
class AreaVar(NamedTuple):
area: str # I、Q、M、DB
DBnum: int # DB号（I/Q/M 填 0）
offset: int # 字节偏移
byte_count: int # 字节数
content: bytes=b'' # 数据内容
class DataStore:
def __init__(self, max_db_number: int = 2048, area_size: int = 2048):
"""
统一数据存储：I、Q、M、DB
:param max_db_number: 最大 DB 块号
:param area_size: 每个区域默认大小（字节）
"""
self.area_size = area_size
# I / Q / M 区：一维数组（DBnum=0）
self.inputs = np.zeros(area_size, dtype=np.uint8) # I区
self.outputs = np.zeros(area_size, dtype=np.uint8) # Q区
self.memory = np.zeros(area_size, dtype=np.uint8) # M区
# DB区：二维数组 [DB号][偏移]
self.db_blocks = np.zeros((max_db_number + 1, area_size), dtype=np.uint8)
def write(self, var: AreaVar):
"""统一写入接口：支持 I/Q/M/DB"""
data = np.frombuffer(var.content, dtype=np.uint8)
start = var.offset
end = start + var.byte_count
if var.area == 'I':
self.inputs[start:end] = data
elif var.area == 'Q':
self.outputs[start:end] = data
elif var.area == 'M':
self.memory[start:end] = data
elif var.area == 'DB':
self.db_blocks[var.DBnum, start:end] = data
else:
raise ValueError(f"不支持的区域: {var.area}")
def read(self, var: AreaVar) -> bytes:
"""统一读取接口：支持 I/Q/M/DB"""
start = var.offset
end = start + var.byte_count
if var.area == 'I':
arr = self.inputs[start:end]
elif var.area == 'Q':
arr = self.outputs[start:end]
elif var.area == 'M':
arr = self.memory[start:end]
elif var.area == 'DB':
arr = self.db_blocks[var.DBnum, start:end]
else:
raise ValueError(f"不支持的区域: {var.area}")
return arr.tobytes()
# -------------------
# 测试：I/Q/M/DB 全部支持
# -------------------
if __name__ == '__main__':
store = DataStore()
# ========== 测试 DB 区 ==========
db_var = AreaVar('DB', 1, 0, 5, b'\x11"3DU')
store.write(db_var)
res_db = store.read(db_var)
print("DB1 读写一致:", res_db == db_var.content)
# ========== 测试 I 区 (DBnum=0) ==========
i_var = AreaVar('I', 0, 10, 3, b'abc')
store.write(i_var)
res_i = store.read(i_var)
print("I 区读写一致:", res_i == i_var.content)
# ========== 测试 Q 区 ==========
q_var = AreaVar('Q', 0, 20, 2, b'\x01\x02')
store.write(q_var)
res_q = store.read(q_var)
print("Q 区读写一致:", res_q == q_var.content)
# ========== 测试 M 区 ==========
m_var = AreaVar('M', 0, 5, 4, b'test')
store.write(m_var)
res_m = store.read(m_var)
print("M 区读写一致:", res_m == m_var.content)
# ========== 读取 Q 区一个字节 ==========
q_var = AreaVar('Q', 0, 21, 1)
res_q = store.read(q_var)
print(f"QB21读取结果:, {res_q}") # QB21读取结果:, b'\x02'