python实现FINS协议的TCP服务端（篇一）

news2024/11/24 17:21:51

python实现FINS协议的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。本文为第一篇。

一、了解FINS协议

参考文档：FinsTCP协议报文详细分析 - 知乎

1、什么是FINS协议

FINS（Factory Interface Network Service）是欧姆龙（Omron）工业自动化设备使用的通信协议，这表明我们需要查阅官方文档来实现这个协议，而该协议具有以下特点：

高效性： FINS协议是为了在工业自动化环境中实现高效通信而设计的，具有较低的通信延迟和高速数据传输能力。

灵活性： FINS协议支持多种通信方式，包括串行通信、以太网通信等，可以适应不同的网络环境和硬件设备。

多功能性： FINS协议支持多种通信功能，包括读写PLC的数据、控制PLC的操作、监控PLC的状态等，提供了丰富的通信能力。

可靠性： FINS协议具有良好的错误检测和纠正机制，确保通信数据的可靠性和完整性。

扩展性： FINS协议支持多种数据类型和数据格式，可以满足不同应用场景下的需求，具有较强的扩展性。

标准化： FINS协议是欧姆龙PLC的标准通信协议，得到了广泛应用和认可，在工业自动化领域具有一定的标准性和通用性。

易用性： FINS协议的通信指令相对简单，易于理解和实现，使得工程师能够快速开发和部署与欧姆龙PLC通信的应用程序。

2、FINS TCP与TCP的关系

FINS TCP（Factory Interface Network Service over TCP/IP）是FINS协议在TCP/IP网络上的实现方式。它是FINS协议的一种变体，使用TCP/IP作为传输层协议，用于在工业自动化系统中实现设备之间的通信。

TCP（Transmission Control Protocol）是互联网上的一种通信协议，它是面向连接、可靠的、基于字节流的传输层协议。TCP提供了数据的可靠传输，确保数据在传输过程中不会丢失或损坏。TCP协议在网络通信中广泛应用，用于建立可靠的、稳定的数据传输连接。

FINS TCP是在TCP协议的基础上实现的FINS协议，它使用TCP连接来传输FINS协议的数据。在FINS TCP中，FINS帧（Frame）被封装在TCP报文中进行传输。FINS帧包含了FINS协议的控制信息和数据内容，通过TCP连接传输到目标设备，然后在目标设备上进行解析和处理。

FINS TCP的使用使得在工业自动化系统中，不同设备（如PLC、传感器、HMI等）之间可以通过TCP/IP网络进行可靠的通信。这种通信方式广泛应用于现代工厂自动化系统中，为设备间的数据交换提供了高效、可靠的解决方案。

这也是为什么我们可以通过socket模块来实现的原因。

3、TCP的三次握手+一次FINS握手

（1）握手请求

46494E53 0000000C 00000000 00000000 00000000

"46494E53"：ASCII编码，表示"FINS"，表明这是一个FINS协议的数据帧。

"0000000C"：指示后面跟随的字节长度，即4字节。

"00000000"：固定命令部分，通常为零。

"00000000"：错误代码，通常为零，表示没有错误。

"00000000"：PC节点IP地址，当设置为0时，通常表示会自动获取节点IP。

这个指令是一个典型的FINS TCP握手指令，用于建立FINS通信连接。在该指令中，"46494E53"表示"FINS"，指示这是一个FINS数据帧。接着，"0000000C"表示后续数据的长度为4字节。然后，"00000000"和"00000000"分别表示固定命令和错误代码，通常为零。最后，"00000000"表示PC节点的IP地址，当设置为0时，表示会自动获取节点IP。

（2）握手响应

46494E53 00000010 00000000 00000000 00000001 00000001