使用Python实现IEC 104协议
IEC 104协议（也称为IEC 60870-5-104）是一个应用于电力自动化系统的通信协议。本文将指导您如何使用Python实现该协议，并通过表格和代码示例逐步理解每一步的实现。
1. 流程概述
为了顺利完成这个项目，我们将分为以下几个步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 第一步 | 设置Python开发环境和库 |
| 第二步 | 创建IEC 104协议的基本类 |
| 第三步 | 实现TCP连接和数据处理 |
| 第四步 | 编写测试代码，验证功能 |
2. 每一步的详细实现
第一步：设置Python开发环境和库
在开始编码之前，您需要确保您的Python环境已设置好，并安装了必要的库。我们将使用pymodbus库来处理IEC 104协议通信。
pip install pymodbus
这个命令会安装pymodbus库，它是一个用于Modbus协议的Python库，可以用于IEC 104协议的实现。
第二步：创建IEC 104协议的基本类
接下来，我们需要建立一个类来实现IEC 104协议的所有功能。
class IEC104:
def __init__(self, ip: str, port: int):
"""
初始化IEC 104类
:param ip: 服务器的IP地址
:param port: 服务器端口
"""
self.ip = ip
self.port = port
self.connection = None
def connect(self):
"""
建立与IEC 104服务器的TCP连接
"""
import socket
self.connection = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
self.connection.connect((self.ip, self.port))
print(f'Connected to {self.ip}:{self.port}')
def disconnect(self):
"""
断开与IEC 104服务器的连接
"""
if self.connection:
self.connection.close()
print('Disconnected from server.')
注释说明
__init__：构造函数，初始化IP地址和端口。connect：建立TCP连接，并与服务器进行通信。disconnect：安全地断开与服务器的连接。
第三步：实现TCP连接和数据处理
现在我们需要让这个类支持IEC 104协议的数据重传功能。
def send_command(self, command: str):
"""
发送命令给IEC 104服务器
:param command: 要发送的命令
"""
if self.connection:
self.connection.sendall(command.encode('utf-8'))
print(f'Sent command: {command}')
else:
print('Connection is not established.')
def receive_response(self):
"""
接收来自IEC 104服务器的响应
"""
if self.connection:
response = self.connection.recv(1024)
print(f'Received response: {response}')
return response
else:
print('Connection is not established.')
注释说明
send_command：将命令发送到IEC 104服务器。receive_response：从IEC 104服务器接收并返回响应。
第四步：编写测试代码，验证功能
最后，我们将创建一个测试脚本来验证我们的实现。
if __name__ == '__main__':
# 配置IP和端口
ip_address = '192.168.1.10'
port_number = 2404
# 创建IEC104实例
protocol = IEC104(ip_address, port_number)
try:
# 建立连接
protocol.connect()
# 发送一些命令（示例命令）
protocol.send_command('Your command here')
# 接收响应
protocol.receive_response()
finally:
# 断开连接
protocol.disconnect()
注释说明
- 此代码段用于测试上面定义的IEC 104类，通过指定IP地址和端口号，进行连接、发送命令和接收响应。
类图
以下是我们的IEC104类的类图，使用mermaid语法展示：
classDiagram
class IEC104 {
+__init__(ip: str, port: int)
+connect()
+disconnect()
+send_command(command: str)
+receive_response()
}
关系图
在使用IEC 104协议的场景中，以下是服务器和客户端的关系图，使用mermaid语法展示：
erDiagram
IEC104 {
string ip
int port
Connection connection
}
Connection {
string status
+connect()
+disconnect()
}
Client ||--o{ IEC104 : uses
IEC104 ||--o{ Connection: manages
结论
在本文中，我们详细介绍了如何使用Python实现IEC 104协议。我们首先设置了开发环境，然后创建了一个用于与IEC 104服务器通信的类。通过实例化该类并发送命令，我们能够与IEC 104服务器交互并接收响应。
您可以根据需要扩展该类的功能，例如处理不同类型的数据或添加更复杂的错误处理逻辑。希望本文能帮助您入门IEC 104协议的实现。如果您有任何问题，欢迎随时询问！
