diff --git a/docs/07-模拟采集服务设计.md b/docs/07-模拟采集服务设计.md new file mode 100644 index 0000000..79a54e2 --- /dev/null +++ b/docs/07-模拟采集服务设计.md @@ -0,0 +1,801 @@ +# CNC机床数据采集系统 - 模拟采集服务设计文档 + +> 最后更新：2026-04-30 +> 状态：设计中 + +--- + +## 一、概述 + +模拟采集服务（CncSimulator）是一个独立控制台应用，用于模拟真实采集地址的HTTP JSON接口。开发采集服务时无需连接真实CNC设备，通过本工具模拟各种采集场景进行联调测试。 + +### 1.1 定位 + +| 项目 | 说明 | +|------|------| +| 性质 | 开发测试工具，不投入生产 | +| 用户 | 开发人员 | +| 运行方式 | 控制台应用，双击即运行 | +| 生命周期 | 采集服务开发完成后仍可用于回归测试 | + +### 1.2 核心功能 + +- 在本机启动HTTP服务，模拟采集地址返回FANUC格式的JSON数据 +- 浏览器管理界面，可操作启停、调整参数、触发特定事件 +- 支持同时启动多个端口，模拟多个采集地址 +- 按预设剧本自动循环各种真实场景 +- 记录每次返回的完整数据日志，方便与采集服务核对 + +--- + +## 二、技术选型 + +| 项 | 选型 | 说明 | +|----|------|------| +| 项目类型 | .NET Framework 4.7.2 控制台应用 | 加入CncDataSystem.sln | +| HTTP服务 | System.Net.HttpListener | 一个端口同时提供：数据API + 管理界面 | +| 管理界面 | 内嵌HTML + JavaScript | 无需前端构建，浏览器直接打开 | +| JSON | Newtonsoft.Json 12.0.3 | 与项目一致 | +| 日志 | log4net → 文件 | 每次返回完整JSON + 关键字段摘要 | +| 配置 | JSON文件 | simulator.json，运行时可热修改 | + +### 2.1 双角色HTTP服务 + +每个端口同时承担两个职责： + +``` +端口 9001: + GET / → 返回模拟JSON数组（采集服务调用这个地址） + GET /data → 同上（别名） + GET /admin → 管理界面HTML + GET /admin/api/status → JSON状态数据 + POST /admin/api/start → 启动模拟 + POST /admin/api/stop → 停止模拟 + POST /admin/api/event → 触发手动事件 + GET /admin/api/logs → 返回日志列表 +``` + +采集服务配置采集地址时，URL填 `http://localhost:9001/` 即可。 + +--- + +## 三、项目结构 + +### 3.1 文件清单 + +``` +src/CncSimulator/ +├── CncSimulator.csproj ← .NET Framework 4.7.2 控制台应用 +├── Program.cs ← 主入口：读取配置→启动引擎→等待退出 +│ +├── Core/ +│ ├── SimulatorEngine.cs ← 引擎：管理多个SimulatorServer的生命周期 +│ ├── SimulatorServer.cs ← 单地址服务：HttpListener + 请求路由 +│ └── LogRecorder.cs ← 返回日志记录器（内存环形缓冲 + 文件写入） +│ +├── Device/ +│ ├── DeviceSimulator.cs ← 单台设备状态机（维护当前状态、字段值） +│ ├── ScenarioPlayer.cs ← 剧本播放器（按时间线切换场景） +│ └── DeviceState.cs ← 设备状态数据结构 +│ +├── Generator/ +│ ├── FanucDataGenerator.cs ← FANUC品牌JSON生成器 +│ └── IBrandGenerator.cs ← 品牌生成器接口（预留扩展） +│ +├── Admin/ +│ ├── AdminHandler.cs ← 管理界面请求处理器 +│ └── HtmlBuilder.cs ← 管理页面HTML生成 +│ +├── Config/ +│ └── SimulatorConfig.cs ← 配置数据结构 + JSON序列化 +│ +├── simulator.json ← 默认配置文件 +└── App.config ← log4net配置 +``` + +### 3.2 项目引用 + +``` +CncSimulator → Newtonsoft.Json（NuGet） + log4net（NuGet） + System.Net.Http（框架内置） + +不引用 CncModels / CncRepository / CncService / CncWebApi +模拟器完全独立，不依赖生产代码。 +``` + +--- + +## 四、配置文件 + +### 4.1 simulator.json + +```json +{ + "gatewayPort": 9000, + "addresses": [ + { + "name": "FANUC-1号模拟", + "port": 9001, + "brand": "fanuc", + "dataChangeInterval": 10, + "scenarioMode": "auto", + "devices": [ + { + "deviceCode": "CNC-A001", + "desc": "西栋1号", + "initialProgram": "O0001", + "initialPartCount": 50 + }, + { + "deviceCode": "CNC-006", + "desc": "6号机床", + "initialProgram": "O0002", + "initialPartCount": 120 + }, + { + "deviceCode": "CNC-008", + "desc": "8号机床", + "initialProgram": "O0003", + "initialPartCount": 0 + } + ] + }, + { + "name": "FANUC-2号模拟", + "port": 9002, + "brand": "fanuc", + "dataChangeInterval": 15, + "scenarioMode": "auto", + "devices": [ + { + "deviceCode": "CNC-B002", + "desc": "B栋2号", + "initialProgram": "1566.NC", + "initialPartCount": 80 + }, + { + "deviceCode": "CNC-005", + "desc": "验证机床", + "initialProgram": "TEST001", + "initialPartCount": 10 + } + ] + } + ] +} +``` + +### 4.2 配置字段说明 + +| 字段 | 类型 | 默认值 | 说明 | +|------|------|--------|------| +| gatewayPort | int | 9000 | 总管理页面端口 | +| addresses | array | - | 采集地址列表 | +| address.name | string | - | 显示名称 | +| address.port | int | - | 本地址的监听端口 | +| address.brand | string | fanuc | 品牌标识（预留扩展） | +| address.dataChangeInterval | int | 10 | 数据变化频率（秒） | +| address.scenarioMode | string | auto | auto=自动剧本 / manual=手动触发 | +| address.devices | array | - | 模拟设备列表 | +| device.deviceCode | string | - | 设备编码（需与cnc_machine.device_code一致） | +| device.desc | string | - | 设备描述 | +| device.initialProgram | string | O0001 | 初始NC程序名 | +| device.initialPartCount | int | 0 | 初始零件数 | + +--- + +## 五、设备状态机与场景 + +### 5.1 设备状态 + +每台设备维护以下内部状态： + +```csharp +class DeviceState +{ + string DeviceCode; // 设备编码（固定） + string Desc; // 设备描述（固定） + + // 动态状态 + string CurrentScenario; // 当前场景名 + bool IsOnline; // 是否在线（断电=false） + string ProgramName; // 当前NC程序名 + int PartCount; // 当前零件数 + int DeviceStatus; // _io_status: 0=离线, 1=在线 + int RunStatus; // 运行状态: 0=待机, 1=运行, 3=加工中 + int OperateMode; // 操作模式: 1=MEM, 10=JOG + decimal SpindleSpeedSet; // 主轴设定速度 + decimal FeedSpeedSet; // 进给设定速度 + decimal SpindleSpeedActual; // 主轴实际速度 + decimal FeedSpeedActual; // 进给实际速度 + decimal SpindleLoad; // 主轴负载 + decimal SpindleOverride; // 主轴倍率 + decimal PowerOnTime; // 开机累计时间（秒） + decimal RunTime; // 运行累计时间（秒） + decimal CuttingTime; // 切削累计时间（秒） + decimal CycleTime; // 循环时间（秒） + string MachiningStatus; // 加工状态: G01/G00/G28/等 + string ProgramContent; // 加工程序内容片段 + + // 剧本控制 + int ScenarioTick; // 当前场景已持续的tick数 + int ScenarioDuration; // 当前场景总tick数 +} +``` + +### 5.2 场景定义 + +| 场景名 | 标识 | 字段变化规则 | 典型持续 | +|--------|------|-------------|---------| +| 正常加工 | `machining` | part_count +1，主轴有值，run_status=3，cutting_time递增，machining_status=G01 | 20~40个tick | +| 加工同一零件 | `same_part` | 所有值不变，只有time更新 | 5~10个tick | +| 待机空闲 | `idle` | part_count不变，主轴实际=0，run_status=0，feed=0，machining_status=G00 | 10~20个tick | +| 换零件 | `program_change` | program_name变为新值，part_count清零，cycle_time清零 | 1个tick（瞬时） | +| 手动清零 | `manual_reset` | program_name不变，part_count突然降为0 | 1个tick（瞬时） | +| 断电 | `power_off` | 设备从返回数组中消失（IsOnline=false） | 5~15个tick | +| 恢复开机 | `power_on` | 设备重新出现，_io_status从0→1，part_count从0开始 | 1个tick | +| 暂停加工 | `pause` | run_status=1（运行但非加工），主轴实际=0，feed=0 | 5~10个tick | + +### 5.3 字段变化详细规则 + +#### 正常加工（machining） + +``` +每次tick: + part_count += 1 + run_status = 3 + device_status = 1 + operate_mode = 1 // MEM模式 + spindle_speed_actual = spindle_speed_set ± 随机波动10% + feed_speed_actual = feed_speed_set ± 随机波动5% + spindle_load = 随机 15~45% + spindle_override = 100 + machining_status = 随机轮换 [G01, G01, G01, G02, G00] // 加工中以G01为主 + cutting_time += dataChangeInterval + run_time += dataChangeInterval + power_on_time += dataChangeInterval + cycle_time += dataChangeInterval + program_content = 程序内容片段（随program_name变化） +``` + +#### 加工同一零件（same_part） + +``` +每次tick: + 所有字段值不变（包括part_count） + 只有每个tag的time更新为当前时间 + 代表：机床还在加工当前零件，上一次采集和这次采集之间零件没完成 +``` + +#### 待机空闲（idle） + +``` +每次tick: + part_count 不变 + run_status = 0 // 待机 + operate_mode = 10 // JOG模式 + spindle_speed_actual = 0 + feed_speed_actual = 0 + spindle_load = 0 + feed_speed_set = 0 + machining_status = "" + power_on_time += dataChangeInterval + run_time += dataChangeInterval // 运行时间照常增加 + // cutting_time 不增加（没有切削） +``` + +#### 换零件（program_change） + +``` +瞬时触发（1个tick）: + 旧的 program_name → 新的 program_name + 新程序名从预设列表轮换: ["O0001", "O0002", "1566.NC", "PART-A", "TEST-03"] + part_count = 0 + cycle_time = 0 + run_status = 3 // 立即开始加工 + machining_status = G01 + spindle_speed_set = 随机 200~800 // 新程序新的速度 + feed_speed_set = 随机 30~150 +``` + +#### 手动清零（manual_reset） + +``` +瞬时触发（1个tick）: + program_name 不变 + part_count 突然降为 0 + run_status = 3 + 其他字段不变 + 之后进入 normal_machining 场景继续递增 +``` + +#### 断电（power_off） + +``` +触发后: + 该设备不参与JSON数组生成（从返回数据中消失） + 所有内部状态冻结 + 采集服务视角：调HTTP接口正常返回，但少了这台设备的数据 +``` + +#### 恢复开机（power_on） + +``` +瞬时触发（1个tick）: + 设备重新出现 + device_status (_io_status) = 0 → 1 // 开机瞬间可能先显示0 + part_count = 0 // 重启后清零 + cycle_time = 0 + program_name = 上次断电前的程序名（设备重启不丢程序） + 然后进入 idle 或 machining 场景 +``` + +#### 暂停加工（pause） + +``` +每次tick: + part_count 不变 + run_status = 1 // 运行但暂停 + spindle_speed_actual = 0 + feed_speed_actual = 0 + spindle_load = 0 + machining_status = "" + power_on_time += dataChangeInterval + run_time += dataChangeInterval +``` + +### 5.4 自动剧本 + +自动模式下，每台设备按以下顺序循环场景： + +``` +剧本循环（每个地址的设备剧本独立运行）: + + [正常加工] × 随机20~40个tick + ↓ + [加工同一零件] × 随机5~10个tick + ↓ + [正常加工] × 随机10~20个tick + ↓ + [换零件] × 1个tick + ↓ + [正常加工] × 随机15~30个tick + ↓ + [暂停加工] × 随机5~10个tick + ↓ + [正常加工] × 随机10~15个tick + ↓ + [加工同一零件] × 随机3~5个tick + ↓ + [手动清零] × 1个tick + ↓ + [正常加工] × 随机20~30个tick + ↓ + [待机空闲] × 随机10~20个tick + ↓ + [正常加工] × 随机15~25个tick + ↓ + [断电] × 随机5~15个tick + ↓ + [恢复开机] × 1个tick + ↓ + 回到开头 + +每个tick间隔 = dataChangeInterval（秒） +每台设备的剧本随机偏移，避免所有设备同步变化 +``` + +### 5.5 网络异常模拟 + +网络异常不是设备状态，而是**整个地址级别**的事件。通过管理界面手动触发。 + +| 异常类型 | 标识 | 模拟方式 | 持续 | +|---------|------|---------|------| +| 正常 | `normal` | 正常返回JSON | - | +| HTTP 500 | `http500` | 返回 HTTP 500 + 纯文本错误信息 | 手动恢复 | +| 连接超时 | `timeout` | 收到请求后延迟60秒才返回（模拟网络慢） | 手动恢复 | +| 拒绝连接 | `refuse` | 停止HttpListener，端口不通 | 手动恢复 | +| 空数组 | `empty` | 返回 `[]`，正常HTTP 200 | 手动恢复 | +| 畸形JSON | `malformed` | 返回 `{broken`，HTTP 200 | 手动恢复 | + +--- + +## 六、FANUC数据模板 + +### 6.1 Tag结构 + +基于示例数据，每台设备返回18个Tag： + +| Tag ID | desc | value格式 | 标准字段映射 | +|--------|------|----------|-------------| +| `_io_status` | 设备状态 | `"1.00000"` / `"0.00000"` | device_status | +| `Tag2` | 当前轴数 | `"4.00000"` | （非标准字段，extra_data） | +| `Tag5` | 执行的NC主程序名 | `"1566.NC"` / `"O1"` | program_name | +| `Tag6` | 执行的NC主程序号 | `"N0"` / `"N20"` | （非标准字段） | +| `Tag7` | 当前加工程序内容 | 多行文本 | （非标准字段） | +| `Tag8` | 当前加工零件数 | `"1219.00000"` | part_count | +| `Tag9` | 运行状态 | `"0.00000"` / `"3.00000"` | run_status | +| `Tag11` | 操作模式 | `"1.00000"` / `"10.00000"` | operate_mode | +| `Tag14` | 当前主轴倍率 | `"100.00000"` | spindle_override | +| `Tag17` | 主轴设定速度 | `"300.00000"` | spindle_speed_set | +| `Tag18` | 进给设定速度 | `"60.00000"` | feed_speed_set | +| `Tag19` | 主轴实际速度 | `"450.00000"` | spindle_speed_actual | +| `Tag20` | 进给实际转速 | `"60.00000"` | feed_speed_actual | +| `Tag21` | 主轴负载 | `"25.00000"` | spindle_load | +| `Tag22` | 开机时间 | `"23558160.00000"` | power_on_time | +| `Tag23` | 运行时间 | `"18224.00000"` | run_time | +| `Tag24` | 切削时间 | `"6848959.00000"` | cutting_time | +| `Tag25` | 循环时间 | `"699.00000"` | cycle_time | +| `Tag26` | 加工状态 | `"G01"` | machining_status | + +### 6.2 时间处理 + +``` +每个tag的time字段: + 基准时间 = DateTime.Now + 每个tag在基准时间上随机偏移 -5秒 ~ 0秒 + 格式: "yyyy-MM-dd HH:mm:ss" + +示例: + Tag5 time = "2026-04-30 14:30:25" ← 偏移-5秒 + Tag8 time = "2026-04-30 14:30:28" ← 偏移-2秒 + Tag26 time = "2026-04-30 14:30:30" ← 无偏移 +``` + +### 6.3 数值格式 + +``` +数字类型Tag的value格式: "{值}.00000" + 整数值: "1219.00000", "0.00000", "25.00000" + 无小数的真实值加固定5位小数 + +字符串类型Tag的value格式: 原样 + "1566.NC", "G01", "N20" +``` + +### 6.4 JSON输出示例 + +```json +[ + { + "device": "CNC-A001", + "desc": "西栋1号", + "tags": [ + { "id": "_io_status", "desc": "设备状态", "quality": "0", "value": "1.00000", "time": "2026-04-30 14:30:30" }, + { "id": "Tag2", "desc": "当前轴数", "quality": "0", "value": "4.00000", "time": "2026-04-30 14:30:28" }, + { "id": "Tag5", "desc": "执行的NC主程序名", "quality": "0", "value": "O0001", "time": "2026-04-30 14:30:27" }, + { "id": "Tag6", "desc": "执行的NC主程序号", "quality": "0", "value": "N0", "time": "2026-04-30 14:30:27" }, + { "id": "Tag7", "desc": "当前加工程序内容", "quality": "0", "value": "\nG40G49G80\n( SIMULATOR )", "time": "2026-04-30 14:30:27" }, + { "id": "Tag8", "desc": "当前加工零件数", "quality": "0", "value": "53.00000", "time": "2026-04-30 14:30:27" }, + { "id": "Tag9", "desc": "运行状态", "quality": "0", "value": "3.00000", "time": "2026-04-30 14:30:28" }, + { "id": "Tag11", "desc": "操作模式", "quality": "0", "value": "1.00000", "time": "2026-04-30 14:30:28" }, + { "id": "Tag14", "desc": "当前主轴倍率", "quality": "0", "value": "100.00000", "time": "2026-04-30 14:30:28" }, + { "id": "Tag17", "desc": "主轴设定速度", "quality": "0", "value": "450.00000", "time": "2026-04-30 14:30:28" }, + { "id": "Tag18", "desc": "进给设定速度", "quality": "0", "value": "60.00000", "time": "2026-04-30 14:30:28" }, + { "id": "Tag19", "desc": "主轴实际速度", "quality": "0", "value": "448.00000", "time": "2026-04-30 14:30:29" }, + { "id": "Tag20", "desc": "进给实际转速", "quality": "0", "value": "58.00000", "time": "2026-04-30 14:30:29" }, + { "id": "Tag21", "desc": "主轴负载", "quality": "0", "value": "32.00000", "time": "2026-04-30 14:30:29" }, + { "id": "Tag22", "desc": "开机时间", "quality": "0", "value": "23559020.00000", "time": "2026-04-30 14:30:29" }, + { "id": "Tag23", "desc": "运行时间", "quality": "0", "value": "18384.00000", "time": "2026-04-30 14:30:29" }, + { "id": "Tag24", "desc": "切削时间", "quality": "0", "value": "6849019.00000", "time": "2026-04-30 14:30:30" }, + { "id": "Tag25", "desc": "循环时间", "quality": "0", "value": "759.00000", "time": "2026-04-30 14:30:30" }, + { "id": "Tag26", "desc": "加工状态", "quality": "0", "value": "G01", "time": "2026-04-30 14:30:30" } + ] + } +] +``` + +--- + +## 七、管理界面设计 + +### 7.1 总管理页面（http://localhost:9000/admin） + +``` +┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ +│ CNC 模拟采集服务 [全部启动] [全部停止] │ +├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ +│ │ +│ ┌ 地址列表 ──────────────────────────────────────────────┐ │ +│ │ │ │ +│ │ 名称 端口 状态 设备数 数据频率 操作 │ │ +│ │ FANUC-1号模拟 9001 ●运行中 3台 10秒 [管理] │ │ +│ │ FANUC-2号模拟 9002 ○已停止 2台 15秒 [管理] │ │ +│ │ │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +│ │ +│ ┌ 控制台日志 ────────────────────────────────────────────┐ │ +│ │ 14:30:30 [9001] 返回3台设备, 总耗时5ms │ │ +│ │ 14:30:28 [9002] 已停止 │ │ +│ │ 14:30:20 [9001] 返回3台设备, 总耗时4ms │ │ +│ │ ... │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +└─────────────────────────────────────────────────────────────┘ +``` + +### 7.2 单地址管理页面（http://localhost:9001/admin） + +``` +┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ +│ FANUC-1号模拟 (端口 9001) [启动] [停止] │ +├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ +│ │ +│ ┌ 全局设置 ──────────────────────────────────────────────┐ │ +│ │ 数据变化频率: [====10====] 秒 │ │ +│ │ 剧本模式: (●) 自动循环 ( ) 手动触发 │ │ +│ │ 网络异常模拟: [正常 ▼] │ │ +│ │ 正常 / HTTP 500 / 连接超时 / 拒绝连接 │ │ +│ │ / 返回空数组 / 畸形JSON │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +│ │ +│ ┌ 设备状态卡片 ──────────────────────────────────────────┐ │ +│ │ │ │ +│ │ ┌ CNC-A001 西栋1号 ──────────┐ │ │ +│ │ │ 场景: 正常加工 │ [换零件] [手动清零] │ │ +│ │ │ 程序: O0001 │ [断电] [暂停] │ │ +│ │ │ 零件数: 53 │ [恢复] │ │ +│ │ │ 运行状态: 3 (加工中) │ │ │ +│ │ │ 主轴: 448/450 负载32% │ │ │ +│ │ └────────────────────────────┘ │ │ +│ │ │ │ +│ │ ┌ CNC-006 6号机床 ────────────┐ │ │ +│ │ │ 场景: 待机空闲 │ [换零件] [手动清零] │ │ +│ │ │ 程序: O0002 │ [断电] [暂停] │ │ +│ │ │ 零件数: 120 │ [恢复] │ │ +│ │ │ 运行状态: 0 (待机) │ │ │ +│ │ │ 主轴: 0/0 负载0% │ │ │ +│ │ └────────────────────────────┘ │ │ +│ │ │ │ +│ │ ┌ CNC-008 8号机床 ────────────┐ │ │ +│ │ │ 场景: 断电 (已断电3个tick) │ [恢复] │ │ +│ │ │ (设备离线，不返回数据) │ │ │ +│ │ └────────────────────────────┘ │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +│ │ +│ ┌ 当前返回JSON预览 ─────────────────────────────────────┐ │ +│ │ [ │ │ +│ │ { "device": "CNC-A001", "desc": "西栋1号", ... }, │ │ +│ │ { "device": "CNC-006", "desc": "6号机床", ... } │ │ +│ │ ] │ │ +│ │ ↑ 每次 tick 自动刷新 │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +│ │ +│ ┌ 返回数据日志（最近100条）──────────────────────────────┐ │ +│ │ # 时间 设备数 关键变化 │ │ +│ │ 100 14:30:30 2 CNC-A001 零件53, 程序O0001 │ │ +│ │ 99 14:30:20 2 CNC-A001 零件52, 程序O0001 │ │ +│ │ 98 14:30:10 2 CNC-008 断电消失 │ │ +│ │ 97 14:30:10 3 CNC-A001 零件51, 程序O0001 │ │ +│ │ ... │ │ +│ │ [点击展开完整JSON] │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +│ │ +│ ┌ 统计 ─────────────────────────────────────────────────┐ │ +│ │ 总请求次数: 256 │ │ +│ │ 成功次数: 253 失败次数: 3 (网络异常模拟) │ │ +│ │ 平均响应时间: 4ms │ │ +│ │ 本次启动时长: 42分30秒 │ │ +│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ +└─────────────────────────────────────────────────────────────┘ +``` + +### 7.3 管理界面技术实现 + +``` +HTML生成方式： + 服务端拼接HTML字符串（HtmlBuilder.cs） + 不使用任何前端框架 + CSS内联，JavaScript内联 + 页面通过 setInterval 每2秒 AJAX 刷新状态 + +AJAX接口: + GET /admin/api/status → 所有设备当前状态 + GET /admin/api/logs?page=1 → 日志列表 + POST /admin/api/start → 启动 + POST /admin/api/stop → 停止 + POST /admin/api/interval?value=15 → 修改数据变化频率 + POST /admin/api/event → 触发手动事件 + body: { deviceId: "CNC-A001", eventType: "program_change" } + POST /admin/api/network → 设置网络异常类型 + body: { type: "http500" } + POST /admin/api/mode → 切换剧本模式 + body: { mode: "manual" } +``` + +--- + +## 八、日志记录 + +### 8.1 文件日志 + +``` +logs/simulator-2026-04-30.log + +[14:30:30 INFO ] [9001] 返回请求: 3台设备, 耗时4ms +[14:30:30 DEBUG] [9001] 完整JSON: [{"device":"CNC-A001","desc":"西栋1号","tags":[...]}, ...] +[14:30:30 INFO ] [9001] 关键数据: CNC-A001(P=53,Prog=O0001,Run=3) CNC-006(P=120,Prog=O0002,Run=0) +[14:30:20 INFO ] [9001] 返回请求: 3台设备, 耗时5ms +[14:30:20 INFO ] [9001] 关键数据: CNC-A001(P=52,Prog=O0001,Run=3) CNC-006(P=120,Prog=O0002,Run=0) +``` + +### 8.2 日志级别 + +| 级别 | 内容 | +|------|------| +| INFO | 每次请求摘要（设备数、耗时） | +| DEBUG | 完整JSON响应（默认关闭，调试时开启） | +| WARN | 场景切换事件（换零件、断电、恢复等） | +| ERROR | 网络异常模拟触发 | + +### 8.3 关键数据摘要格式 + +``` +设备编码(P=零件数,Prog=程序名,Run=运行状态,Status=设备状态) + +示例: +CNC-A001(P=53,Prog=O0001,Run=3,St=1) CNC-006(P=120,Prog=O0002,Run=0,St=1) +``` + +### 8.4 内存环形缓冲 + +管理界面的日志列表不查文件，从内存环形缓冲读取： + +``` +RingBuffer + 容量: 200条 + 每条记录: { timestamp, addressPort, deviceCount, keyData, fullJson, duration } + 溢出时覆盖最旧的记录 +``` + +--- + +## 九、数据流时序 + +### 9.1 正常流程 + +``` +采集服务 CncSimulator(:9001) + │ │ + │ GET / │ + │ ───────────────────────────→ │ + │ │ ← ScenarioPlayer tick（按interval） + │ │ ← 每台DeviceSimulator生成当前状态 + │ │ ← FanucDataGenerator组装JSON + │ │ ← LogRecorder记录日志 + │ HTTP 200 + JSON Array │ + │ ←─────────────────────────── │ + │ │ + │ （等30秒 collect_interval） │ + │ │ ← ScenarioPlayer tick + │ │ ← 数据变化（part_count+1等） + │ GET / │ + │ ───────────────────────────→ │ + │ HTTP 200 + 新JSON │ + │ ←─────────────────────────── │ +``` + +### 9.2 断电场景 + +``` +Tick N-1: 返回 [CNC-A001, CNC-006, CNC-008] ← 3台设备正常 +Tick N: ScenarioPlayer触发 CNC-008 断电 + 返回 [CNC-A001, CNC-006] ← CNC-008消失 + 日志: [WARN] CNC-008 断电，从返回数据中移除 + +采集服务视角: + 第N-1次采集: 3台设备，CNC-008 last_program_name = O0003 + 第N次采集: 2台设备，CNC-008 不在列表中 + → CNC-008 不更新 last_collect_time，状态停留在上次 +``` + +### 9.3 换零件场景 + +``` +Tick N-1: CNC-A001 part_count=52, program_name=O0001 +Tick N: ScenarioPlayer触发 CNC-A001 换零件 + CNC-A001: program_name=O0002, part_count=0 + 返回数据中 CNC-A001 的 Tag5="O0002", Tag8="0.00000" + 日志: [WARN] CNC-A001 换零件: O0001 → O0002, part_count 52 → 0 + +采集服务视角: + → 检测到 program_name 变化 + → 结账旧段(O0001, qty=52) + → 开新段(O0002, start=0) +``` + +--- + +## 十、扩展其他品牌 + +### 10.1 品牌生成器接口 + +```csharp +interface IBrandGenerator +{ + /// 品牌标识（配置文件用） + string BrandKey { get; } + + /// 根据设备状态生成一个设备的JSON对象 + /// 设备当前状态 + /// Newtonsoft.Json.Linq.JObject（一个设备对象，含device/desc/tags） + JObject GenerateDevice(DeviceState state); +} +``` + +### 10.2 新增品牌步骤 + +``` +1. 创建 {BrandName}DataGenerator.cs，实现 IBrandGenerator +2. 在 SimulatorEngine 中注册新品牌生成器 +3. simulator.json 中 brand 字段填新品牌标识 +4. 设备状态机共用，只是输出JSON格式不同 +``` + +### 10.3 预留扩展 + +| 品牌 | JSON结构差异 | Tag体系 | +|------|-------------|---------| +| FANUC | device/desc/tags 数组 | Tag5=程序名, Tag8=零件数, ... | +| Siemens | 待确认 | 可能是不同的tag命名 | +| Mitsubishi | 待确认 | 可能是不同的tag命名 | +| 兄弟 | 待确认 | 可能是不同的tag命名 | + +不同品牌的差异仅在 `IBrandGenerator.GenerateDevice()` 中处理，状态机、剧本、管理界面完全复用。 + +--- + +## 十一、启动与运行 + +### 11.1 控制台输出 + +``` +CNC 模拟采集服务 v1.0 +================================================ +加载配置: simulator.json + - 地址1: FANUC-1号模拟 (:9001) 3台设备 + - 地址2: FANUC-2号模拟 (:9002) 2台设备 + +启动服务... + [✓] 总管理页面: http://localhost:9000/admin + [✓] FANUC-1号模拟: http://localhost:9001/ (管理: http://localhost:9001/admin) + [✓] FANUC-2号模拟: http://localhost:9002/ (管理: http://localhost:9002/admin) + +按任意键退出... +``` + +### 11.2 运行时控制台 + +``` +14:30:30 [9001] GET / → 3台设备, 4ms +14:30:30 [9001] 场景: CNC-A001 正常加工(P=53) CNC-006 待机(P=120) CNC-008 断电 +14:30:35 [9001] GET / → 3台设备, 3ms +14:30:40 [9001] GET / → 2台设备, 4ms ← CNC-008 断电消失 +14:30:45 [9002] GET / → 2台设备, 5ms +... +``` + +### 11.3 退出 + +``` +按任意键后: + 停止所有HttpListener... + 保存日志... + 已退出。 +``` + +--- + +## 十二、开发顺序 + +| 步骤 | 内容 | 可验证结果 | +|------|------|-----------| +| 1 | 项目骨架 + HttpListener + 返回固定JSON | 浏览器访问localhost:9001看到固定JSON | +| 2 | DeviceSimulator 状态机 + ScenarioPlayer | 每次请求返回不同数据（part_count递增） | +| 3 | FanucDataGenerator 完整Tag生成 | 返回18个Tag，格式与示例一致 | +| 4 | 所有场景实现（断电/换零件/手动清零等） | 剧本自动循环 | +| 5 | 管理界面HTML + AJAX | 浏览器操作启停、查看日志 | +| 6 | 多端口支持 + 总管理页面 | 同时模拟2个地址 | +| 7 | 网络异常模拟 | 手动触发HTTP 500/超时等 | +| 8 | 日志记录（文件+内存缓冲） | 日志文件可查、管理界面可看 | +| 9 | 配置文件读写 | 修改simulator.json后重启生效 |