文章目录
- 一、背景
- 二、总结内容
- 2.1 UDP通信服务端创建方式
- **DUP采用的是无连接的套接字**
- 2.2 16进制数据解析
- 2.3 文件创建与数据储存分析
一、背景
最近在处理公司的一设备，内置的DTU通过UDP向服务器发送16进制的数据报文，由于第一次接触此类数据解析方式，在这里做总结与反省，避免大家走弯路
二、总结内容
2.1 UDP通信服务端创建方式
步骤
- 创建UDP的socket通信方式。
- 绑定具体的端口。
- 设置端口复用等待(这一步可以省略)
- 获取数据。
- 向客户端发送数据。
- 解析储存数据。
- 关闭UDP的socket链接。
下面分别讲解并总结，通过MVP的方式完成以上所有步骤，不做过多延展：
1. 创建UDP的socket通信方式。
import
socket
Server
=
socket
.
socket
(
socket
.
AF_INET
,
socket
.
SOCK_DGRAM
)
在任何类型的通信开始之前，网络应用程序都必须创建套接字。
套接字最初是为同一主机上的应用程序所创建，使得主机上运行的一个程序（又名一个进程）与另一个运行的程序进行通信。这就是所谓的进程间通信（Inter Process Communication，IPC）
嵌套字有两种类型：
- 基于文件的：AF_UNIX
- 面向网络的：AF_INET(面向IPv4)、AF_INET6(面向IPv6)
DUP采用的是无连接的套接字
- 特点：不可靠（局网内还是比较可靠的），开销小。为了创建UDP套接字，必须使用SOCK_DGRAM作为套接字类型。UDP套接字的SOCK_DGRAM名字来自于单词“datagram”（数据报）。
2. 绑定具体的端口
Server
.
bind
(
""
,
8600
)
bind 表示将创建好的Server绑定到具体的端口，注意：
当作为UDP的服务端时，前面的IP地址是可以省略的，后面是端口号有效的端口号范围为0～65535（小于1024的端口号预留给了系统）
**3.设置端口复用等待(这一步可以省略) **
Server
.
setsockopt
(
socket
.
IPPROTO_IP
,
socket
.
SO_REUSEADDR
,
1
)
如果端口被使用过，并且利用Socket.close()关闭了端口链接，但是端口还没有释放，可以用上述函数来进行等待端口的重调用。
4. 获取数据
Msg
,
ClientAddr
=
Server
.
recvfrom
(
1024
)
在UDP中使用recvform返回的是客户端发送过来的**字节流(10进制、ASCII码、16进制等)**与客户端的IP地址，1024表示缓存数据的大小。
5. 向客户端发送数据
Server
.
sendto
(
Data
)
一般UDP服务器在接收到数据后会向客户端发送心跳包确认，可以通过此函数发送数据。
6. 解析数据
Data
=
binascii
.
b2a_hex
(
Msg
)
此函数是将传送过来的字节流报文数据解析成16进制数据。相关用法见字节流转换成ASCII码
7. 关闭UDP的socket链接
Server
.
close
(
)
没什么好讲的，一定要有这个就行，不然下一次没法继续用这个端口。
2.2 16进制数据解析
1. 报文时间解析
Time
=
datetime
.
datetime
.
strptime
(
Data
[
26
:
38
]
,
"%y%m%d%H%M%S"
)
# 解析时间
由于时间是十进制数据，这里不用做16进制转换，直接通过datetime的strptime方法进行数据转换。
2. 16进制转换成10进制，再转换成ASCII码
chr
(
int
(
Data
[
224
+
(
i
-
2
)
:
224
+
i
]
,
16
)
)
int(num, 16) 将16进制转换成10进制
chr(十进制)解析出对应的ASCII码
2.3 文件创建与数据储存分析
不得不说在储存数据文件的时候遇到了很多的坑，现在总结：
坑1：如何自动创建 年->月->日的文件夹结构？
在自己创建文件夹的时候有想到过使用
makedirs()函数链式创建文件夹，但是在判断文件夹是否存在的时候一直报错，一直以为是在makedirs()使用不当造成的，有想过联合使用chdir函数与mkdir()函数来进行逐级的文件夹创建，最后效果也不是特别好。后来仔细查了好久的资料发现：
if
not
os
.
path
.
exists
(
NewPath
)
:
os
.
makedirs
(
NewPath
)
在默认的IDLE中判断文件夹是否存在时，一直是有问题会报错的，折腾了好久，后来改为：
if
not
os
.
path
.
isdir
(
FileDir
)
:
os
.
makedirs
(
FileDir
)
才没有报错，这里做笔记好好提醒一下自己。
以上是我总结的所有错误，希望看到这篇帖子的你能够避开这些坑。下面附上我完整的UDP报文接收以及解析的代码：
#!/usr/local/bin/python3
# coding:utf-8
import
socket
import
binascii
import
datetime
import
os
import
csv
'''
作者：Zflyee
Mailto: zflyee@126.com
'''
Server
=
socket
.
socket
(
socket
.
AF_INET
,
socket
.
SOCK_DGRAM
)
# 创建UDP传输数据
# Server.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 快速实现端口复用
Server
.
bind
(
(
""
,
8600
)
)
print
(
u
"已绑定本机端口:8600,正在监听数据..."
)
def
DataParsing
(
Data
)
:
Time
=
datetime
.
datetime
.
strptime
(
Data
[
26
:
38
]
,
"%y%m%d%H%M%S"
)
# 解析时间
Voltage
=
int
(
Data
[
44
:
46
]
,
16
)
/
10.0
# 电压数据
Temp
=
int
(
Data
[
60
:
64
]
,
16
)
/
10.0
# 实时温度数据
Temp_1h_max
=
int
(
Data
[
70
:
74
]
,
16
)
/
10.0
# 温度小时最大值
Temp_1h_min
=
int
(
Data
[
80
:
84
]
,
16
)
/
10.0
# 温度小时最小值
Hum
=
int
(
Data
[
90
:
94
]
,
16
)
/
10.0
# 湿度数据
Hum_1h_max
=
int
(
Data
[
100
:
104
]
,
16
)
/
10.0
# 湿度小时最大值
Hum_1h_min
=
int
(
Data
[
110
:
114
]
,
16
)
/
10.0
# 湿度小时最小值
Pa
=
int
(
Data
[
120
:
124
]
,
16
)
/
10.0
# 气压数据
Pa_1h_max
=
int
(
Data
[
130
:
134
]
,
16
)
/
10.0
# 气压小时最大值
Pa_1h_min
=
int
(
Data
[
150
:
154
]
,
16
)
/
10.0
# 气压小时最小值
WindSpd
=
int
(
Data
[
140
:
144
]
,
16
)
/
10.0
# 瞬时风速值
WindSpd_10min_avg
=
int
(
Data
[
160
:
164
]
,
16
)
/
10.0
# 10分钟风速平均值
WindSpd_max
=
int
(
Data
[
170
:
174
]
,
16
)
/
10.0
# 当前风速最大值
WindSpd_min
=
int
(
Data
[
180
:
184
]
,
16
)
/
10.0
# 当前风速最小值
WindDir
=
int
(
Data
[
190
:
194
]
,
16
)
/
10.0
# 当前风向瞬时值
WindDir_10min_avg
=
int
(
Data
[
200
:
204
]
,
16
)
/
10.0
# 10分钟风向平均值
Rain_1day
=
int
(
Data
[
210
:
214
]
,
16
)
/
10.0
# 当日降雨量
# 推算纬度数据长度
Lati_len
=
int
(
Data
[
220
:
224
]
,
16
)
# 转换为10进制
Lati
=
""
for
i
in
range
(
2
,
Lati_len
*
2
,
2
)
:
Lati
+=
(
chr
(
int
(
Data
[
224
+
(
i
-
2
)
:
224
+
i
]
,
16
)
)
)
# 推算维度长度与数据
Long_len
=
int
(
Data
[
250
:
252
]
,
16
)
Long
=
""
for
i
in
range
(
2
,
Long_len
*
2
,
2
)
:
Long
+=
(
chr
(
int
(
Data
[
254
+
(
i
-
2
)
:
254
+
i
]
,
16
)
)
)
# 组装数据
DataList
=
[
Time
,
WindSpd
,
WindSpd_10min_avg
,
WindSpd_max
,
WindSpd_min
,
WindDir
,
WindDir_10min_avg
,
Temp
,
Temp_1h_max
,
Temp_1h_min
,
Hum
,
Hum_1h_max
,
Hum_1h_min
,
Pa
,
Pa_1h_max
,
Pa_1h_min
,
Rain_1day
,
Voltage
]
# 创建文件路径
Path
=
"E:\\富奥通\\data\\SY_FWS600\\"
Text
=
os
.
path
.
join
(
Path
,
Time
.
strftime
(
"%Y"
)
,
Time
.
strftime
(
"%m"
)
)
+
"\\"
+
Time
.
strftime
(
"%d"
)
+
".csv"
FileDir
=
os
.
path
.
split
(
Text
)
[
0
]
if
not
os
.
path
.
isdir
(
FileDir
)
:
os
.
makedirs
(
FileDir
)
# 写入数据
with
open
(
Text
,
"a+"
,
newline
=
""
)
as
f
:
Writer
=
csv
.
writer
(
f
)
Writer
.
writerow
(
DataList
)
# 储存提示
print
(
u
"{}时刻数据已成功储存。"
.
format
(
Time
)
)
while
True
:
try
:
Msg
,
ClientAddr
=
Server
.
recvfrom
(
1024
)
Data
=
binascii
.
b2a_hex
(
Msg
)
# 将数据转换成16进制数据
Data
=
str
(
Data
,
encoding
=
"utf-8"
)
print
(
u
"从{0}的{1}端口得到如下数据:\n{2}"
.
format
(
ClientAddr
[
0
]
,
ClientAddr
[
1
]
,
Data
)
)
if
Data
[
0
:
2
]
==
"7b"
:
Content
=
"7B810010"
+
Data
[
8
:
30
]
+
"7B"
Response
=
binascii
.
a2b_hex
(
Content
)
Server
.
sendto
(
Response
,
ClientAddr
)
# 回复客户端数据
print
(
u
"已回复客户端"
)
elif
Data
[
0
:
2
]
==
'01'
:
DataParsing
(
Data
)
else
:
print
(
u
"%%%%%%%%%%%%%%%数据报错，重新获取%%%%%%%%%%%%%%%"
)
continue
except
:
print
(
u
"%%%%%%%%%%%%%%%数据报错，重新获取%%%%%%%%%%%%%%%"
)
continue
Server
.
close
(
)
