TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

因为项目需要，学习了TwinCAT3中使用UDP协议进行通讯的基本知识。这个做个简单的笔记，方便以后查询。

1 概述

倍福为了实现从实时环境中直接访问网卡（network cards)专门提供了一个函数 “TCP/UDP Realtime”, 这个访问要么来自PLC(61131-3)，要么来自C++.这个函数对使用以下协议进行的通讯提供支持：

TCP/IP
UDP/IP
ARP/Ping

TC3中使用该函数实现网络通信的示意图如下所示：

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

不管使用何种协议, 在基于该协议的项目和TC3之间的通讯连接的实现都必须通过一对接口（interfaces）来实现:

一个接口指针对发送数据和建立连接等功能提供支持
基于回调形式（callbacks）实现一个接收器接口，该接收器接口以事件或数据的形式为项目提供反馈

通信组件是一个TcCom对象——TCP/UDP RT，这个通信组件通过网卡完成实例化和配置。

2 TCP/UDP RT模块的配置

1）在实时的以太网适配器下创建TCP/UDP RT模块

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

2）选择对应模块

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

3）参数化先前创建的模块实例

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

至此，我们完成了对TCP/UDP RT模块的实例化创建。

3 实现一个具有反射服务的例程

1) 在VS2012下创建一个TC3的解决方案

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

2）在Tasks下添加一个task. 然后在TMC Files里面实现一个ITcIoUdpProtocolRecv类型的接口。通过该接口的实现，TC3生成了一个method. 这个method在UDP数据包到达是被调用。

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

TCP/UDP RT模块需要一个接口指针ITcIoUdpProtocol，该指针包含了对TCP/UDP RT对象的引用。

3）创建一个名字为udpPort 的ITcIoUdpProtocol类型的接口指针

TwinCAT 3中基于UDP协议通讯的C++实现

4）生成TMC code. 接下来我们着重描述一个代码实现细节

TCP/UDP RT 模块中的CycleUpdate() method 和CheckReceived() method作为模块的一部分必须被调用。

5) CycleUpdate() method实现如下：

 ///<AutoGeneratedContent id="ImplementationOf_ITcCyclic">

 HRESULT CModule1::CycleUpdate(ITcTask* ipTask, ITcUnknown* ipCaller, ULONG_PTR context)

 {

 HRESULT hr = S_OK;

     m_counter+=m_Inputs.Value;

     m_Outputs.Value=m_counter;

     m_spUdpProt->CheckReceived(); // ADDED

     return hr;

 }

ReceivedData() method通过接口的实现被创建，并且此method将被CheckReceived()反复调用。
6）ReveiveData() method以发送的信息和数据作为输入参数

 ///<AutoGeneratedContent id="ImplementationOf_ITcIoUdpProtocolRecv">

 HRESULT CModule1::ReceiveData(ULONG ipAddr, USHORT udpDestPort, USHORT udpSrcPort, ULONG nData, PVOID pData, ETYPE_VLAN_HEADER* pVlan)

 {

     HRESULT hr = S_OK;

     // mirror incomming data

     hr = m_spUdpProt->SendData(ipAddr, udpSrcPort, udpDestPort, nData, pData, true);

     m_Trace.Log(tlInfo, FLEAVEA "UDP ReceiveData: IP: %d.%d.%d.%d udpSrcPort: %d DataSize: %d (hr2=%x) \n",

          ((PBYTE)&ipAddr)[], ((PBYTE)&ipAddr)[], ((PBYTE)&ipAddr)[], ((PBYTE)&ipAddr)[],

         udpSrcPort, nData, hr);

     return hr;

 }

 ///</AutoGeneratedContent>

在开启和终止的过程中，一个UdpProtocol接口的引用必须被设置。

7）端口开启在SafeOp到Op的过程中被触发，RegisterReceiver打开一个UDP端口以接收数据

 HRESULT CModule1::SetObjStateSO()

 {

     HRESULT hr = S_OK;

     //START EDITING

     if (SUCCEEDED(hr) && m_spUdpProt.HasOID())

     {

         m_Trace.Log(tlInfo, FLEAVEA "Register UdpProt");

         if (SUCCEEDED_DBG(hr = m_spSrv->TcQuerySmartObjectInterface(m_spUdpProt)))

         {

             m_Trace.Log(tlInfo, FLEAVEA "Server: UdpProt listen to Port: %d", );

             if (FAILED(hr = m_spUdpProt->RegisterReceiver(,

  THIS_CAST(ITcIoUdpProtocolRecv))))

             {

                 m_Trace.Log(tlError, FLEAVEA "Server: UdpProtRegisterReceiver failed on Port: %d", );

                 m_spUdpProt = NULL;

             }

     }

     }

     // If following call is successful the CycleUpdate method will be

 called,

     // eventually even before method has been left.

     hr = FAILED(hr) ? hr : AddModuleToCaller();

     // Cleanup if transition failed at some stage

     if ( FAILED(hr) )

     {

         if (m_spUdpProt != NULL)

             m_spUdpProt->UnregisterReceiver();

         m_spUdpProt = NULL;

         RemoveModuleFromCaller();

     }

     //END EDITING

     m_Trace.Log(tlVerbose, FLEAVEA "hr=0x%08x", hr);

     return hr;

 }

8) 停止操作在Op到SafeOp的过程中被执行

 HRESULT CModule1::SetObjStateOS()

 {

     m_Trace.Log(tlVerbose, FENTERA);

     HRESULT hr = S_OK;

     if (m_spUdpProt != NULL)

            m_spUdpProt->UnregisterReceiver();

     m_spUdpProt = NULL;

     m_Trace.Log(tlVerbose, FLEAVEA "hr=0x%08x", hr);

     return hr;

 }

至此，TCP/UDP RT模块实例化和配置完成。

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