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# 皮带撕裂检测系统 TCP 通信协议
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## 版本
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版本: 1.1
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日期: 2025-11-16
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### 版本历史
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| 版本 | 日期 | 修改内容 | 作者 |
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|------|------------|------------------|-------|
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| 1.1 | 2025-11-16 | 修改协议长度的格式 | |
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| 1.0 | 2025-11-11 | 初始版本 | |
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## 1. 协议概述
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本协议用于皮带撕裂检测系统的TCP通信，支持撕裂检测结果上报、速度设置、启停控制等功能。
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### 1.1 连接参数
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- **服务器端**：视觉检测器（皮带撕裂检测系统）
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- **客户端**：上位机或其他控制系统
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- 服务器默认监听端口: **5800** (可配置)
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- 客户端主动连接服务器
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- 支持多客户端连接
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### 1.2 协议特点
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- 基于TCP长连接
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- JSON格式数据传输
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- 消息头+消息体结构，解决TCP粘包问题
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- 支持命令应答机制
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- UTF-8编码
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## 2. 数据帧格式
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为解决TCP粘包问题，采用**固定消息头+变长消息体**的帧格式：
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```
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+----------+------------+----------+----------+
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| 帧头(8B) | 长度(8B) | 数据体 | 帧尾(4B) |
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+----------+------------+----------+----------+
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```
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### 2.1 帧结构说明
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| 字段 | 字节数 | 类型 | 说明 |
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|----------|--------|---------------|----------------------------------------|
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| 帧头 | 8 | char[8] | 固定字符串 `##START#` |
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| 长度 | 8 | char[8] | 数据体长度（8位字符串），单位：字节 |
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| 数据体 | 可变 | JSON字符串 | UTF-8编码的JSON数据 |
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| 帧尾 | 4 | char[4] | 固定字符串 `#END` |
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### 2.2 帧头帧尾定义
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```cpp
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#define FRAME_HEADER "##START#" // 8字节帧头
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#define FRAME_TAIL "#END" // 4字节帧尾
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```
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## 3. 消息类型
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所有消息的JSON数据体都包含以下公共字段：
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```json
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{
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"msgType": "消息类型",
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"timestamp": 1699776000000
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||
}
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```
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| 字段 | 类型 | 说明 |
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|------------|---------|------------------------------|
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| msgType | string | 消息类型标识 |
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| timestamp | int64 | 时间戳（毫秒级Unix时间戳） |
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## 4. 上报消息（服务器 → 客户端）
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### 4.1 撕裂检测结果上报
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**消息类型**: `DETECT_RESULT`
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**JSON格式**:
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```json
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{
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||
"msgType": "DETECT_RESULT",
|
||
"timestamp": 1699776000000,
|
||
"count": 3,
|
||
"max": 125,
|
||
"visimg": "iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAUA..."
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||
}
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```
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**字段说明**:
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| 字段 | 类型 | 必填 | 说明 |
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|-----------|--------|------|------------------------------------------|
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| msgType | string | 是 | 固定值 `DETECT_RESULT` |
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| timestamp | int64 | 是 | 检测时间戳（毫秒） |
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| count | int | 是 | 撕裂个数 |
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| max | int | 是 | 最大撕裂长度（单位：毫米） |
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| visimg | string | 是 | Base64编码的检测结果图片（JPEG格式） |
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**示例**:
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```json
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{
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||
"msgType": "DETECT_RESULT",
|
||
"timestamp": 1699776000000,
|
||
"count": 2,
|
||
"max": 85,
|
||
"visimg": "/9j/4AAQSkZJRgABAQEAYABgAAD..."
|
||
}
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```
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## 5. 控制命令（客户端 → 服务器）
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### 5.1 设置速度命令
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**消息类型**: `SET_SPEED`
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**JSON格式**:
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```json
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{
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||
"msgType": "SET_SPEED",
|
||
"timestamp": 1699776000000,
|
||
"speed": 1000
|
||
}
|
||
```
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||
**字段说明**:
|
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||
| 字段 | 类型 | 必填 | 说明 |
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|-----------|--------|------|------------------------------|
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| msgType | string | 是 | 固定值 `SET_SPEED` |
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| timestamp | int64 | 是 | 命令时间戳（毫秒） |
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| speed | int | 是 | 速度值（单位：mm/s，范围：0-5000） |
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### 5.2 启停控制命令
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**消息类型**: `SET_CONTROL`
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||
**JSON格式**:
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||
```json
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{
|
||
"msgType": "SET_CONTROL",
|
||
"timestamp": 1699776000000,
|
||
"control": true
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
**字段说明**:
|
||
|
||
| 字段 | 类型 | 必填 | 说明 |
|
||
|-----------|--------|------|------------------------------|
|
||
| msgType | string | 是 | 固定值 `SET_CONTROL` |
|
||
| timestamp | int64 | 是 | 命令时间戳（毫秒） |
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||
| control | bool | 是 | 启停状态（true-启动，false-停止）|
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## 6. 应答消息（服务器 → 客户端）
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所有控制命令都需要应答，应答格式统一。
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### 6.1 命令应答格式
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**消息类型**: `CMD_RESPONSE`
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**JSON格式**:
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```json
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{
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||
"msgType": "CMD_RESPONSE",
|
||
"timestamp": 1699776000000,
|
||
"cmdType": "SET_SPEED",
|
||
"result": true,
|
||
"errorCode": 0,
|
||
"errorMsg": ""
|
||
}
|
||
```
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|
||
**字段说明**:
|
||
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| 字段 | 类型 | 必填 | 说明 |
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|------------|--------|------|------------------------------------|
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| msgType | string | 是 | 固定值 `CMD_RESPONSE` |
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| timestamp | int64 | 是 | 应答时间戳（毫秒） |
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| cmdType | string | 是 | 原始命令类型（如 `SET_SPEED`） |
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| result | bool | 是 | 执行结果（true-成功，false-失败） |
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| errorCode | int | 是 | 错误码（成功时为0） |
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| errorMsg | string | 是 | 错误描述（成功时为空字符串） |
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## 7. 通信流程
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### 7.1 速度设置流程
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```
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客户端 服务器
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|-------- SET_SPEED ----------->|
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| { |
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||
| "msgType": "SET_SPEED", |
|
||
| "speed": 1000 |
|
||
| } |
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| |
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||
|<------ CMD_RESPONSE ----------|
|
||
| { |
|
||
| "cmdType": "SET_SPEED", |
|
||
| "result": true, |
|
||
| "errorCode": 0 |
|
||
| } |
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||
```
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### 7.2 启停控制流程
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```
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||
客户端 服务器
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||
| |
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|------- SET_CONTROL ---------->|
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| { |
|
||
| "msgType": "SET_CONTROL", |
|
||
| "control": true |
|
||
| } |
|
||
| |
|
||
|<------ CMD_RESPONSE ----------|
|
||
| { |
|
||
| "cmdType": "SET_CONTROL", |
|
||
| "result": true, |
|
||
| "errorCode": 0 |
|
||
| } |
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| |
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||
|<------ TEAR_RESULT -----------| (周期性上报)
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| { |
|
||
| "count": 2, |
|
||
| "max": 85, |
|
||
| "visimg": "..." |
|
||
| } |
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```
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## 8. TCP粘包处理
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### 8.1 发送端处理
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1. 将JSON数据转换为UTF-8字节数组
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2. 计算数据长度（字节数）
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3. 构造完整数据帧：
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```
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帧头(8字节 "##START#") + 长度(8字节字符串) + JSON数据 + 帧尾(4字节 "#END")
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```
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4. 发送完整数据帧
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### 8.2 接收端处理
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1. 维护接收缓冲区
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2. 查找帧头（字符串 `##START#`）
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3. 读取数据长度（8字节字符串）
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4. 根据长度读取完整数据体
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5. 验证帧尾（字符串 `#END`）
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6. 解析JSON数据
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7. 处理剩余缓冲区数据（可能包含下一帧）
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## 9. 连接管理
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### 9.1 心跳机制
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为保持连接活跃，建议实现心跳机制：
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**心跳消息**: `HEARTBEAT`
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```json
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{
|
||
"msgType": "HEARTBEAT",
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||
"timestamp": 1699776000000
|
||
}
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```
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||
**心跳应答**: `HEARTBEAT_ACK`
|
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||
```json
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||
{
|
||
"msgType": "HEARTBEAT_ACK",
|
||
"timestamp": 1699776000000
|
||
}
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```
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- 心跳间隔: 30秒
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- 超时时间: 90秒（3次心跳未收到则断开）
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### 9.2 断线重连
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- 客户端检测到连接断开后，每隔5秒尝试重连
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- 最多重连次数: 无限制（或可配置）
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