SECS4Net 快速上手指南：从安装到部署的完整实践
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/se/secs4net 一、项目简介
SECS4Net 是一个基于 .NET 平台的开源项目，实现了 SECS-II/HSMS-SS/GEM 协议标准，专为工业自动化系统中的设备通信设计。该项目提供了完整的协议栈实现，帮助开发者快速构建符合半导体设备通信标准的应用程序。
二、环境准备
2.1 系统要求
- .NET SDK 5.0 或更高版本（项目通过
global.json指定 SDK 版本） - Windows 操作系统（示例程序包含 Windows 窗体和 WPF 应用）
- Git 版本控制工具
2.2 获取源代码
通过以下命令克隆项目仓库：
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/se/secs4net.git
cd secs4net
2.3 解决方案结构
项目采用模块化组织结构，主要包含以下目录：
secs4net/
├── common/ # 公共工具类和扩展方法
├── samples/ # 示例应用程序
├── src/ # 核心源代码
├── test/ # 单元测试和基准测试
└── 配置文件 # 解决方案和项目配置
核心源代码目录 (src/) 包含三个主要项目：
Secs4Net- 核心协议实现Secs4Net.Json- JSON 序列化支持Secs4Net.Sml- SML 格式处理
三、快速启动示例程序
3.1 控制台服务示例（DeviceWorkerService）
这是一个基于 .NET Worker Service 的后台服务示例，演示了基本的 SECS 通信功能：
// samples/DeviceWorkerService/Program.cs
Host.CreateDefaultBuilder(args)
.ConfigureServices((hostContext, services) =>
{
// 添加 SECS4Net 服务和日志组件
services.AddSecs4Net<DeviceLogger>(hostContext.Configuration);
// 添加后台工作器
services.AddHostedService<DeviceWorker>();
}).Build().Run();
启动步骤：
- 打开解决方案
secs4net.sln - 将
DeviceWorkerService设置为启动项目 - 按 F5 运行，服务将在后台启动并监听配置的端口
3.2 Windows 窗体应用示例（SecsDevice）
这是一个带界面的设备模拟器，适合可视化测试通信过程：
// samples/SecsDevice/Program.cs
[STAThread]
static void Main()
{
// 注册编码提供程序以支持工业常用编码
Encoding.RegisterProvider(CodePagesEncodingProvider.Instance);
// 设置 JIS8 编码（工业设备常用编码）
Secs4Net.Item.JIS8Encoding = Encoding.GetEncoding(50222);
// 启动 Windows 窗体应用
Application.EnableVisualStyles();
Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
Application.Run(new Form1());
}
四、配置详解
4.1 全局配置（global.json）
项目根目录的 global.json 文件指定了使用的 .NET SDK 版本：
{
"sdk": {
"version": "5.0.100"
}
}
4.2 消息配置（common.json）
该文件定义了 SECS 消息结构，包括消息ID、回复预期和数据格式：
{
"S": 1, // 流号 (Stream)
"F": 1, // 功能号 (Function)
"ReplyExpected": true, // 是否需要回复
"Name": "AreYouThere", // 消息名称
"SecsItem": { // SECS 数据项定义
"List": [ // 列表类型数据
{ "ASCII": "设备状态查询" } // ASCII 字符串
]
}
}
小贴士：通过修改此文件可以定义自定义消息格式，支持多种数据类型如 ASCII 字符串、整数数组和二进制数据。
4.3 应用配置
示例程序使用 .NET 配置系统，支持 JSON 配置文件和环境变量：
// samples/DeviceWorkerService/appsettings.json
{
"Logging": {
"LogLevel": {
"Default": "Information"
}
},
"SecsSettings": {
"Host": "127.0.0.1", // 主机地址
"Port": 5000 // 通信端口
}
}
五、核心功能使用
5.1 建立 SECS 连接
// 配置连接选项
var options = new SecsGemOptions
{
Host = "127.0.0.1",
Port = 5000,
DeviceId = 0,
T3 = TimeSpan.FromSeconds(10), // 连接超时
T5 = TimeSpan.FromSeconds(30), // 通信超时
T6 = TimeSpan.FromSeconds(5), // 接口超时
T7 = TimeSpan.FromSeconds(10) // 选择超时
};
// 创建 GEM 通信对象
using var gem = new SecsGem(options, logger);
// 建立连接
await gem.ConnectAsync();
5.2 发送和接收消息
// 创建消息
var message = new SecsMessage(1, 1, ReplyExpected.Yes)
{
Name = "AreYouThere",
SecsItem = Item.List(
Item.ASCII("设备查询")
)
};
// 发送消息并等待回复
var reply = await gem.SendAsync(message);
// 处理回复数据
if (reply.SecsItem is ListItem list)
{
var status = list[0].GetASCII();
Console.WriteLine($"设备状态: {status}");
}
六、可视化工具使用
WpfVisualizer 是一个 SECS 消息可视化工具，可帮助开发者调试和分析消息结构：
该工具提供以下功能：
- 消息列表实时显示
- 树形结构展示消息内容
- 支持消息过滤和搜索
- 消息发送和接收时间戳
七、测试与性能优化
7.1 运行单元测试
项目包含完整的单元测试套件，可通过以下命令运行：
dotnet test
主要测试项目：
Secs4Net.UnitTests- 核心功能测试Secs4Net.Json.UnitTests- JSON 序列化测试Secs4Net.Sml.UnitTests- SML 格式测试
7.2 性能基准测试
Benchmarks 项目提供了性能测试，可评估不同场景下的消息处理性能：
// test/Benchmarks/Program.cs
BenchmarkSwitcher.FromAssembly(typeof(Program).Assembly)
.Run(args, new BenchmarkConfig());
运行基准测试：
cd test/Benchmarks
dotnet run -c Release
八、部署与集成
8.1 作为类库集成
将 Secs4Net 集成到现有项目：
- 引用核心项目：
Secs4Net.csproj - 根据需要添加 JSON 或 SML 支持
- 配置连接参数并实现业务逻辑
8.2 Windows 服务部署
DeviceWorkerService 可部署为 Windows 服务：
sc create SecsDeviceService binPath= "C:\path\to\DeviceWorkerService.exe"
sc start SecsDeviceService
8.3 常见问题解决
- 连接问题：检查防火墙设置和端口占用情况
- 编码问题：使用 JIS8 编码处理日文字符
- 性能问题：参考基准测试结果优化消息处理逻辑
九、总结
SECS4Net 提供了一个功能完整、易于使用的工业通信协议实现，适合构建半导体设备通信应用。通过本文档介绍的步骤，您可以快速搭建开发环境，运行示例程序，并将核心功能集成到自己的项目中。
注意事项：项目仍在持续开发中，使用前请查阅最新的 README.md 和变更日志。
附录：关键文件说明
| 文件路径 | 用途 |
|---|---|
src/Secs4Net/HsmsConnection.cs | HSMS 协议实现 |
src/Secs4Net/SecsGem.cs | GEM 协议状态机 |
common/EnumerableExtensions.cs | 通用集合扩展方法 |
samples/WpfVisualizer | 消息可视化工具 |
test/Benchmarks | 性能测试项目 |
通过这些资源，您可以深入了解项目实现细节，并根据实际需求进行定制开发。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
