using HH.WCS.Mobox3.AnGang.api;
using Newtonsoft.Json.Linq;
using S7.Net;
using S7.Net.Types;
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Web.Services.Description;

namespace HH.WCS.Mobox3.AnGang.device
{

    /// <summary>
    /// 西门子plc
    /// </summary>
    public class S7Helper
    {
        public static Dictionary<string, Plc> ip_Plc = new Dictionary<string, Plc>();//内存，连接上的PLC通讯对象

        public S7Helper(string ip, short rack, short slot)
        {
            Init(new S7ConfigModel() { Ip = ip, Rack = rack, Slot = slot, CpuType = CpuType.S71500 });
        }

        /// <summary>
        /// S7启动初始化
        /// </summary>
        public static void Init(S7ConfigModel s7ConfigInfo)
        {
            //配置文件读取所有的plc进行初始化
            try
            {
                if (s7ConfigInfo == null)
                {
                    //读取配置信息失败
                    return;
                }

                var plc = new Plc(s7ConfigInfo.CpuType, s7ConfigInfo.Ip, s7ConfigInfo.Rack, s7ConfigInfo.Slot);
                ip_Plc.Add(s7ConfigInfo.Ip, plc);
                Link(plc);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 重连
        /// </summary>
        public static void RestLink()
        {
            if (ip_Plc.Count>0)
            {
                foreach (var item in ip_Plc)
                {
                    if(!item.Value.IsConnected)
                    {
                        Link(item.Value);
                    }
                }
            }
        }


        /// <summary>
        /// 连接PLC
        /// </summary>
        /// <param name="plc"></param>
        private static void Link(Plc plc)
        {
            try
            {
                plc.Close();
                plc.Open();
                if (plc.IsConnected)
                {
                    LogHelper.Info($"连接上{plc.IP}");//连接上
                }
                else
                {
                    LogHelper.Info($"没连上{plc.IP}");//没连上
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 批量读取或单独读取DB块数据（8位byte），并转换成字符串形式
        /// </summary>
        /// <param name="deviceIp">plc设备通讯地址</param>
        /// <param name="dbNo">DB块号</param>
        /// <param name="startByteAdr">起始byte地址，最小值0，1=8位=1个Block</param>
        /// <param name="count">读取的个数，1个=8位十六进制数</param>
        /// <returns></returns>
        public static string ReadString(string deviceIp, int dbNo, int startByteAdr, int count)
        {
            string result = "";
            try
            {
                var plc = GetPlc(deviceIp);
                if (plc != null)
                {
                    if (plc.IsConnected)
                    {
                        var data = plc.ReadBytes(DataType.DataBlock, dbNo, startByteAdr, count);
                        result = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(data).TrimEnd('\0').TrimEnd('\n').TrimEnd('\r'); ;//此方法可以把byte数组转换成字符串，但是会造成\0\u结束符不显示，需要下位机正确的数据
                        if (result == string.Empty)
                        {
                            Link(plc);//设备发送的数据为空，重连
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Link(plc);//设备未连接，重连
                    }
                }
                else
                {
                    LogHelper.Info($"不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。");//不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。
                }

            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 批量写入或单独写入DB块数据（8位byte），以字符串转换byte形式写入
        /// </summary>
        /// <param name="deviceIp">plc设备通讯地址</param>
        /// <param name="dbNo">DB块号</param>
        /// <param name="startByteAdr">起始byte地址，最小值0，1=8位=1个Block</param>
        /// <param name="data">要写入的数据</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool WriteString(string deviceIp, int dbNo, int startByteAdr, string data)
        {
            var result = false;
            try
            {
                var plc = GetPlc(deviceIp);
                if (plc != null)
                {
                    if (plc.IsConnected)
                    {
                        byte[] bytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(data);
                        plc.WriteBytes(DataType.DataBlock, dbNo, startByteAdr, bytes);

                        if (!result)
                        {
                            //写完再读一次确认
                            var readData = ReadString(deviceIp, dbNo, startByteAdr, data.Length);
                            result = readData == data;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Link(plc);//设备未连接，重连
                    }
                }
                else
                {
                    //不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。
                }

            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 批量读取或单独读取DB块数据（8位byte）
        /// </summary>
        /// <param name="deviceIp">plc设备通讯地址</param>
        /// <param name="dbNo">DB块号</param>
        /// <param name="startByteAdr">起始byte地址，最小值0，1=8位=1个Block</param>
        /// <param name="count">读取的个数，1个=8位十六进制数</param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] ReadBytes(string deviceIp, int dbNo, int startByteAdr, int count)
        {
            byte[] result = null;
            try
            {
                var plc = GetPlc(deviceIp);
                if (plc != null)
                {
                    if (plc.IsConnected)
                    {
                        result = plc.ReadBytes(DataType.DataBlock, dbNo, startByteAdr, count);

                        if (result.Length == 0)
                        {
                            Link(plc);//设备发送的数据为空，重连
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Link(plc);//设备未连接，重连
                    }
                }
                else
                {
                    LogHelper.Info($"不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。");//不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。
                }

            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 批量写入或单独写入DB块数据（8位byte）
        /// </summary>
        /// <param name="deviceIp">plc设备通讯地址</param>
        /// <param name="dbNo">DB块号</param>
        /// <param name="startByteAdr">起始byte地址，最小值0，1=8位=1个Block</param>
        /// <param name="data">要写入的数据</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool WriteBytes(string deviceIp, int dbNo, int startByteAdr, byte[] data)
        {
            var result = false;
            try
            {
                var plc = GetPlc(deviceIp);
                if (plc != null)
                {
                    if (plc.IsConnected)
                    {
                        plc.WriteBytes(DataType.DataBlock, dbNo, startByteAdr, data);

                        if (!result)
                        {
                            //写完再读一次确认
                            var readData = ReadBytes(deviceIp, dbNo, startByteAdr, data.Length);
                            result = readData.SequenceEqual(data);
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Link(plc);//设备未连接，重连
                    }
                }
                else
                {
                    LogHelper.Info($"不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。");//不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。
                }

            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 批量读取或单独读取DB块数据（1位bit）
        /// </summary>
        /// <param name="deviceIp">plc设备通讯地址</param>
        /// <param name="dbNo">DB块号</param>
        /// <param name="startByteAdr">起始byte地址，最小值0，1=8位=1个Block</param>
        /// <param name="count">要读取多少位</param>
        /// <param name="bitAdr">从第几位开始读取</param>
        /// <returns></returns>
        public static BitArray ReadBits(string deviceIp, int dbNo, int startByteAdr, int count, byte bitAdr = 0)
        {
            BitArray result = null;
            try
            {
                var plc = GetPlc(deviceIp);
                if (plc != null)
                {
                    if (plc.IsConnected)
                    {
                        var data = plc.Read(DataType.DataBlock, dbNo, startByteAdr, VarType.Bit, count, bitAdr);
                        if (count == 1)
                        {
                            result = new BitArray(new bool[] { (bool)data });
                        }
                        else
                        {
                            result = (BitArray)data;
                        }
                        if (result.Length == 0)
                        {
                            Link(plc);//设备发送的数据为空，重连
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Link(plc);//设备未连接，重连
                    }
                }
                else
                {
                    LogHelper.Info($"不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。");//不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。
                }

            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 批量写入或单独写入DB块数据（1位bit）
        /// </summary>
        /// <param name="deviceIp">plc设备通讯地址</param>
        /// <param name="dbNo">DB块号</param>
        /// <param name="startByteAdr">起始byte地址，最小值0，1=8位=1个Block</param>
        /// <param name="biteAdr">起始bit地址，从第几位开始写k</param>
        /// <param name="bitValue">要写入的数据</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool WriteBits(string deviceIp, int dbNo, int startByteAdr, byte biteAdr, BitArray bitValue)
        {
            var result = false;
            try
            {
                var plc = GetPlc(deviceIp);
                if (plc != null)
                {
                    if (plc.IsConnected)
                    {
                        for (int i = 0; i < bitValue.Length; i++)
                        {
                            plc.WriteBit(DataType.DataBlock, dbNo, startByteAdr, biteAdr + i, bitValue[i]);
                        }

                        if (!result)
                        {
                            //写完再读一次确认
                            var readData = ReadBits(deviceIp, dbNo, startByteAdr, bitValue.Length, biteAdr);
                            result = CompareBitArray(readData, bitValue);
                        }
                    }
                    else
                    {
                        Link(plc);//设备未连接，重连
                    }
                }
                else
                {
                    LogHelper.Info($"不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。");//不存在的设备。配置文件中是否包含其设备。
                }

            }
            catch (Exception ex)
            {
                LogHelper.Info($"{ex.Message}\r\n{ex.StackTrace}");
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 获取PLC读写对象
        /// </summary>
        /// <param name="plc"></param>
        /// <returns></returns>
        private static Plc GetPlc(string plc)
        {
            if (ip_Plc.ContainsKey(plc))
            {
                return ip_Plc[plc];
            }
            else
            {
                return null;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 比较两个二进制的数值是否相同
        /// </summary>
        /// <param name="b1"></param>
        /// <param name="b2"></param>
        /// <returns></returns>
        private static bool CompareBitArray(BitArray b1, BitArray b2)
        {
            bool result = true;
            b1.Xor(b2).Not();//异或操作 然后 非操作

            foreach (var item in b1)
            {
                if (!(bool)item)
                {
                    result = false;
                    break;
                }
            }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 通过S7协议连接下位机时需要的model，应该放在model层，这里我懒了
        /// </summary>
        public class S7ConfigModel
        {
            public CpuType CpuType { set; get; }//协议类型
            public string Ip { set; get; }//IP地址
            public short Rack { set; get; }//架子号
            public short Slot { set; get; }//插槽号
        }

    }
}