QianTools 2.7.1

QianTools

.NET 工业自动化与系统管理工具库，支持 net6.0 / net8.0。

作者：钱军涛 | 公司：浪涛科技有限公司 | 许可证：MIT

安装

dotnet add package QianTools

项目结构

QianTools/
├── Core/                    # 基础设施（日志、配置）
│   ├── LogManager.cs        # 日志管理器（支持 ILogger 接口、级别过滤、文件滚动）
│   ├── ILogger.cs           # 日志接口
│   ├── LogLevel.cs          # 日志级别枚举
│   ├── ConfigManager.cs     # 配置管理器（JSON/XML，策略模式可扩展）
│   ├── IConfigParser.cs     # 配置解析器接口
│   ├── JsonParser.cs        # JSON 解析器
│   └── XmlParser.cs         # XML 解析器
├── Helpers/                 # 通用工具类
│   ├── AllTools.cs          # 统一外观入口（FileTools / CryptoTools / NetworkTools）
│   ├── CryptoHelper.cs      # 加密与哈希（SHA256、MD5）
│   ├── FileHelper.cs        # 文件/目录复制与删除
│   └── NetworkHelper.cs     # HTTP 文件下载
├── System/                  # 系统硬件信息
│   ├── SystemHardwareInfo.cs    # 串口、磁盘、CPU、操作系统、网络适配器
│   └── MachineCodeGenerator.cs # 机器码生成与授权验证
├── Plc/                     # PLC 通信
│   ├── MelsecPlcService.cs  # 三菱 FX 底层通信服务（ASCII 协议）
│   └── MelsecPlcHelper.cs   # 上层静态封装
├── EtherNetIP/              # EtherNet/IP 与 Modbus TCP 通信
│   ├── EtherNetIPClient.cs  # EtherNet/IP 显式消息客户端
│   ├── Encapsulation.cs     # 封装协议头操作
│   ├── CipMessage.cs        # CIP 协议消息构建与解析
│   ├── EdsAssemblyReader.cs # Assembly 数据读取器
│   └── Ex1121ModbusClient.cs# EX-1121 Modbus TCP IO 客户端
├── Ezd/                     # JCZ激光打标板卡控制
│   ├── EzdClient.cs         # 高层封装（单例），生命周期/异步/业务级 API
│   ├── EzdNative.cs         # P/Invoke 底层接口声明
│   └── EzdErrorCode.cs      # 故障码定义与中文消息
├── Application/             # 应用层服务
│   ├── AutoStartManager.cs  # 注册表开机自启动
│   ├── ShortcutCreator.cs   # 桌面快捷方式
│   ├── VerifyInstallation.cs# 软件安装与验证
│   ├── MesClient.cs         # MES HTTP 客户端
│   └── MesTcpClient.cs     # MES TCP 通信客户端（JSON 换行协议）
├── QianTools.csproj
└── README.md

功能模块

Core — 基础设施

日志管理 — LogManager

// 使用静态方法（默认单例）
LogManager.Info("设备启动成功");
LogManager.Error($"通信失败: {ex.Message}");

// 自定义日志路径和文件滚动
LogManager.Initialize(@"D:\AppLogs\myapp.log");
LogManager.MinLogLevel = LogLevel.Debug;
LogManager.MaxFileSizeBytes = 10 * 1024 * 1024;  // 10MB 自动滚动

// 通过 ILogger 接口注入（支持单元测试）
ILogger logger = LogManager.Instance;
logger.LogInfo("消息");

配置管理 — ConfigManager

支持 JSON（默认）和 XML 两种格式，策略模式可扩展。

// ===== JSON 模式（默认） =====
var cfg = new ConfigManager();                          // 或 ConfigManager.Default
cfg.Set("AppSettings", new AppSettings { Theme = "Dark" });
var settings = cfg.Get<AppSettings>("AppSettings");     // 从内存读取
cfg.Save();                                              // 持久化到文件
cfg.Load();                                              // 从文件加载到内存
cfg.Remove("AppSettings");

// ===== XML 模式 =====
var xmlCfg = new ConfigManager(useXml: true, customPath: @"D:\MyApp\Config");
xmlCfg.Set("AppSettings", new AppSettings { Theme = "Dark" });
xmlCfg.Save();  // → D:\MyApp\Config\config.xml

// ===== 错误监听 =====
ConfigManager.OnError += msg => Console.WriteLine(msg);

Helpers — 通用工具

统一入口 — AllTools

// 通过 AllTools 静态子类访问
AllTools.FileTools.CopyDirectory(@"C:\Source", @"D:\Backup", overwrite: true);
AllTools.FileTools.DeleteDirectory(@"C:\Temp\OldData");
string sha256 = AllTools.CryptoTools.ComputeSha256Hash("hello");
string md5 = AllTools.CryptoTools.ComputeMd5Hash("hello");
await AllTools.NetworkTools.DownloadFileAsync(url, destinationPath);

// Excel 操作
AllTools.ExcelTools.WriteToExcel(dataList, @"D:\data.xlsx", "Sheet1");
DataTable dt = AllTools.ExcelTools.ReadToDataTable(@"D:\data.xlsx");
List<MyClass> list = AllTools.ExcelTools.ReadToList<MyClass>(@"D:\data.xlsx");

文件操作 / 加密 / 网络 / Excel

// 文件
FileHelper.CopyDirectory(@"C:\Source", @"D:\Backup", overwrite: true);
FileHelper.DeleteDirectory(@"C:\Temp\OldData");

// 加密
string sha256 = CryptoHelper.ComputeSha256Hash("hello");
string md5 = CryptoHelper.ComputeMd5Hash("hello");

// 网络
await NetworkHelper.DownloadFileAsync("https://example.com/file.zip", @"D:\Download\file.zip");

// Excel（基于 ClosedXML，仅 .xlsx）
ExcelHelper.WriteToExcel(dataList, @"D:\data.xlsx", "Sheet1");
ExcelHelper.WriteDataTable(dataTable, @"D:\data.xlsx", "Sheet1");
DataTable dt = ExcelHelper.ReadToDataTable(@"D:\data.xlsx");
List<MyClass> list = ExcelHelper.ReadToList<MyClass>(@"D:\data.xlsx");
string[] sheets = ExcelHelper.GetSheetNames(@"D:\data.xlsx");

System — 系统信息

硬件信息 — SystemHardwareInfo

string ports = SystemHardwareInfo.GetPort();          // 串口列表
string disks = SystemHardwareInfo.GetDiskInfo();       // 磁盘信息
string cpu = SystemHardwareInfo.GetCpuInfo();          // CPU 信息
string os = SystemHardwareInfo.GetOsInfo();            // 操作系统
string network = SystemHardwareInfo.GetNetworkAdapterInfo(); // 网络适配器

机器码与授权 — MachineCodeGenerator

// 生成 24 位机器码（CPU + 硬盘 + 网卡）
string machineCode = MachineCodeGenerator.GenerateMachineCode();
string hash = MachineCodeGenerator.GetMachineCodeHash();  // SHA256 大写

// ── 无口令模式 ──
// 授权方生成注册码
string licenseKey = MachineCodeGenerator.GenerateLicenseKey(
    machineCode, new DateTime(2026, 12, 31));

// 用户端验证（返回 LicenseResult，可解构为 tuple）
var (isValid, expiryDate) = MachineCodeGenerator.ValidateLicenseKey(licenseKey, machineCode);

// ── 口令保护模式 ──
string key = MachineCodeGenerator.GenerateLicenseKey(
    machineCode, new DateTime(2026, 12, 31), password: "admin@123");

var (ok, expiry) = MachineCodeGenerator.ValidateLicenseKey(key, machineCode, "admin@123");

// ── 详细诊断 ──
LicenseResult result = MachineCodeGenerator.ValidateLicenseKey(key, machineCode);
// result.IsValid / result.ExpiryDate / result.ErrorReason
// result.MachineCodeOk / result.DateOk / result.PasswordOk / result.HasPassword

Plc — PLC 通信

MelsecPlcHelper

支持三菱 FX 系列（X/Y/M/S/T/C/D 元件），ASCII 协议串口通信。

// 连接 PLC
MelsecPlcHelper.Connect("COM1", baudRate: 9600);

// 读取
bool x0 = MelsecPlcHelper.ReadX(0);
bool y1 = MelsecPlcHelper.ReadY(1);
bool m10 = MelsecPlcHelper.ReadM(10);
short d100 = MelsecPlcHelper.ReadD(100);
short t5 = MelsecPlcHelper.ReadT(5);

// 写入
MelsecPlcHelper.WriteY(1, true);
MelsecPlcHelper.WriteM(10, false);
MelsecPlcHelper.WriteD(100, 12345);

// 轮询 D 寄存器
MelsecPlcHelper.OnDataUpdated += snapshot => {
    Console.WriteLine($"D100 = {snapshot.D[100]}");
};
MelsecPlcHelper.StartPolling(new[] { 100, 101, 102 }, intervalMs: 100);

// 日志监听
MelsecPlcHelper.OnLog += (msg, level) => Console.WriteLine($"[{level}] {msg}");

// 断开
MelsecPlcHelper.Shutdown();

EtherNetIP — EtherNet/IP 与 Modbus TCP 通信

命名空间: QianTools.EtherNetIP

支持 EX-1121（DECOWELL/Keyence 兼容）远程 IO 模块，提供 EtherNet/IP 显式消息和 Modbus TCP 两种通信方式。

EtherNet/IP 客户端

using QianTools.EtherNetIP;

var client = new EtherNetIPClient("192.168.1.100", timeout: TimeSpan.FromSeconds(3));
await client.ConnectAsync();

// 读取输入 Assembly（Instance 100）— 过程镜像输入数据
byte[] inputData = await client.ReadInputAssemblyAsync();
var reader = new EdsAssemblyReader(inputData);

// 按偏移量读取数据
ushort ch0 = reader.ReadUInt16(0);        // 16 位无符号
short ch1 = reader.ReadInt16(2);          // 16 位有符号
uint ch2 = reader.ReadUInt32(4);          // 32 位无符号
bool bit0 = reader.ReadBool(0, 0);        // 位读取

// 读取输出 Assembly（Instance 101）
byte[] outputData = await client.ReadOutputAssemblyAsync();

// 显式消息：GetAttributeSingle
byte[] data = await client.GetAttributeAsync(
    classId: 0x04, instanceId: 100, attributeId: 0x03);

// 显式消息：SetAttributeSingle
await client.SetAttributeAsync(0x04, 101, 0x03, new byte[] { 0x00, 0x01 });

// Keyence / Decowell EDS 参数读取（服务 0x4C）
ushort param = await client.ReadParameterUInt16Async(slot: 1, paramNo: 512);
short param2 = await client.ReadParameterInt16Async(slot: 1, paramNo: 513);
uint param3 = await client.ReadParameterUInt32Async(slot: 1, paramNo: 514);

client.Disconnect();

Modbus TCP 客户端

var config = Ex1121Config.Default;  // DI=0xA000, DO=0xB000, 可自定义
using var io = new Ex1121ModbusClient("169.254.193.30", config, port: 20001);
await io.ConnectAsync();

// 读 DI
ushort[] inputs = await io.ReadInputsAsync();
bool di15 = Ex1121ModbusClient.GetDiBit(inputs, 15);

// 读 DO
ushort[] outputs = await io.ReadOutputsAsync();
bool do0 = Ex1121ModbusClient.GetDoBit(outputs, 0);

// 写 DO
await io.WriteOutputsAsync(0x0001);              // DO0 = ON
await io.SetDoBitAsync(3, true);                 // DO3 = ON

// 自定义寄存器地址读写
ushort[] regs = await io.ReadRegistersAsync(0xA000, 2);
await io.WriteRegistersAsync(0xB000, new ushort[] { 0x0001 });

io.Disconnect();

Application — 应用层服务

MES 通信 — MesClient

// GET 请求
string result = await MesClient.SendGetRequestAsync(
    "https://mes-server/api", "production/orders", apiKey: "your-token");

// POST 请求
var data = new { OrderId = "P001", Quantity = 100 };
string response = await MesClient.SendPostRequestAsync(
    "https://mes-server/api", "production/report", data, apiKey: "your-token");

MES TCP 通信 — MesTcpClient

基于 TCP + 换行分隔 JSON 协议，支持请求-响应模式和服务器主动推送。线程安全，适合与产线 MES 服务器进行长连接双向通信。

using QianTools.Mes;

var mes = MesTcpClient.Instance;

// ── 超时设置（连接前或连接后均可设置）──
mes.TimeoutMs = 10000;                                    // 请求-响应超时 10 秒

// ── 连接 ──
bool ok = await mes.ConnectAsync("192.168.1.100", 8080);  // 使用 TimeoutMs 属性值
// 也可在连接时显式传入超时
bool ok2 = await mes.ConnectAsync("192.168.1.100", 8080, timeoutMs: 3000);
// 连接状态通过事件通知
mes.OnConnectionChanged += connected => Console.WriteLine(connected ? "已连接" : "已断开");
mes.OnMessageReceived += json => Console.WriteLine($"服务器推送: {json}");
mes.OnError += err => Console.WriteLine($"异常: {err}");

// ── 测试连接（发送 ping）──
var (pingOk, pingResp) = await mes.TestAsync();

// ── 上报打标结果 ──
var (resultOk, resultResp) = await mes.SendResultAsync(
    productCode: "PC001",
    workOrder: "WO-20260523",
    productionLine: "L1",
    success: true,
    entityName: "Text1",
    fileName: @"C:\Files\product.ezd");

// ── 通用请求-响应 ──
string? response = await mes.SendAndReceiveAsync("{\"cmd\":\"query_status\"}");

// ── 单向发送（不等待响应）──
await mes.SendAsync("{\"cmd\":\"heartbeat\"}");

// ── 断开 ──
mes.Disconnect();

协议格式：每条 JSON 消息以 \n 结尾。常见消息类型：

线程安全：所有 I/O 通过 SemaphoreSlim 串行化。后台读循环自动处理服务器主动推送的消息。

桌面快捷方式 — ShortcutCreator

ShortcutCreator.CreateShortcut("我的应用", @"D:\App\MyApp.exe", arguments: "-start");

开机启动 — AutoStartManager

AutoStartManager.EnsureAutoStart("MyApp", @"D:\App\MyApp.exe", enable: true);
AutoStartManager.EnsureAutoStart("MyApp", null, enable: false);  // 取消

安装验证 — VerifyInstallation

// 检查软件是否安装
bool installed = VerifyInstallation.IsSoftwareInstalled("MyApp", version: "2.0");

// 安装程序（需用户确认委托）
VerifyInstallation.Notify = (title, msg) => MessageBox.Show(msg, title) == DialogResult.OK;
await VerifyInstallation.InstallAsync("安装 MyApp", @"D:\Installer", "setup.exe");

Ezd — JCZ 激光打标板卡控制

命名空间: QianTools.Ezd
平台要求: MarkEzd.dll 为 32 位原生库，宿主程序必须编译为 x86（<PlatformTarget>x86</PlatformTarget>）。x64 进程调用会直接返回 EzdErrorCode.ERR_PLATFORM_X86_REQUIRED (2001)，不会崩溃。
运行依赖: 初始化时传入的 EZCAD 目录需包含 MarkEzd.dll、EZCAD.CFG、plug/、PARAM/、FONT/ 等 EZCAD 运行时文件；运行前必须关闭 ezcad2.exe（否则初始化返回 1“EZCAD 正在运行”）。

通过 P/Invoke 封装 MarkEzd.dll（对照官方《EZCAD2 开发者手册》v3.1，__cdecl + Unicode），提供初始化/关闭、文件加载保存、实体管理、标刻/红光、笔号/填充/字体/条码/位图参数、IO/锁存、振镜/扩展轴、连续飞行缓冲区等功能。

using QianTools.Ezd;

var ezd = EzdClient.Instance;

// ── 初始化（失败不会把状态卡在 Initializing；重复初始化会被拒绝）──
int ret = ezd.Initialize2(@"C:\Laser\EzCad2", testMode: false);
if (!EzdErrorCode.IsSuccess(ret))
{
    Console.WriteLine($"初始化失败: {EzdErrorCode.GetMessage(ret)}");
    return;
}

// ── 文件操作 ──
ezd.LoadEzdFile(@"C:\Files\product.ezd");
ezd.SaveEzdFile(@"C:\Files\output.ezd");

// ── 实体管理 ──
int count = ezd.GetEntityCount();
string firstName = ezd.GetEntityName(0);
// AddText(text, name, x, y, z, align, angle(弧度), penNo, hatch)
ezd.AddText("Hello", "Text1", 0, 0, 0, 1, 0, 1, false);
// AddCircle(cx, cy, radius, name, penNo) —— 手册无 hatch 参数
ezd.AddCircle(0, 0, 10, "Circle1", 1);
ezd.MoveEntity("Text1", 10, 5);
ezd.RotateEntity("Text1", 0, 0, Math.PI / 4);   // 角度单位：弧度
ezd.SetText("Text1", "NewText");                // 修改文本内容
ezd.DeleteEntity("Text1");

// ── 标刻控制（异步：阻塞的原生函数已用 Task.Run 包装）──
int r1 = await ezd.MarkAsync(flyMark: false);
int r2 = await ezd.MarkEntityAsync("Text1");
int r3 = await ezd.MarkLineAsync(0, 0, 50, 50, 1);
int r4 = await ezd.MarkPointAsync(100, 100, 1, 1);
ezd.StopMark();

// ── 红光预览 ──
await ezd.RedLightMarkAsync();
await ezd.RedLightContourAsync();
await ezd.RedLightEntityAsync("Text1", contour: true);
// 连续红光：在调用线程内循环，需自行 Task.Run 且提供停止条件
Task.Run(() => ezd.RedLightContourLoop(() => shouldStop));

// ── 预览图（HBITMAP 必须手动释放；Cbitmap* 版本不要用 DeleteObject）──
IntPtr hBmp = ezd.GetPreviewBitmap(320, 240);
IntPtr hBmp2 = ezd.GetEntityPreviewBitmap("Text1", 320, 240);
// 需要自定义视口时：GetPreviewBitmap3(width, height, originX, originY, scale)
if (hBmp != IntPtr.Zero) EzdNative.DeleteObject(hBmp);
if (hBmp2 != IntPtr.Zero) EzdNative.DeleteObject(hBmp2);

// ── 组合 / 复制 / 填充（source=填充参数来源对象，target=被填充对象）──
ezd.GroupEntities("A", "B", "AB", 1);
ezd.UnGroupEntity("AB");
ezd.CopyEntity("A", "A_copy");
ezd.SetDefaultHatchParam(enableContour: true, paramIndex: 1, enableHatch: true,
    penNo: 1, hatchType: 0, allCalc: false, edge: false, averageLine: false,
    Math.PI / 4, 0.05, 0, 0, 0, 0, 0, 1, false, false, 0);
ezd.HatchEntity("Source", "Target");

// ── 笔号参数（完整 32 参数版本）──
ezd.SetPenParam4(1, "MyPen", 0xFF0000, false, false, 1, 1000, 50, 10,
    20000, 1, 0, 0, 0, 0, 5000, 0, 0, 0, 0, false, 0, 0, false, 0,
    false, 0, 0, 0, false, 0, 0);

// ── IO / 锁存 / 振镜 / 扩展轴 ──
ezd.WritePort(0x00FF);
ezd.ReadPort(out ushort inData);
ezd.LaserOn(false);
ezd.EnableLock(true);                  // 参数 bLowToHigh：true=启用锁存
ezd.ClearLock();
ezd.GotoPos(100, 100);
ezd.GetCurCoor(out double gx, out double gy);
ezd.InitAxis(true, 0.5, 1, 50, false, 0, 0, 0);   // 先 Reset 使能，再写入轴参数
ezd.AxisMoveTo(0, 120);

// ── 条码（barWidthScale / spaceWidthScale 对应手册 double[4]，长度必须 ≥4）──
ezd.AddBarcode("123456", "BC1", 0, 0, 0, 1, 1, false, 0, 0, 10, 0.3,
    new double[4], new double[4], 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, "Arial");

// ── 位图参数（按手册 8 参数版本，返回位图路径）──
ezd.GetBitmapParam("BC1", out string bmpPath, out int bmpAttrib, out int scanAttrib,
    out double brightness, out double contrast, out double pointTime, out int dpi);
// 完整版：GetBitmapParam2 / SetBitmapParam2（含低灰度值）
// DPI + 256 级灰度映射：GetBitmapParam3 / SetBitmapParam3

// ── 连续飞行缓冲区（SetTextName 最多 6 个；FlyAdd = count + 最多 6 个数据）──
ezd.ContinueBufferSetTextName("T1", "T2");
ezd.ContinueBufferFlyAdd(2, "A", "B");
int flyStart = await ezd.ContinueBufferFlyStartAsync();

// ── 错误处理 / 事件 ──
ezd.OnError += msg => Console.WriteLine($"EZCAD 错误: {msg}");
if (!EzdErrorCode.IsSuccess(flyStart))
    Console.WriteLine(EzdErrorCode.GetMessage(flyStart));

// ── 退出：关闭板卡并卸载 MarkEzd.dll ──
ezd.Shutdown();

说明：2.7.1 起按官方手册修正了 lmc1_GetPrevBitmap3、4 个位图参数函数、lmc1_AddBarCodeToLib、lmc1_AddCircleTextToLib、连续飞行、EnableLockInputPort、笔号基础版等声明，并修正了生命周期、x86 平台检查与文档示例。旧版错误签名导致的调用会崩溃，升级后请按上方示例调整调用。

发布

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