import serial
import struct
import random
import time

# Адрес Modbus-устройства (slave)
SLAVE_ADDRESS = 1

# Адрес регистра для расстояния
DISTANCE_REGISTER = 0x0001

# Настройка последовательного соединения
ser = serial.Serial(
    port='/dev/pts/5',  # Используйте правильный порт из socat
    baudrate=9600,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    timeout=1
)

# Функция расчёта CRC16
def _calculate_crc16(data):
    crc = 0xFFFF
    for byte in data:
        crc ^= byte
        for _ in range(8):
            if crc & 0x0001:
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001
            else:
                crc >>= 1
    return crc

# Конвертация float в формат IEEE 754 (binary32)
def float_to_ieee754(value):
    return struct.pack('>f', value)

# Эмуляция ультразвукового датчика - генерация случайного расстояния
def get_emulated_distance():
    return random.uniform(0.10, 4.00)  # Возвращаем случайное расстояние от 0.10 м до 4.00 м

# Функция обработки запроса Modbus
def handle_read_request(request):
    function_code = request[1]
    register_address = (request[2] << 8) | request[3]

    if function_code == 0x04 and register_address == DISTANCE_REGISTER:
        distance_value = get_emulated_distance()

        # Конвертируем значение в формат IEEE 754 (4 байта)
        data_bytes = float_to_ieee754(distance_value)
        
        # Формируем ответ: [адрес слейва, код функции, длина данных, данные...]
        response_data = bytes([SLAVE_ADDRESS, function_code, len(data_bytes)]) + data_bytes
        
        # Рассчитываем CRC16 для ответа
        crc16 = _calculate_crc16(response_data)
        crc_bytes = struct.pack('<H', crc16)
        
        # Формируем полное сообщение и отправляем его
        response_message = response_data + crc_bytes
        
        print(f"Sent distance: {distance_value:.2f} meters")
        print(f"Response message (hex): {response_message.hex()}")  # Выводим сообщение в шестнадцатеричном формате
        
        ser.write(response_message)
    else:
        print("Unknown function code or register address")

# Основной цикл для чтения запросов Modbus
def read_modbus_requests():
    try:
        while True:
            # Чтение запроса (обычно длина пакета запроса Modbus — 8 байт)
            request = ser.read(8)
            if len(request) == 8:
                print(f"Received request (hex): {request.hex()}")
                handle_read_request(request)
            time.sleep(0.1)
    except KeyboardInterrupt:
        ser.close()

# Запуск эмуляции устройства
read_modbus_requests()