本次重构完成了 433MHz 全链路协议统一：实现了 AA TYPE LEN ID PAYLOAD SUM 统一帧格式；引入了基于 AUX 的 LBT 避让与 TX 优先调度，确保高频发送稳定；完成了端口语义化重命名；并成功集成了 IO 监控、RS485 及 W5500 以太网 的标准化打包转发，实现了多源数据的高效、稳定透传。
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edisondeng
343
docs/协议refer.md
Normal file
343
docs/协议refer.md
Normal file
@ -0,0 +1,343 @@
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# 蓝牙协议
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```
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/********************小程序 发数据到 BL**************************************/
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===========================================================
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BE BB 02 00 XX
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----- -- -- --
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| | | 指定传感器进行初始化：01--六轴；02--地磁；03--气压计
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| | 进行传感器的初始化/校准
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 02 01 XX
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----- -- -- --
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| | | 01--左脚；02--右脚
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| | 设置传感器采集的是哪只脚
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 02 02 XX
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----- -- -- --
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| | | 01表示读六轴状态；02表示读地磁状态；03表示读气压计状态
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| | 读取传感器的状态
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 02 03 XX
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----- -- -- --
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| | | |
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| | | 01--开始；02--停止
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| | 采集数据并计算开始与停止
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| 表示后面的数据长度
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||||
包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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||||
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BE BB 02 04 01
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----- -- -- --
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| | | |
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| | | 获取电量
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||||
| | 获取电量
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 02 05 XX
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----- -- -- --
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| | | |
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| | | 01:100Hz；02:200Hz；03:400Hz
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| | 设置传感器采集频率
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 02 06 XX
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----- -- -- --
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| | | |
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| | | 00:禁用地磁，01:使能地磁
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| | 地磁使能指令
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 02 07 XX
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----- -- -- --
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| | | |
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| | | 00:禁用气压计，01:使能气压计
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| | 气压计使能指令
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 01 09
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----- -- --
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| | |
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||||
| | 开启地磁测试进程
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 01 0A
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----- -- --
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||||
| | |
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||||
| | 关闭地磁测试进程
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| 表示后面的数据长度
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||||
包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 01 0B
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----- -- --
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| | |
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||||
| | 获取固件版本
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| 表示后面的数据长度
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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BE BB 01 0C
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----- -- --
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| | |
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| | 获取rfid/uid
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| 表示后面的数据长度
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||||
包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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||||
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BE BB 01 FF 扫描检测传感器
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----- -- --
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||||
| | |
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||||
| | 扫描检测传感器
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||||
| 表示后面的数据长度
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||||
包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示小程序发数据到蓝牙板子
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||||
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===============================================================
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||||
/********************BL 发数据到小程序**************************************/
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============================================================
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BB BE 02 00 XX
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----- -- -- --
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| | | |
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| | | 10：六轴未初始化；11：六轴初始化成功；20：地磁未初始化；21：地磁初始化成功；30：气压计未初始化；31：气压计初始化成功
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||||
| | 返回传感器的初始化状态
|
||||
| 表示后面的数据长度
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||||
包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示蓝牙板子发数据到小程序
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||||
### 地磁校准流程
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||||
地磁传感器需要校准，发送 BLE 命令后进行"画八字"校准，校准数据会保存到 VM 中，掉电后再次上电会自动加载。
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**发送命令：**
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```
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BE BB 02 00 02 // 启动地磁校准
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```
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**BLE 反馈消息：**
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| 消息 | 含义 | 说明 |
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|------|------|------|
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| BB BE 02 00 20 | 地磁初始化失败 | 传感器通信异常 |
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||||
| BB BE 02 00 21 | 地磁初始化成功 | 传感器正常,即将进入校准状态 |
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||||
| BB BE 02 00 22 | 提示开始校准 | 用户可以开始画八字 |
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||||
| BB BE 02 00 23 | 校准中 | 循环发送，正在采集数据 |
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||||
| BB BE 02 00 24 | 校准错误 | 数据范围不足，需重新画八字 |
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||||
| BB BE 02 00 25 | 校准完成 | 校准成功，数据已保存到 VM |
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||||
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||||
**校准成功后的行为：**
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||||
- 校准数据（offset_x, offset_y, offset_z）保存到 VM（CFG_MAG_CALIBRATION）
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||||
- 再次上电自动从 VM 加载校准数据，无需重复校准
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||||
BB BE XX 00 XX.......
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----- -- -- --
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| | | 16组传感器数据。每一组30字节
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| | 数据包下标，0-255
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| 左/右脚数据
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包头：BE表示小程序，BB表示BL，表示蓝牙板子发数据到小程序
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```
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# 蓝牙助手设置
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连接后，要先将蓝牙的MTU设置为最大，一般最大是512左右
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右边的调试助手可以查看传输速率。
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# 数据采集
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先后发送：初始化三个传感器
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- BE BB 02 00 01
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- 六轴初始化
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- 返回BB BE 02 00 11表示初始化成功
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- BE BB 02 00 02
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||||
- 地磁初始化，等到返回BB BE 02 00 21表示初始化成功
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||||
- BE BB 02 00 03
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||||
- 气压计初始化，等到返回BB BE 02 00 31表示初始化成功
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设定数据来源：
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- 发送：BE BB 02 01 XX
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- 01：左脚
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- 02：右脚
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- 返回数据：BB BE 06 05 XX
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||||
- 41 -- 已设置为左脚；42 -- 已设置为右脚
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||||
开始采集，传感器通过蓝牙发送数据
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||||
- 发送：BE BB 02 03 01
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||||
- 如果返回BB BE 02 00 00，说明有传感器没初始化成功，可以发BE BB 02 02 XX 查看传感器初始化状态
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||||
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||||
一次完整的数据接收类似如下：
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```c
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||||
BE BB XX XX 后面每30字节为一组传感器数据，一个16组
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||||
一次蓝牙发送共计484字节
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||||
第一个xx：左右脚标志，41左脚，42右脚
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||||
第二个xx：数据包下标，0-255，每到255就会重置为0
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```
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||||
停止采集：
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- BE BB 02 03 02
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# 获取电量
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发送：BE BB 02 04 01
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- 返回的是百分比的电量值，如：
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- 0x57
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||||
- 转为十进制为87，当前还剩87%的电量
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# 开启地磁测试进程
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||||
发送：BE BB 01 09
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||||
- 返回地磁三轴 X Y Z数据，每轴4字节的float类型。
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||||
- BB BE 0D 09 XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX
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||||
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# 获取固件版本
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||||
发送：BE BB 01 0B
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||||
返回: BB BE 03 0B XX XX
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最后两字节就是版本号
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# 获取设备ID/RFID
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||||
发送：BE BB 01 0C
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||||
返回: BB BE 05 0C XX XX XX XX
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||||
最后四字节位就是RFID，小端模式
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# 扫描检测传感器
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发送：BE BB 01 FF
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||||
返回: 0xBB, 0xBE, 0x07, 0xFF, 0xXX, 0xXX, 0xXX, 0xXX, 0xXX, 0xXX
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||||
最后6字节位对应扫描到的6个传感器，目前实际最多只有3个。
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# 采集速率修改
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||||
设置为100Hz：
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- BE BB 02 05 01
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||||
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||||
设置200Hz：
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||||
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||||
- BE BB 02 05 02
|
||||
|
||||
设置400Hz：
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||||
|
||||
- BE BB 02 05 03
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||||
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||||
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||||
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||||
# 数据解析
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||||
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||||
```c
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||||
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||||
//data：蓝牙拿到的数据，484字节长度
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||||
void data_log(uint8_t* data){
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||||
// 检查数据包头部
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||||
if (data[0] != 0xBE || data[1] != 0xBB) {
|
||||
printf("Error: Invalid data packet header.\n");
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
//左右脚
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||||
uint8_t package_foot = data[2];
|
||||
|
||||
// 解析包索引
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||||
uint8_t package_index = data[3];
|
||||
printf("--- Parsing Data Packet Index: %d ---\n", package_index);
|
||||
|
||||
uint8_t* p = &data[4]; // 指向数据负载的起始位置
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||||
|
||||
// 循环解析16组数据
|
||||
for (int i = 0; i < MPU_FIFO_LEN; i++) {
|
||||
// 1. 解析六轴传感器数据 (12 bytes)
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||||
int16_t imu_raw[6];
|
||||
for (int j = 0; j < 6; j++) {
|
||||
// 小端模式: 低字节在前, 高字节在后
|
||||
imu_raw[j] = (int16_t)(((uint16_t)p[1] << 8) | (uint16_t)p[0]);
|
||||
p += 2;
|
||||
}
|
||||
float acc_g[3];
|
||||
float gyr_dps[3];
|
||||
acc_g[0] = (float)imu_raw[0] / 2048.0f;
|
||||
acc_g[1] = (float)imu_raw[1] / 2048.0f;
|
||||
acc_g[2] = (float)imu_raw[2] / 2048.0f;
|
||||
gyr_dps[0] = (float)imu_raw[3] * 0.061f;
|
||||
gyr_dps[1] = (float)imu_raw[4] * 0.061f;
|
||||
gyr_dps[2] = (float)imu_raw[5] * 0.061f;
|
||||
|
||||
// 2. 解析地磁传感器数据 (12 bytes)
|
||||
int32_t mag_raw[3];
|
||||
for (int j = 0; j < 3; j++) {
|
||||
// 小端模式
|
||||
mag_raw[j] = (int32_t)(((uint32_t)p[3] << 24) | ((uint32_t)p[2] << 16) | ((uint32_t)p[1] << 8) | (uint32_t)p[0]);
|
||||
p += 4;
|
||||
}
|
||||
float mag_gauss[3];
|
||||
mag_gauss[0] = (float)mag_raw[0] / 1000.0f;
|
||||
mag_gauss[1] = (float)mag_raw[1] / 1000.0f;
|
||||
mag_gauss[2] = (float)mag_raw[2] / 1000.0f;
|
||||
|
||||
// 3. 解析温度数据 (2 bytes)
|
||||
int16_t temp_raw = (int16_t)(((uint16_t)p[1] << 8) | (uint16_t)p[0]);
|
||||
p += 2;
|
||||
float temperature = (float)temp_raw / 1000.0f;
|
||||
|
||||
// 4. 解析气压数据 (4 bytes)
|
||||
uint32_t press_raw = (uint32_t)(((uint32_t)p[3] << 24) | ((uint32_t)p[2] << 16) | ((uint32_t)p[1] << 8) | (uint32_t)p[0]);
|
||||
p += 4;
|
||||
float pressure = (float)press_raw / 1000.0f;
|
||||
|
||||
// 打印解析后的数据
|
||||
if(i % 8 == 0){
|
||||
printf("Package[%d]:====================\n", i);
|
||||
printf(" ACC(g): x=%.3f, y=%.3f, z=%.3f\n", acc_g[0], acc_g[1], acc_g[2]);
|
||||
printf(" GYR(dps):x=%.3f, y=%.3f, z=%.3f\n", gyr_dps[0], gyr_dps[1], gyr_dps[2]);
|
||||
printf(" MAG(Gs): x=%.3f, y=%.3f, z=%.3f\n", mag_gauss[0], mag_gauss[1], mag_gauss[2]);
|
||||
printf(" TEMP(C): %.3f, PRESS(Pa): %.3f\n", temperature, pressure);
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
printf("--- End of Packet ---\n\n");
|
||||
}
|
||||
```
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||||
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||||
93
docs/报文.md
Normal file
93
docs/报文.md
Normal file
@ -0,0 +1,93 @@
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||||
# BOAT DTU 无线通信协议 (RF433)
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||||
|
||||
本文档采用直观图示方式定义 BOAT DTU 在 433MHz 无线频段的报文格式。
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||||
## 1. 通用报文结构图示
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||||
所有无线报文均遵循以下结构：
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```text
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||||
AA TYPE LEN ID [PAYLOAD] SUM
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||||
-- ---- --- -- --------- ---
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||||
| | | | | |
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||||
| | | | | +-- 校验和：从 AA 到 PAYLOAD 结束的所有字节累加和 (取低8位)
|
||||
| | | | +---------- 载荷数据：具体的业务数据内容
|
||||
| | | +------------------ 设备 ID：当前发送设备的唯一标识 (MY_DEVICE_ID)
|
||||
| | +---------------------- 长度：指明后续 [ID + PAYLOAD] 的总字节数
|
||||
| +--------------------------- 数据类型：区分数据来源 (10, 55, 48, AA)
|
||||
+-------------------------------- 起始符：固定为 0xAA
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 2. 详细指令集定义
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||||
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||||
### 2.1 I/O 状态变化上报 (主动上报)
|
||||
当板载 4 路数字输入 (DI) 电平发生变化时，立即发送此包。
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||||
|
||||
```text
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||||
AA 10 02 ID XX SUM
|
||||
-- -- -- -- -- ---
|
||||
| | | | | |
|
||||
| | | | | +-- 校验和
|
||||
| | | | +------ I/O 状态位 (Bit0:DI1, Bit1:DI2, Bit2:DI3, Bit3:DI4)
|
||||
| | | +---------- 本机设备 ID
|
||||
| | +-------------- 长度固定为 0x02 (ID + 1字节状态)
|
||||
| +------------------ 类型标识：0x10 (I/O Data)
|
||||
+---------------------- 固定起始符
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.2 RS485 透传数据包
|
||||
将 RS485 接口收到的原始串口数据封装后发出。
|
||||
|
||||
```text
|
||||
AA 48 LEN ID [DATA] SUM
|
||||
-- -- --- -- ------ ---
|
||||
| | | | | |
|
||||
| | | | | +-- 校验和
|
||||
| | | | +--------- RS485 原始数据内容
|
||||
| | | +--------------- 本机设备 ID
|
||||
| | +------------------- 长度：(1 + 原始数据长度)
|
||||
| +----------------------- 类型标识：0x48 (RS485 Data)
|
||||
+--------------------------- 固定起始符
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.3 W5500 网络透传数据包
|
||||
将以太网口收到的 UDP/TCP 原始数据封装后发出。
|
||||
|
||||
```text
|
||||
AA 55 LEN ID [DATA] SUM
|
||||
-- -- --- -- ------ ---
|
||||
| | | | | |
|
||||
| | | | | +-- 校验和
|
||||
| | | | +--------- 网络原始数据内容
|
||||
| | | +--------------- 本机设备 ID
|
||||
| | +------------------- 长度：(1 + 原始数据长度)
|
||||
| +----------------------- 类型标识：0x55 (Net Data)
|
||||
+--------------------------- 固定起始符
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.4 系统心跳包 (30秒/次)
|
||||
系统定时上报当前存活状态，包含当前的 I/O 状态及防丢包序列号。
|
||||
|
||||
```text
|
||||
AA AA 04 ID [IO] [SEQ_H] [SEQ_L] SUM
|
||||
-- -- -- -- ---- ------- ------- ---
|
||||
| | | | | | | |
|
||||
| | | | | | | +-- 校验和
|
||||
| | | | | +-------+-------- 2字节序列号 (0-65535, 循环自增)
|
||||
| | | | +----------------------- 当前 4 路 I/O 状态位
|
||||
| | | +---------------------------- 本机设备 ID
|
||||
| | +-------------------------------- 长度固定为 0x04 (ID + 3字节Payload)
|
||||
| +------------------------------------ 类型标识：0xAA (Heartbeat)
|
||||
+---------------------------------------- 固定起始符
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 3. 示例说明 (假设 Device ID = 0x01)
|
||||
|
||||
* **心跳包示例**：`AA AA 04 01 0F 00 05 72`
|
||||
* 表示：ID为1的设备，I/O全为高，序列号为5。
|
||||
* **485透传示例**：`AA 48 05 01 41 42 43 44 4D`
|
||||
* 表示：ID为1的设备，转发了 485 数据 "ABCD" (长度 4+1=5)。
|
||||
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