/* app_loop.c - FreeRTOS 任务调度封装 * * 任务划分(裸机主循环轮询项拆分而来): * net_task(优先级3, 栈3KB) - 网络状态机 NET_process:4G/WiFi 建链、收发、OTA 下载 * app_task(优先级2, 栈2KB) - 业务:磅秤重量采集上报、OTA 确认与健康检查 * sys_task(优先级1, 栈1KB) - 系统:LED、蓝牙调试命令、运行时长打印 * idle 钩子 - 喂 IWDG(只要调度器正常,看门狗就不会断粮; * 有任务死循环占 CPU 时 idle 饿死 → 复位,正是想要的行为) * * 共享资源互斥: * g_net_at_mutex - NET_publish_* 与长 AT 会话(建链/重连)互斥,拿锁失败直接丢弃 * s_storage_mutex - EEPROM(软件I2C) / W25Q64(软件SPI) 跨任务访问互斥(storage_lock) * log 输出 - log.c 内部互斥,多任务日志不交织 */ #include "app_loop.h" #include "app_common.h" #include "user_cmd.h" #include "network.h" #include "led.h" #include "sensor.h" #include "adc.h" #include "iic.h" #include "24c02.h" #include "uart.h" #include "log_cn.h" #include "ble_at.h" #include "oled.h" #include "../W25Q64/w25q64.h" #include "FreeRTOS.h" #include "task.h" #include "semphr.h" /*==== 存储总线互斥锁(EEPROM/W25Q64 共用一把递归锁)====*/ static SemaphoreHandle_t s_storage_mutex = NULL; void storage_lock_init(void) { s_storage_mutex = xSemaphoreCreateRecursiveMutex(); } void storage_lock(void) { if (s_storage_mutex && xTaskGetSchedulerState() == taskSCHEDULER_RUNNING) { xSemaphoreTakeRecursive(s_storage_mutex, portMAX_DELAY); } } void storage_unlock(void) { if (s_storage_mutex && xTaskGetSchedulerState() == taskSCHEDULER_RUNNING) { xSemaphoreGiveRecursive(s_storage_mutex); } } /*==== 业务模块初始化(调度器启动前调用,与裸机版一致)====*/ void app_init(void) { log_info(""); log_info("* * * * * * * * * * * * * * * * * *"); log_info("* 版本: %s (RTOS) *", FIRMWARE_VERSION_STR); log_info("* * * * * * * By Helei * * * *"); /* EEPROM 中的 MQTT/版本配置 */ iicInit(); eepromReadInfo(); log_load_level(); /* 恢复保存的日志等级 */ log_info("> 服务器: %s:%d", MqttInfoStr.ServerIP, MqttInfoStr.ServerPort); log_info("> 客户端ID: %s", MqttInfoStr.ClientID); log_info("> 用户名: %s", MqttInfoStr.Username); log_info("> 版本序号: %u", MqttInfoStr.Ver); /* W25Q64 外部 Flash,用于 OTA 固件暂存 */ W25Q64_Init(); /* 采集终端:无断电记录/继电器/电量计量,相关初始化全部移除 */ gps_load_mode(); /* GPS 定位开关(EEPROM 173,蓝牙 GPS0/1 切换) */ /* 电池电量检测(PA0 ADC) */ adcInit(); /* RS485 传感器采集 */ sensor_init(); /* LED(LED2 心跳同时兼任外部看门狗 TPL5010 喂狗) */ ledInit(); /* OLED 屏幕(128x64 + GB2312 字库 IC) */ oled_init(); oled_locate(1, 1); oled_print("数据采集终端"); oled_locate(2, 2); oled_print("V" FIRMWARE_VERSION_STR " RTOS"); log_info("> OLED: 初始化完成"); /* 网络模块初始化:按 EEPROM 记忆的上次成功方式优先(4G 或 WiFi) */ NET_init(); /* 启动各路串口接收 */ USART2_StartRx(); /* RS485 传感器总线 */ USART3_StartRx(); /* 4G MQTT 消息,DMA+IDLE */ USART1_StartRx(); /* 蓝牙调试命令 */ /* 上电把 HLK-B40 蓝牙名称设置为 MQTT ClientID,多台设备可区分 */ ble_at_init(); ble_setup_name(); } /*==== net_task:网络状态机(4G/WiFi 建链、收发、OTA)====*/ static void net_task(void *arg) { (void)arg; for (;;) { NET_process(); vTaskDelay(5); } } /*==== app_task:业务逻辑(秤/上报/OTA 确认)====*/ static void app_task(void *arg) { (void)arg; /* 主循环状态变量 */ static uint8_t ota_confirmed = 0; static uint8_t ota_simulate_fail = 0; /* =1测试:模拟 OTA 确认失败(验证回退) */ static uint8_t ota_fail_logged = 0; static uint32_t ota_confirm_tick = 0; static uint8_t ota_report_pending = 0; static uint32_t ota_report_tick = 0; static uint32_t mqtt_ready_tick = 0; static uint8_t mqtt_ready_recorded = 0; static uint8_t mqtt_first_status_reported = 0; for (;;) { /* 记录 MQTT 首次就绪时刻 */ if (!mqtt_ready_recorded && g_net_mqtt_ready) { mqtt_ready_recorded = 1; mqtt_ready_tick = HAL_GetTick(); } /* MQTT 首次就绪后上报一次固件版本,让平台刷新版本序号 */ if (g_net_mqtt_ready && !mqtt_first_status_reported) { mqtt_first_status_reported = 1; { /* 每次重启联网后上报一次代码版本:"1.5.0:15"(字符串版本 + EEPROM 版本序号) */ char verbuf[24]; snprintf(verbuf, sizeof(verbuf), "%s:%u", FIRMWARE_VERSION_STR, (unsigned)MqttInfoStr.Ver); NET_publish_version(verbuf); } log_info("> Main: MQTT Ready 后首次状态上报"); ota_confirm_tick = HAL_GetTick(); } /* 首次发布成功后延迟 9s 再 OTA 确认(避开开机上报风暴:pow/ICCID/状态/电能) */ if (!ota_confirmed && g_net_mqtt_ready && g_net_first_publish_ok && (HAL_GetTick() - ota_confirm_tick) > 9000) { if (ota_simulate_fail) { if (!ota_fail_logged) { ota_fail_logged = 1; log_info("> OTA 确认跳过(模拟失败,用于回退测试)"); } /* 不置位 ota_confirmed,让 1 分钟健康超时触发复位 */ } else { ota_confirmed = 1; if (NET_ota_confirm() < 0) { /* <0 才是未送达;1=无挂起 OTA 属正常 */ ota_report_pending = 1; /* 通知未送达,30s 后重试 */ ota_report_tick = HAL_GetTick(); log_warn("> OTA 确认通知未送达,稍后重试"); } else { log_info("> OTA 已确认(MQTT Ready + 首次发布成功 + 延迟9s)"); sensor_notify_ota_confirmed(); /* 锚定传感器上传计划 */ } } } /* OTA 确认通知未送达:每 30s 重试直到成功(本地确认标志已落盘,仅补平台通知) */ if (ota_report_pending && g_net_mqtt_ready && (HAL_GetTick() - ota_report_tick) > 30000) { ota_report_tick = HAL_GetTick(); if (NET_ota_confirm() >= 0) { ota_report_pending = 0; log_info("> OTA 确认通知重试成功"); } } /* MQTT 就绪后 1 分钟仍未首次 MPUB,主动复位 */ if (!ota_confirmed && mqtt_ready_recorded && (HAL_GetTick() - mqtt_ready_tick) > OTA_HEALTH_TIMEOUT_MS) { log_warn("> OTA 健康超时: MQTT Ready 但 1 分钟内无 MPUB,复位"); W25Q64_OTA_IncTrial(); /* 软件复位 BL 不计次,这里自行消耗一次试错 */ HAL_Delay(100); NVIC_SystemReset(); } /* 传感器轮询与上报 */ sensor_process(); vTaskDelay(10); } } /*==== OLED 界面刷新(1s 一次) * 已联网:电压电流/功率电能/开关状态/网络+运行时间 * 未联网:按 g_net_ui_phase 显示 4G/WiFi 联网进度(WiFi 带倒计时) * 防烧屏:每 10s 内容整体右移 0/2/4px 轮换 ====*/ static void oled_home_refresh(uint32_t up_ms); /* 调度器启动前的阻塞建链阶段(app_init 里的 4G 初始化), * sys_task 还没跑,由 bg_delay 每 500ms 调一次刷新联网进度页 */ void app_oled_presched_tick(void) { static uint32_t last = 0; if (HAL_GetTick() - last < 500) return; last = HAL_GetTick(); oled_home_refresh(0); } /* 写一整行(带防烧屏偏移):先写空格清掉左移腾出的列,再从偏移处写内容 */ static void oled_row(uint8_t row, uint8_t xoff, const char *s) { /* 按内容宽度钳位:内容宽就少移,保证不超出右边界 */ uint8_t w = oled_text_w(s); if (xoff > 0 && (uint16_t)xoff + w > 128) xoff = 128 - w; if (xoff) { oled_locate(row, 0); for (uint8_t c = 0; c < xoff; c += 8) oled_print(" "); /* 清空左侧腾出的列,防残留 */ oled_locate(row, 0); } oled_locate(row, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(s); } static void oled_home_refresh(uint32_t up_ms) { char buf[24]; /* 防烧屏:每 10s 换一档,左右往返(0→24→0,按内容宽度自动钳位) */ uint8_t phase = (uint8_t)((HAL_GetTick() / 10000u) % 8u); uint8_t xoff = (phase <= 4u) ? phase * 6u : (8u - phase) * 6u; if (g_net_mqtt_ready) { /*---- 已联网界面(四行布局) ----*/ /* R0: 左=网络类型,右=电池电量(10s 刷一次 ADC) */ { static uint32_t bat_tick = 0; static int bat_val = 0; if (HAL_GetTick() - bat_tick >= 10000u) { bat_tick = HAL_GetTick(); bat_val = battery_percent(); } char left[8], right[8]; char r0[40]; const char *nt = (NET_GetActiveBackend() == NET_BACKEND_WIFI) ? "WiFi" : "4G"; snprintf(left, sizeof(left), "%s", nt); snprintf(right, sizeof(right), "%d%%", bat_val); /* 左网络右电量(空格 8px/个,允许少量过冲)。 * 整行在防烧屏偏移基础上再右移 4px:贴边 x=0 的字符会被屏幕物理裁边 */ int wl = oled_text_w(left), wr = oled_text_w(right); int pos; strcpy(r0, left); pos = wl; int right_pos = 104 - wr; /* 右边界内收:内容顶满 128 时防烧屏钳位会把 xoff 锁死 */ while (pos < right_pos) { strcat(r0, " "); pos += 8; } strcat(r0, right); oled_row(0, (uint8_t)(xoff + 4), r0); } /* R1: 运行时间 天:时:分 */ { uint32_t mins = up_ms / 60000u; snprintf(buf, sizeof(buf), "%02u:%02u:%02u", (unsigned)(mins / 1440u), (unsigned)((mins % 1440u) / 60u), (unsigned)(mins % 60u)); oled_row(1, xoff, buf); } /* R2/R3: 在线传感器翻页显示(一页一路,5s 翻页) */ { char l1[24], l2[24]; if (sensor_oled_summary(l1, l2, sizeof(l1))) { oled_row(2, xoff, l1); oled_row(3, xoff, l2); } else { oled_row(2, xoff, "无传感器应答"); oled_row(3, xoff, ""); } } } else { /*---- 未联网界面:联网进度 ----*/ net_ui_phase_t ph = g_net_ui_phase; oled_row(0, xoff, "断网"); if (ph == NET_UI_WIFI_FIXED || ph == NET_UI_WIFI_SMART || NET_GetActiveBackend() == NET_BACKEND_WIFI) { if (ph == NET_UI_WIFI_FIXED) { oled_row(1, xoff, "WiFi固定模式"); oled_row(2, xoff, "正在搜索热点"); } else if (ph == NET_UI_WIFI_SMART) { oled_row(1, xoff, "智能配网"); oled_row(2, xoff, "请打开APP广播"); } else { oled_row(1, xoff, "WiFi模式"); oled_row(2, xoff, "初始化中..."); } snprintf(buf, sizeof(buf), "剩余 %ds", g_net_ui_countdown); oled_row(3, xoff, g_net_ui_countdown > 0 ? buf : ""); } else { /* 4G 进度:显示最近完成的阶段 */ const char *step = "初始化中"; switch (ph) { case NET_UI_4G_RESET: step = "模块复位成功"; break; case NET_UI_4G_AT: step = "AT指令成功"; break; case NET_UI_4G_SIM: step = "SIM卡检测成功"; break; case NET_UI_4G_ATTACH: step = "附着网络成功"; break; case NET_UI_4G_MQTT: step = "连接服务器中"; break; case NET_UI_4G_NOSIM: step = "无SIM卡!"; break; default: break; } oled_row(1, xoff, "正在等待4G联网"); oled_row(2, xoff, step); oled_row(3, xoff, ""); } } } /*==== sys_task:系统辅助(LED/电量/蓝牙命令/运行时长)====*/ static void sys_task(void *arg) { (void)arg; uint32_t up_last = HAL_GetTick(); uint32_t up_print = HAL_GetTick(); uint32_t disp_tick = HAL_GetTick(); uint64_t up_ms = 0; for (;;) { /* 蓝牙调试命令 */ process_usart1_command(); /* 联网指示:连接中闪烁,连上常亮(led.c activeEvents 据此控制 PA1) */ g_net_led_connected = g_net_mqtt_ready ? 1 : 0; /* LED 心跳/联网指示 */ activeEvents(); /* OLED 界面 1s 刷新 */ if (HAL_GetTick() - disp_tick >= 1000) { disp_tick = HAL_GetTick(); oled_home_refresh(up_ms); } /* 运行时长心跳:联网后每 60s 串口输出一次(天/时/分); * 未联网(配网/重连中)不打印,避免干扰配网倒计时日志。 * 64 位累计,HAL_GetTick 约 49 天回绕也不受影响 */ { uint32_t now = HAL_GetTick(); up_ms += (uint32_t)(now - up_last); /* 32位差值天然容忍回绕 */ up_last = now; if (now - up_print >= 60000) { up_print = now; if (g_net_mqtt_ready) { uint32_t mins = (uint32_t)(up_ms / 60000); log_info(FMT_UPTIME, (unsigned)(mins / 1440), (unsigned)((mins % 1440) / 60), (unsigned)(mins % 60)); } } } vTaskDelay(20); } } /*==== FreeRTOS 钩子 ====*/ /* idle 钩子:喂独立看门狗。有任务死循环占 CPU 时 idle 饿死 → IWDG 复位 */ void vApplicationIdleHook(void) { IWDG_Feed(); } void vApplicationMallocFailedHook(void) { log_error("> RTOS: malloc 失败(堆耗尽)"); taskDISABLE_INTERRUPTS(); for (;;) { } } void vApplicationStackOverflowHook(TaskHandle_t xTask, char *pcTaskName) { (void)xTask; log_error("> RTOS: 任务 %s 栈溢出", pcTaskName); taskDISABLE_INTERRUPTS(); for (;;) { } } /*==== 任务创建与调度器启动(main 调用,不再返回)====*/ void app_rtos_start(void) { /* 互斥锁先于任务创建 */ log_lock_init(); storage_lock_init(); NET_LockInit(); xTaskCreate(net_task, "net", 768, NULL, 3, NULL); /* 栈 3KB:AT/OTA 有大的 sprintf 缓冲 */ xTaskCreate(app_task, "app", 512, NULL, 2, NULL); /* 栈 2KB */ xTaskCreate(sys_task, "sys", 512, NULL, 1, NULL); /* 栈 2KB:电能日志一行 4 个浮点格式化很吃栈 */ vTaskStartScheduler(); /* 不会走到这里(堆不足创建失败才会) */ log_error("> RTOS: 调度器启动失败"); for (;;) { } }