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shuichan_new/AI项目上下文.md

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项目上下文（AI 协作速查，新会话开场贴给 AI 阅读）

本文件汇总多项目的结构、约定和踩坑记录。新会话开始时提供给 AI，可跳过漫长的项目探索。

1. 仓库与工程

项目 本地路径 git 仓库 说明
控制终端（投料机/四路继电器） 控制终端/STM32F103_App1 + STM32F103_BootLoader ssh://nky@58.17.14.95:90/helei/shuichan_new.git 当前 V1.7.0 (FreeRTOS，新板引脚重排，不兼容老板；老仓库 shuichan.git 定格 V1.6.5)
采集终端（农业传感器采集） 采集终端/V1.0/STM32F103_App1 + STM32F103_BootLoader http://58.17.14.95:8001/helei/nongye.git 当前 V1.0.1
自制土壤传感器 土壤传感器/代码/Soil_HR_TP_V0.2（APP+BL）+ soil_calib.py/soil_calib_gui.py + dist/土壤标定工具.exe 无 git STM32F030，FreeModbus
自制叶面传感器 传感器/叶面传感器/代码/Leaf_HR_TP_V1.0（APP+BL） 无 git STM32F030，FreeModbus
百叶箱环境采集 传感器/百叶窗环境采集/代码/环境采集终端代码-无气压传感器/terminal-appV2兼容精讯 无 git STM32F030，FreeModbus
LoRa 参考工程 LoRA/GW、LoRA/SUB、LoRA/参考 无 git 网关/从机 V1.7 参考
  • 云平台：私有 MQTT broker 58.17.14.95:1880，topic /iot/data/up|down/<ClientID>
  • 编译：Keil C:\Keil_v5\ARM\ARMCC，命令行 UV4.exe -b <proj>.uvprojx -j0 -o Log/build.log，bin 产物在 OutputBin/
  • 烧录：J-Link（JLink_V796e），BL 不能 OTA 只能线刷
  • 提交 git 前先跑 keilkill.bat 清编译产物

2. 源码约定（极重要，反复踩坑）

  • 版本号 FIRMWARE_VERSION_STR 不要主动加：功能更新时用户没明确说升版本就不动（小改动也涨版本会失控）

  • 所有 APP 源文件（.c/.h）是 GBK 编码，Read/Edit 工具无法直接处理，一律用 python 脚本（读 gbk、改、encode 验证后写）

  • heredoc 转义陷阱（python 脚本写 C 代码时高发）：

    • \22 在 python 字符串里会变成八进制 0x12——构造 AT 命令 JSON 转义时必须用 chr(92) 拼反斜杠
    • '\\r'/'\\n' 会被写成字面 CR/LF 导致编译错——用 chr(13) 或 chr(92)+'r' 构造
    • \a 会变 BEL(0x07) 曾把 uvprojx 搞坏
    • 写中文字符串后必须 s.encode('gbk') 验证再落盘

  • Keil 工程必须带编译选项 --no_multibyte_chars（中文字符串字节原样输出）

  • 串口日志是 GBK 中文，上位机/蓝牙 APP 字符集必须选 GBK（否则乱码+吞换行）

  • 修改文件路径含中文时，先 cd 进目录再用相对路径（绝对路径在 bash/python 里偶发编码错乱）

3. 硬件资源分配（两个终端共用板型，GD32F103RCT6 256K）

注意：下表为老板型（采集终端仍用）。控制终端 V1.7.0 起换新板，引脚重排见本节末尾附表。

用途 接口 引脚/说明
日志+蓝牙 HLK-B40 USART1 PA9/PA10，115200；BT_MODE=PB0(开漏)，BT_RST=PA7
485 传感器 USART2 PA2/PA3，9600，DMA+IDLE 定帧
4G Air780E/EG USART3 PB10/PB11，921600；CAT_PWR=PC4(开漏拉低=开机，置高=断电)
WiFi ESP-01S UART4 PC10/PC11，921600；ESP_RST=PA5，ESP_EN=PA6(高有效)
HLW8032 计量 UART5 PD2 只收（仅控制终端）
继电器×4 输出 PB7/PB8/PC0/PC2，高吸合；反馈 PB6/PB9/PC1/PC3
电量/断电检测 ADC1 PA0，分压比 11
OLED(带字库IC) 软件SPI CLK=PC12 MOSI=PC9 DC=PC8 CS1=PC7 FSO=PC6 CS2=PB15 RST=PB14
W25Q64 软件SPI CS=PB4 CLK=PB3 DO=PB5 DI=PA15
EEPROM AT24C02 软件I2C 存 MQTT 配置等
LED LED2=PC13(喂 TPL5010 外狗)，NET_LED=PA1
看门狗 IWDG + TPL5010 idle 钩子喂 IWDG；LED2 翻转喂外狗，BL 等待循环也必须喂外狗

控制终端新板引脚表（V1.7.0 起，仅控制终端）

用途 引脚
串口（USART1 蓝牙日志 / USART2 485 / USART3 4G / UART4 WiFi / UART5 计量） 不变：PA9/PA10、PA2/PA3、PB10/PB11、PC10/PC11、PD2
CAT_PWR（DCDC EN，4G 供电） PC1 开漏，释放=工作、拉低=掉电（与老板反相！）
CAT_RST（直连 Air780E 复位脚） PA4 开漏，拉低=复位、释放=工作（复位脉冲后必须释放）
BT_MODE / BT_RST PC4 / PA7
RELAY1~4 / 反馈 PC2/PA1/PB12/PB1；反馈 PC0/PC3/PC5/PB0
NET_LED PB13（LED2 仍 PC13）
EEPROM I2C（SCL/SDA） PB5/PB4
W25Q64（CS/DO/CLK/DI） PB8/PB9/PB6/PB7
OLED（CS2/FSO/CS1/DC/MOSI/CLK/RES） PC12/PA12/PC8/PC9/PA15/PB3/PA11
HR_IN 缺料检测 PA8 下拉输入，高=缺料→停投料关继电器1（只记日志），不接传感器不影响投料
KEY1~4 PC6/PC7/PB14/PB15 上拉输入，功能预留
取消 PA8 手动模式开关（MANUAL_MODE 已删）
开机二维码 已配置身份时开机 OLED 显示 10s：内容=ClientID（qrcodegen 生成），右侧附 ID 文本

485 总线多从机（V1.7.1 起）：称重秤 0x01（Modbus 读重量）+ 扩展继电器板 0x10（FC05 控制/FC03 读状态，协议见 Docs/RS485扩展继电器协议.md）；收帧统一在 feedScaleProcess 按站号分发，发送共用 uart.c 的 rs485_bus 时间戳做 50ms 静默保护；平台标识符 sw5~sw8，蓝牙 R5ON~R8OFF；扩展板状态断电记忆（Relay_State[5] 位掩码），离线→上线自动比对恢复

4. 云平台协议

  • 上报：{"header":"iot.prop.post","body":{...}}；4G 通道 AT 报文里引号用字面三字符 \22（C 源码写 \\22），不能丢反斜杠（踩过两次）
  • 平台只认 UTF-8：发往平台的中文文案不能直接写汉字（GBK 源码→GBK 字节→平台乱码，实测），必须用 UTF-8 字节的 \x 转义写法（如 "负载断开或继电器损坏" = "\xE8\xB4\x9F\xE8\xBD\xBD\xE6\x96\xAD\xE5\xBC\x80\xE6\x88\x96\xE7\xBB\xA7\xE7\x94\xB5\xE5\x99\xA8\xE6\x8D\x9F\xE5\x9D\x8F"）；串口日志则相反必须 GBK（上位机字符集是 GBK）
  • 下行：iot.prop.set（控制终端继电器）、iot.ota.upgrade.post（OTA）
  • 标识符：sw1~sw4/feeding（板载继电器）、sw5~sw8（485 扩展继电器板，V1.7.1 起，在线才上报）、weight/zero/onceWt（秤）、energy/pow、power="220V,0.21A,46.2W"字符串、GPS（"经度,纬度"高德格式）、iccid、fwver（"1.6.5:3"版本串+序号）、ver（数字版本序号）、BAT_VAL（采集终端电量）
  • 传感器标识符（采集终端）：PH/EC/BS_T/BS_RH/BS_DO/DS_T/DO/BY_TP/BY_RH/BY_HV/BY_CO2/YSMD_TP/YSMD_RH/SOIL_TP/RH/NV/PV/KV/PH/RV/WIND
  • 协议解析助手在 m_app/proto.c（不用完整 JSON 库）

5. EEPROM 布局（AT24C02，两个终端共用）

  • 0~110：MqttInfo_Str（ClientID/Username/Password/ServerIP/Topic/Port/Relay_State[7]/Magic=0xDEADBEEF/Ver）
  • 102：继电器状态（Relay_State[1~4]=板载 sw1~sw4，[5]=485 扩展板 sw5~sw8 位掩码，0xFF 空白视为全断）；120~124：秤去皮/单次投料/初始化标志
  • 132~157：BLE 名缓存；158：BLE 功率；160：日志等级
  • 164~171：电能脉冲（控制终端）；172：产品模式；173：GPS 开关；175~194：OTA 任务 id
  • 200~244：WiFi 热点配置（magic=0xA6@200，SSID 22B@201，PASS 22B@223）
  • 250：EEPROM 探测字节
  • 身份配置：固件不含 MQTT 身份，SETMQTT 蓝牙灌入 EEPROM；Magic+ClientID 非空=已配置，否则进待配置模式（跳过网络，OLED 提示）
  • FACTORY：整片 EEPROM 写 0xFF 恢复出厂（清 WiFi 配置但不清 ESP 模块里 SmartConfig 的热点，那个用 WIFIRESET）

6. 蓝牙命令（当前全集，不区分大小写，空格分隔参数）

RESET / INFO / MQTTINFO / STATUS / HELP(逐条中文) SETMQTT id user pass（保存后自动重启）/ SETIP ip port / FACTORY / SETWIFI ssid pass / WIFIINFO / WIFICLEAR / WIFIRESET R1ON~R4OFF/ALLON/ALLOFF（控制终端板载）/ R5ON~R8OFF（485 扩展继电器板，V1.7.1 起） / FEEDSTART kg / FEEDSTOP / FEED（控制终端投喂） SCALE/SCALE0/SCALE1（控制终端）/ GPS/GPS0/GPS1 / ENCLR（控制终端电能清零）/ HISTORY（控制终端重启记录）/ BLESET / LOGTRACE~LOGFATAL / OTA

7. OTA 架构（两终端相同）

  • 流程：MQTT 下发 iot.ota.upgrade.post → HTTP Range 3072B/块下载 → W25Q64 暂存 → CRC16+固件头校验 → 复位进 BL → BL 备份 APP1/搬运/试运行计数（3 次失败回退）→ APP 联网后确认（MQTT ready + 首次发布 + 延迟9s）
  • 版本防重复：new_ver > MqttInfoStr.Ver 才下载；健康检查：MQTT ready 后 1 分钟无首次 MPUB 复位并消耗一次试错
  • OLED 进度页：NET_UI_OTA 阶段 + g_ota_pct（0~100），入口 air780e_trigger_ota/net_wifi_ota 置位
  • OTA 期间业务全停：g_ota_active 标志，sensor_process/relayCmdProcess 跳过；WiFi 中止自动恢复，4G 失败路径本就复位

8. 网络层（network.c 抽象）

  • 4G（模组内置 MQTT，Air780 AT 指令）与 WiFi（ESP-01S TCP 透传+MCU 软件 MQTT 3.1.1）统一 NET_* 接口，共享 U2_CopyBuff 接收缓冲，net_at_mutex 互斥
  • 通道选择（V1.7.1 起改为开机按键手动选择，仅控制终端新板）：欢迎页后 10s 倒计时，KEY1=4G/KEY2=WiFi固定/KEY3=配网，超时=EEPROM(130)记忆的上次选择（首次默认4G）；选定后锁定通道原地重试，不再自动回退；老版本（含采集终端）仍是 EEPROM 记忆优先+4G/WiFi 自动回退循环
  • 心跳阶梯（防误复位）：30s PINGREQ，无应答立即 3s 快探测，连续 5 次（约42s）判死 → 先原 TCP 重发 CONNECT，失败再完整重建链路，不整机复位
  • ESP_EN 断电重启：esp_reset 先断电 500ms 再上电（治模块半死）；CWJAP 冷启动失败自动重试一次；连上后 AT+CWJAP? 打印信号强度%（含 busy 重试）
  • WiFi 就绪后 4G 断电省电（老板 CAT_PWR 置高；控制终端新板 PC1 反相为拉低=掉电）

9. 485 传感器总线（采集终端）

地址 传感器 寄存器 上报标识符
0x01 水体PH-EC 0x0000/2 PH, EC
0x02 大气压温湿度 0x0000/12 BS_T, BS_RH, BS_DO
0x03 溶解氧DO59 0x2500启动/0x2600读4 DS_T, DO
0x06 百叶箱 0x0000/9 BY_TP, BY_RH, BY_HV, BY_CO2
0x07 叶面温湿度（自制） 0x0020/2 YSMD_TP, YSMD_RH
0x08 土壤温湿度（自制） 0x0012/2 SOIL_TP, SOIL_RH
0x09 氮磷钾 0x001E/3 SOIL_NV/PV/KV
0x0A 土壤PH 0x0006/1 SOIL_PH
0x0B 土壤EC 0x0015/1 SOIL_RV
0x0C 风速(聚碳) 0x0000/1 值×10 WIND
  • 传感器间必须 ≥50ms 间隔（从机 485 释放/回声沉降，否则下一个查询撞帧读不到——实测踩坑）
  • DO59 必须用真实地址 0x03 查询，禁用 0xFF 通配（聚碳风速也认 0xFF 会抢答导致误上线）
  • 各传感器实际地址可能和表不符（不同批次），接不上先查地址；精讯 JXBS 改地址寄存器 0x0100，聚碳风速 0x07D0+波特率 0x07D1

10. 自制传感器固件（土壤/叶面，STM32F030）

  • 寄存器：0x12湿度/0x13温度（0.1单位），0xB5 实时 ADC，0xA0 标定标志(0x8000+点数)，0xA1~RH点，0xAB~ADC点，0x0100 地址，0x0101 波特率(0/1/2=2400/4800/9600)
  • 标定写入顺序：先清标志→写点→最后写标志（标志变化才落 Flash）；先写点后写标志否则不保存
  • 土壤 ADC：湿度越大 ADC 越大；叶面相反（湿度越大 ADC 越小）——上位机已做方向自动识别
  • 标定：两点法（空气=0%/水中=100%）够用；多点法需天平+105℃烘干箱按官方流程
  • 上位机：土壤传感器/soil_calib_gui.py → PyInstaller 打包 dist/土壤标定工具.exe（单文件免环境）；打包环境在 packenv/+python/（独立 Python3.13，本机 Python3.14 太新不支持 PyInstaller）；GitHub 下载需开系统代理（127.0.0.1:7897）
  • 编译老工程（2023 年 SPL 工程）三件套：IncludePath 补 Library\CMSIS\Device\ST\STM32F0xx\Include + Library\CMSIS\Include（DFP 版本冲突）、fromelf 路径改本机、pArmCC/pCCUsed 编译器锁定字段清空；Flash 算法 $$Device 宏失效要改绝对路径 C:\Keil_v5\ARM\PACK\Keil\STM32F0xx_DFP\2.1.0\CMSIS\Flash\STM32F0xx_64.FLM

11. 已知历史问题（已修，勿再引入）

  • FreeModbus portserial.c：TC 中断重复驱动发送状态机（查询快传感器重启）——TC 只清标志
  • SHT20 测量就绪 do-while 无超时——已加 200 次上限（约1.2s）返回上次值
  • BL 门禁等待循环只喂 IWDG 没喂 TPL5010 外狗——已补 EXT_WDOG_FEED
  • 低电压两级滞回：APP <10% 主动复位，BL <20% 不放行（阈值按各自 BAT 公式算 ADC 原始值）
  • 心跳超时复位后发现热点 CWJAP:3（路由器没活）→ 冷启动重试已加