/* 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：继电器命令/反馈状态机、投喂秤、状态上报、OTA 确认 * sys_task(优先级1, 栈1KB) - 系统：LED、电量、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 "relay.h" #include "network.h" #include "led.h" #include "adc.h" #include "feed_scale.h" #include "iic.h" #include "24c02.h" #include "uart.h" #include "log_cn.h" #include "ble_at.h" #include "hlw8032.h" #include "oled.h" #include "reset_log.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(); /* 生成本次重启记录（原因+上轮运行时长）并打印最近 10 条 */ reset_log_boot(); /* 继电器 GPIO（控制输出 + 反馈输入） */ relayInit(); /* RS485 喂料秤控制模块 */ feedScaleInit(); /* LED（LED2 心跳同时兼任外部看门狗 TPL5010 喂狗） */ ledInit(); /* ADC 电量检测 */ adcInit(); update_batter(); /* HLW8032 电能计量（UART5 PD2，只累计电量） */ hlw8032_init(); /* OLED 屏幕（128x64 + GB2312 字库 IC） */ oled_init(); oled_locate(1, 2); oled_print("智能控制器"); oled_locate(2, 2); oled_print("V" FIRMWARE_VERSION_STR); 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 喂料秤 */ 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（继电器/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 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：先按 EEPROM 恢复继电器上次状态（断电记忆）， * 再上报一次完整状态，让平台刷新为真实状态 */ if (g_net_mqtt_ready && !mqtt_first_status_reported) { mqtt_first_status_reported = 1; relayRestoreState(); relayStatueUpdata(); 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 3s 再 OTA 确认 */ if (!ota_confirmed && g_net_mqtt_ready && g_net_first_publish_ok && (HAL_GetTick() - ota_confirm_tick) > 3000) { 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; NET_ota_confirm(); log_info("> OTA 已确认（MQTT Ready + 首次发布成功 + 延迟3s）"); } } /* 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"); reset_log_mark(RSN_OTA_HEALTH); 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(); } /* 继电器命令响应状态机 */ relayCmdProcess(); /* 延迟状态上报 */ if (relay_report_pending && (HAL_GetTick() - relay_report_tick) > 100) { relay_report_pending = 0; relayStatueUpdata(); } /* 喂料秤轮询与投喂保护 */ feedScaleProcess(); 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) { char buf[24]; /* 防烧屏：每 10s 换一档水平偏移（0/2/4px） */ uint8_t xoff = (uint8_t)((HAL_GetTick() / 10000u) % 3u) * 2u; if (g_net_mqtt_ready) { /*---- 已联网界面 ----*/ if (hlw8032_online()) { snprintf(buf, sizeof(buf), "%.1fV %.2fA", (double)hlw8032_get_voltage_v(), (double)hlw8032_get_current_a()); oled_locate(0, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(buf); snprintf(buf, sizeof(buf), "%.1fW %.2fkWh", (double)hlw8032_get_power_w(), (double)hlw8032_get_energy_kwh()); oled_locate(1, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(buf); } else { oled_locate(0, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("计量芯片离线"); oled_locate(1, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(""); } snprintf(buf, sizeof(buf), "开关:%s%s%s%s", MqttInfoStr.Relay_State[1] ? "开" : "关", MqttInfoStr.Relay_State[2] ? "开" : "关", MqttInfoStr.Relay_State[3] ? "开" : "关", MqttInfoStr.Relay_State[4] ? "开" : "关"); oled_locate(2, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(buf); /* 网络 + 运行时间：满 1 天显示 "1天02时"，否则 "27:35" */ uint32_t mins = up_ms / 60000u; const char *nt = (NET_GetActiveBackend() == NET_BACKEND_WIFI) ? "WiFi" : "4G"; if (mins >= 1440u) { snprintf(buf, sizeof(buf), "%s已连接%u天%02u时", nt, (unsigned)(mins / 1440u), (unsigned)((mins % 1440u) / 60u)); } else { snprintf(buf, sizeof(buf), "%s已连接%02u:%02u", nt, (unsigned)(mins / 60u), (unsigned)(mins % 60u)); } oled_locate(3, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(buf); } else { /*---- 未联网界面：联网进度 ----*/ net_ui_phase_t ph = g_net_ui_phase; oled_locate(0, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(""); if (ph == NET_UI_WIFI_FIXED || ph == NET_UI_WIFI_SMART || NET_GetActiveBackend() == NET_BACKEND_WIFI) { if (ph == NET_UI_WIFI_FIXED) { oled_locate(1, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("WiFi固定模式"); oled_locate(2, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("正在搜索热点"); } else if (ph == NET_UI_WIFI_SMART) { oled_locate(1, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("智能配网"); oled_locate(2, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("请打开APP广播"); } else { oled_locate(1, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("WiFi模式"); oled_locate(2, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("初始化中..."); } snprintf(buf, sizeof(buf), "剩余 %ds", g_net_ui_countdown); oled_locate(3, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(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_locate(1, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line("正在等待4G联网"); oled_locate(2, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(step); oled_locate(3, 0); oled_xoff(xoff); oled_print_line(""); } } } /* 电能日志/上报间隔：想改频率就改这个宏（单位 ms） */ #define ENERGY_REPORT_INTERVAL_MS 10000u /*==== 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 batt_tick = HAL_GetTick(); uint32_t up_last = HAL_GetTick(); uint32_t up_print = HAL_GetTick(); uint32_t en_print = 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(); /* 电量 1s 节流更新 */ if (HAL_GetTick() - batt_tick >= 1000) { batt_tick = HAL_GetTick(); update_batter(); hlw8032_tick(); /* 攒够约 0.1kWh 写一次 EEPROM */ oled_home_refresh(up_ms); /* OLED 界面 1s 刷新 */ reset_log_tick((uint32_t)(up_ms / 1000)); /* 共享 RAM 更新运行秒数，热复位不丢 */ } /* 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)); } } } /* 电能日志+上报：联网且计量芯片在线时每 ENERGY_REPORT_INTERVAL_MS 一条 */ if (g_net_mqtt_ready && hlw8032_online() && (HAL_GetTick() - en_print) >= ENERGY_REPORT_INTERVAL_MS) { en_print = HAL_GetTick(); float kwh = hlw8032_get_energy_kwh(); NET_publish_energy(kwh); log_info(FMT_ENERGY, (double)kwh, (double)hlw8032_get_voltage_v(), (double)hlw8032_get_current_a(), (double)hlw8032_get_power_w()); } 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 (;;) { } }