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ch32v307_camera/doc/下位机协议实现完备性分析.md
zhoujie e885c1b7ea 106
2026-03-15 16:47:32 +08:00

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下位机协议实现完备性分析

分析日期: 2026-03-15
对照文档: 采集端通信协议规范 v2.1.3 (2026-02-07)
分析对象: prj/TCPClient 工程全部源码

前提说明

协议规范描述了 ZMQ PUB-SUB + JSON 架构，但实际 MCU 与配置端服务器之间已约定采用自定义二进制 TLV 帧格式（0x55AA Magic + CRC16-MODBUS）通过双 TCP 通道（5511 控制 / 5512 数据）通信。以下审计基于 TLV 协议层面进行。

一、接收端（服务器 → 下位机，控制通道 5511）

# 功能 状态 说明
1 ConfigCommon 全量配置 ✅ 已实现 TYPE_CONFIG_COMMON(0x20) 完整解析 23 字节
2 Config2D 全量配置 ✅ 已实现 TYPE_CONFIG_2D(0x22) 完整解析 61 字节全部字段
3 Config1D 全量配置 ✅ 已实现 TYPE_CONFIG_1D(0x23) 完整解析 26 字节
4 设备 ID 分配 ✅ 已实现 TYPE_DEVID_ASSIGN(0x05) 解析后断线重连
5 判定结果接收 ✅ 已实现 TYPE_DETECTION_RESULT(0x40) → detect_cb 回调 NG/OK
6 帧请求（截图/采集） ✅ 已实现 TYPE_TEMP_FRAME(0x10) 请求 → temp_req_cb 回调
7 ACK 响应接收 ✅ 已实现 TYPE_ACK_PAYLOAD(0x30) 在 TLV 解析循环内可识别
8 部分参数更新 ❌ 未实现 规范 §4.2.2 定义 UpdateParameters 键值点更新，无对应 TLV 类型
9 控制命令组 ❌ 未实现 Start/Stop/Pause/Resume/GetStatus/GetConfiguration/SwitchPipelineMode/ResetStats 共 8 个控制命令均无解析
10 文件传输 ❌ 未实现 规范 §3.3.1 {deviceId}/file 无对应功能
11 时间同步 ⚠️ 仅定义 TYPE_SYNC_TIME(0x03) 已定义常量但未在 parse_and_dispatch_tlv 中处理

二、发送端（下位机 → 服务器，数据通道 5512）

# 功能 状态 说明
1 握手 ✅ 已实现 TYPE_HANDSHAKE(0x01) 连接后立即发送（UUID + 硬件/固件版本）
2 心跳 ✅ 已实现 TYPE_HEARTBEAT(0x02) 每 2s 发送 UpTime + CpuLoad + MemUsage
3 ACK 应答 ✅ 已实现 TYPE_ACK_PAYLOAD(0x30) 响应带 FLAG_ACK_REQ 的帧
4 温度帧（2D 触发帧） ✅ 已实现 TYPE_TEMP_FRAME(0x10) 零拷贝发送 + 自动分片
5 原始帧上报 ❌ 未实现 TYPE_RAW_FRAME(0x11) 仅定义常量，无发送逻辑
6 设备注册 ❌ 未实现 规范 §8.1 DeviceRegisterEvent 注册事件未发送
7 状态上报 ❌ 未实现 规范 §5.3.5 定期 AcquisitionStatusEvent 未实现
8 命令处理回执 ❌ 未实现 规范 §5.3.3 ChangedEvent 回执未实现
9 Masked 帧 ❌ 未实现 不区分 Triggered/Masked/Live 帧类型发送

三、核心处理逻辑

# 功能 状态 说明
1 2D 滑窗 ROI 提取 ✅ 已实现 积分图 + 滑窗搜索最大平均温度区域，提取 TargetWidth × TargetHeight
2 内部温度触发 ✅ 已实现 TriggerRoi 区域 Max/Avg vs TriggerTemperatureThreshold
3 Burst 连拍 ✅ 已实现 BurstCount + InternalIntervalMs 状态机
4 NG GPIO 输出 ✅ 已实现 PA8 脉冲，宽度从 NGioDelay 配置读取
5 帧分片 ✅ 已实现 超 1400B 自动分片，最后一片设置 FLAG_LAST_FRAGMENT
6 CRC16 校验 ✅ 已实现 收发双向 CRC16-MODBUS 校验
7 自动重连 ✅ 已实现 检测断线后 3s 重连双通道
8 阈值蒙版输出 ⚠️ 部分 滑窗搜索时低温 → 90 替换，但规范要求输出数据中低于 MaskThreshold → 替换为 0
9 触发延迟 (DelayMs) ✅ 已实现 burst_delay_pending + burst_delay_until_ms 状态机实现，消抖后延迟再连拍
10 外部 GPIO 触发 ✅ 已实现 PA15/EXTI15 上升沿 EXTI 中断，EXTI15_10_IRQHandler + burst_debounce_pending 消抖 + TriggerDelayMs 延迟
11 Alarm GPIO ❌ 未实现 AlarmGpioLine/AlarmHoldMs 字段已解析但无 GPIO 驱动
12 1D 数据采集处理 ✅ 已实现 S1D_IDLE / S1D_DEBOUNCE / S1D_COLLECTING 完整状态机，内/外部触发、预环形缓冲、切片、发送
13 Training 模式 ❌ 未实现 字段可解析但无训练采样功能
14 消抖 (DebounceIntervalMs) ✅ 已实现 2D 外部触发消抖与 1D HighTimerLimit 均已实现

四、汇总统计

类别 ✅ 已实现 ⚠️ 部分 ❌ 未实现
接收（控制通道） 7 1 3
发送（数据通道） 4 0 5
处理逻辑 10 1 3
合计 21 2 11

五、优先级建议

P0 — 必须补齐（影响基本功能验证）

  1. 控制命令接收 — 至少实现 StartAcquisition / StopAcquisition / GetStatus，否则服务端无法控制采集启停
  2. 状态上报 — 周期性上报运行状态给服务端，否则服务端无法监控设备健康
  3. 触发延迟 (DelayMs) — 简单改动，在触发检测到后 delay 再开始采集
  4. 阈值蒙版输出 — 提取后的数据中 val < MaskThreshold → 替换为 0

P1 — 高优先级（完善核心流程）

  1. 外部 GPIO 触发 — 实际产线通常用外部触发信号
  2. Alarm GPIO — 独立于 NG GPIO 的报警输出
  3. 命令处理回执 (ChangedEvent) — 服务端需要确认命令被执行
  4. 设备注册事件 — 完整的上线握手流程

P2 — 可延后

  1. 1D 数据处理（如果当前只做 2D 热成像）
  2. Training 模式
  3. 文件传输
  4. 原始帧/Masked 帧分类发送
  5. 时间同步
  6. 部分参数更新

六、涉及源文件清单

文件 职责
Middle/QDXnetworkStack/qdx_protocol.h 协议常量、TLV 类型定义、结构体
Middle/QDXnetworkStack/qdx_protocol.c CRC16、帧构建、序列化工具
Middle/QDXnetworkStack/qdx_tcp_logic.h TCP 逻辑层 API 声明
Middle/QDXnetworkStack/qdx_tcp_logic.c 双通道连接管理、TLV 解析/分发、心跳、帧发送
Middle/QDXnetworkStack/qdx_preprocess.h 预处理 API 声明
Middle/QDXnetworkStack/qdx_preprocess.c 滑窗 ROI、温度过滤、内部触发检测
Middle/QDXnetworkStack/qdx_port.h HAL 抽象层声明
Middle/QDXnetworkStack/qdx_port.c FreeRTOS + WCHNET HAL 实现
User/main.c 应用主逻辑：RTOS 任务、Burst 状态机、NG GPIO、测试模式
Debug/dvp.c DVP 图像采集驱动
Debug/mini212g2.c Mini212G2 传感器 UART 驱动