embedded-framework/utils/McuProtocol

1. MCU协议模块

  负责对MCU协议进行封包/解包，负责协议的多态替换。协议数据统一使用网络字节序（大端字节序）。

注：协议数据统一使用网络字节序（大端字节序）

版本	时间	说明
V1.0	2024-5-14	首次评审。
V1.1	2024-5-16	补充数据同步协议。

1.1. 协议格式

协议头	流水号	命令字	长度	数据段	校验码
2字节 0xFAC1	4字节	2字节	2字节 协议包总长度	-	2字节

流水号

  流水号用于强绑定问答型协议的发送数据和回复数据,回复者原数据回传即可。例如：

unsigned char ASK_IPC_MISSION[] = {0xFA, 0xC1, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x81, 0x01, 0x00, 0x0C, 0x71, 0x88};
unsigned char REPLY_IPC_MISSION[] = {0xFA, 0xC1, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x01, 0x00, 0x0D, 0x01, 0xAA, 0x89};

  流水号管理发送方和接收方互相独立，各自往外发的协议中流水号存在重复的可能，接收方直接复制回传即可。

  流水号必须大于等于1，0用于代码初始化值，代码意义上表示无效的流水号。

协议收发匹配逻辑   协议发送时，附带自管理的流水号，对端回复时，根据流水号绑定发送的协议，为了避免对端回复时，流水号错误导致的业务逻辑错乱，本端除了匹配流水号，还需要根据协议匹配回复的命令字，保证回复内容的有效匹配。如果流水号和命令字无法同时匹配，该回复的数据包被丢弃。

校验码算法

  校验码算法使用ModBus CRC16方法计算。

参考代码(查表法)

/* Table of CRC values for high–order byte */
unsigned char chCRCHi[] ={
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 
    0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 
    0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 
    0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 
    0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 
    0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 
    0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 
    0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 
    0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 
    0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 
    0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
};

/* Table of CRC values for low–order byte */
unsigned char chCRCLo[] ={
    0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 
    0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 
    0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 
    0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 
    0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 
    0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3, 
    0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 
    0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 
    0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 
    0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 
    0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 
    0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26, 
    0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 
    0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 
    0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 
    0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 
    0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 
    0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 
    0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 
    0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 
    0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 
    0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 
    0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 
    0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C, 
    0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 
    0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40
};
/**
 * @brief       计算校验和
 * 
 * @param       pData 数据指针
 * @param       length 数据长度
 * @return      unsigned short 
 */
unsigned short calculate_check_sum(const unsigned char* pData, unsigned short length)
{
    unsigned char CRCHi = 0xFF;
    unsigned char CRCLo = 0xFF;
    int uIndex;
    while (length--)
    {
        uIndex = CRCHi ^ *pData++;
        CRCHi = CRCLo ^ chCRCHi[uIndex];
        CRCLo = chCRCLo[uIndex];
    }
    return (CRCHi << 8 | CRCLo);
}

1.2. 协议内容

基本描述

1. 大于等于0x8000的命令字由CPU发给MCU;
2. 小于0x8000的命令字由MCU发给CPU;
3. 大于0x0801而小于0xC101的命令由CPU主动发送给MCU，大于等于0xC101的命令由CPU回复发送给MCU；
4. 问答型协议只有按位最高位相反，其它位相等，例如：0x8101与0x0101是一问一答的协议；

命令字	CPU	MCU	数据段	协议解析	备注
0x8101	ask	-	-	获取启动模式	-
0x0101	-	reply	Data[0]:启动模式 0x01:PIR启动 0x02:TEST启动 0x03:ON启动 0x04:连拍启动 0x05:PIR延时启动 0x06:定时（间隔一定时间）启动 0x07:关机 0x08:低电关机 0x09:异常启动	回复启动模式	异常启动数据：Data[1] 0x00:喂狗异常启动 0x01:超时异常启动
0x8102	ask	-	-	断电关机	断电关机不用回复
0x8103	ask	-	-	喂狗	喂狗不用回复
0x8104	ask	-	Data[2]：两字节的数字，单位s	设置喂狗周期	0s代表关闭喂狗 修改为两个字节，单位s
0x0104	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	设置喂狗周期回复	-
0x8105	ask	-	-	关闭狗	取消
0x0105	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	关闭狗回复	取消
0x8106	ask	-	Data[0]:Hour 0-23 Data[1]:Min 0-59 Data[2]:Sec 0-59	设置间隔启动时间	定时启动
0x0106	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	设置间隔启动时间回复	-
0x8107	ask	-	Data[0]:Year 0-255 Data[1]:Mon 1-12 Data[2]:Day 0-31 Data[3]:Hour 0-23 Data[4]:Min 0-59 Data[5]:Sec 0-59	设置日期和时间	年份需要+1970修正
0x0107	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	设置日期和时间回复	-
0x8108	ask	-	Data[0]:灵敏度 0-9	设置PIR灵敏度	-
0x0108	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	设置PIR灵敏度回复	-
0x8109	ask	-	Data[0]：连拍间隔，单位s	设置连拍启动	设置连拍启动后会立即关机，一般连拍间隔较大时使用该功能，连拍间隔较小时Linux单次完成连拍。
0x0109	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	设置连拍启动回复	-
0x810A	ask	-	Data[0]:控制模式 0-关闭红外灯 1-开启红外灯	红外灯控制	取消
0x010A	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	红外灯控制回复	取消
0x810B	ask	-	-	获取光敏值	取消
0x010B	-	reply	Data[0]:结果 0-100	获取光敏值回复	取消
======	===	======	============================	====================	=======
0xC101	reply	-	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	发送启动模式回复	-
0x4101	-	ask	Data[0]:启动模式 0x01:PIR启动 0x02:TEST启动 0x03:ON启动 0x04:连拍启动 0x05:PIR延时启动 0x06:定时（间隔一定时间）启动 0x07:关机 0x08:低电关机 0x09:异常启动	发送启动模式	异常启动数据：Data[1] 0x00:喂狗异常启动 0x01:超时异常启动
0xC102	reply	-	-	回复心跳包	取消
0x4102	-	ask	-	发送心跳包	取消
0xC106	reply	-	Data[0]:Hour 0-23 Data[1]:Min 0-59 Data[2]:Sec 0-59	回复获取间隔启动时间	-
0x4106	-	ask	-	获取间隔启动时间	-
0xC107	reply	-	Data[0]:Year 0-255 Data[1]:Mon 1-12 Data[2]:Day 0-31 Data[3]:Hour 0-23 Data[4]:Min 0-59 Data[5]:Sec 0-59	回复获取日期和时间	年份需要+1970修正
0x4107	-	ask	-	获取日期和时间	-
0xC108	reply	-	Data[0]:灵敏度 0-9	回复获取PIR灵敏度	-
0x4108	-	ask	-	获取PIR灵敏度	-

1.2.1. 名词解析

名词	解析
超时异常启动	MCU给主控上电后（非TEST启动），不管主控是否正常喂狗，如果单次上电时长超过3min未关机，给主控断电重启一次。
间隔启动时间	例如：60min/次。