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Fancy code 63bcd37b66 Add:Set feeding cycle for watch dog.

2024-02-09 00:08:56 -08:00

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1. 设计文档

1.1. 产品概述

一款低功耗的IPC产品设计方案。

1.1.1. 名词说明：

MCU：外接的单片机；小核：rk1106内置的单片机大核：rk1106 linux部分业务

1.2. 结构设计

迷彩外观；
抽屉式电池箱组；
捆绑/相机支架安装方式；
可拓展4G模块；
户外防水等级？；

1.3. 硬件设计

1.3.1. 关键外设

双摄像头；
PIR sensor；
IR leds；
电池（箱体）；
电源开关；
复位按键：同步/复位/格式化；
功能按键：拍摄/cpu通电启动/
tf card；
usb接口；
光感传感器：白天/黑夜；
单色指示灯：设备状态（工作/WiFi连接/异常）；

1.4. 软件设计

1.4.1. 多态单例设计模式

多态单例模式包含两部分：抽象接口 + 抽象接口实例，代码基于抽象接口存在，业务基于抽象接口实例存在。

1.4.1.1. 多态单例图示

下述图示分别为：类图 / 依赖关系图 / 编译链接关系图

classDiagram
    APP --> AbstractInterface:使用
    AbstractInterface <|.. Instance:实现
    应用 --> 抽象接口库:依赖
    抽象接口库 ..> 实例库:依赖
    main线程 --> 抽象接口代码库:链接
    main线程 --> 实例代码库:链接

1.4.1.2. 多态单例模块使用时序图

在使用多态单例设计模式开发功能模块时，使用统一的命名规则：

抽象接口命名：xxx + Abstract，例如：libLogAbstract.a;
实例库命名：xxx + 具体实例名称，例如：libLogEasylogging.a；

调用关系如下图

sequenceDiagram
User ->> +libLogAbstract.a:调用抽象接口
libLogAbstract.a --> +libLogEasylogging.a:实际调用实例接口
libLogEasylogging.a --> -libLogAbstract.a:return
libLogAbstract.a -->> -User:return

只有main函数实际调用实例库的实例化接口时，log功能才会生效。

1.4.1.3. 多态单例目录结构规范

根据多态单例设计模式，指定使用多态单例模式开发的模块的源码目录结构，耦合思路清晰。

└── Log // 多态单例模式模块的目录
    ├── include  // 多态单例模块对外暴露的头文件目录，抽象接口定义
    │   └── ILogAbstract.h
    ├── abstract // 多态单例模式抽象接口声明
    │   └── ILogAbstract.cpp
    └── src      // 多态单例接口实例代码，目录名称可根据实际功能定义
        ├── LogAstract.cpp
        └── LogAstract.h

构建时把abstract目录和src目录的源码分别编译成库，main线程根据实际需要链接并实例化即可。

1.4.1.4. 混合多态单例

多态单例的分类有C++版本多态单例，C语言版本多态单例，混合（C/C++）多态单例。混合多态单例的提出是由于纯C语言多态单例开发难度较高，纯C++语言的多态单例不适合底层（特指本文的分层结构中的适配层）接口为C++时，很多C语言代码调用困难。

混合多态单例，内部多态实现使用C++，保留C++开发便捷性和易维护性（智能指针），对外同时提供C语言多态抽象接口和C++多态抽象接口，满足C/C++混编时易用性。最大特点是include文件夹里面会包含两个头文件。

1.4.1.4.1. 多态单例目录结构

hal
├── abstract // 抽象接口库的基础代码
│   ├── IHal.cpp
│   └── IHalCpp.cpp
├── include
│   ├── IHalCpp.h  // C++抽象接口头文件
│   └── IHal.h     // C语言抽象接口头文件
└── src // 抽象接口实例库代码
    ├── Hal.c      // C语言接口实例
    ├── HalCpp.cpp // C++接口实例
    ├── HalCpp.h
    ├── Hal.h
    ├── HalMakePtr.cpp // 负责创建内部实例
    └── HalMakePtr.h

1.4.1.5. 多态单例总结：

应用代码只使用抽象接口，禁止直接依赖实例代码;
应用代码只有在main线程初始化时实例化实例模块即可；
多态单例模块由两个库组成，一个是抽象接口库，一个是实例代码库，支持静态多态和动态多态；

1.4.2. 产品业务功能设计

基于芯片大小核架构的启动设计。

1.4.2.1. 白/黑切换状态启动

由外置单片机检测光敏adc，判断由白天切换到黑夜或者黑夜切换到白天时，主动给主控上电，主控上电后会校验并保存新的环境参数，以下次正常PIR启动时，可以避免ircut耗时快速收敛第一帧，最大程度实现快启功能。

启动时序图

sequenceDiagram
participant MCU
participant 小核
participant 大核
loop 光敏检测
    MCU ->> MCU:定时唤醒（定时时间待定）
    opt 光敏>>>黑夜状态
    note over MCU:由外置单片机点亮红外补光灯
        MCU ->> MCU:点亮红外灯
    end
    opt 光敏>>>黑/白切换
        MCU ->> 小核:上电
        activate 小核
            note over 小核:根据上次启动的ircut切换条件初始化ircut IO<br>本次启动上次的切换条件是异常的
            小核 ->> 小核:ircut切换-消耗0ms
            小核 ->> 小核:Sensor初始化
            小核 --> 大核:Sensor初始化完成-100ms
        deactivate 小核
            activate 大核
                大核 ->> 大核:内核快启抓拍（1P/3P）-200ms
                大核 ->> 大核:内核启动（文件系统/挂载sd卡）-?ms
                大核 ->> 大核:启动脚本启动APP-?ms
                大核 ->> +MCU:获取启动模式
                    note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
                MCU -->> -大核:回复启动模式
                opt 黑/白切换状态
                    大核 ->> +MCU:获取黑/白状态
                        note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
                    MCU -->> -大核:回复黑或者白
                    opt 黑/白状态不符合抓拍的初始化参数
                        大核 ->> 大核:ircut重新切换
                        大核 ->> 大核:重新初始化sensor参数
                    end
                    大核 ->> MCU:关机
                    MCU ->> 大核:断电
                end
            deactivate 大核
    end
end

1.4.2.2. 红外触发状态启动（正常工作快启）

红外触发启动作为产品正常工作时最经常最重要的启动状态。启动后快速抓拍/录像，快速关机。

为保证快启速度，IRCUT需要业务设计进行提前切换；
每次启动抓拍/录像完，需要校验IRCUT状态，保证sensor初始化参数和环境相匹配；
如果发生sensor初始化参数和光照环境不匹配，需要重新初始化sesor并补拍；

启动时序图

sequenceDiagram
participant MCU
participant 小核
participant 大核
MCU ->> MCU:PIR中断唤醒
opt 光敏>>>黑夜状态
note over MCU:由外置单片机点亮红外补光灯
    MCU ->> MCU:点亮红外灯
end
opt PIR信号触发
    alt 主控未开机
        MCU ->> 小核:上电
        activate 小核
            note over 小核:根据上次启动的ircut切换条件初始化ircut IO<br>消耗0ms是由于ircut IO会提前切换好
            小核 ->> 小核:ircut切换-消耗0ms
            小核 ->> 小核:Sensor初始化
            小核 --> 大核:Sensor初始化完成-100ms
        deactivate 小核
            activate 大核
                大核 ->> 大核:内核快启抓拍（1P/3P）-200ms
                大核 ->> 大核:内核启动（文件系统/挂载sd卡）-?ms
                大核 ->> 大核:启动脚本启动APP-?ms
                大核 ->> +MCU:获取启动模式
                    note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
                MCU -->> -大核:回复启动模式
                opt PIR触发状态
                    大核 ->> +MCU:获取黑/白状态
                        note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
                    MCU -->> -大核:回复黑或者白
                    alt sensor初始化参数和环境参数匹配
                        note over 大核:环境参数未发生变化时，可直接保存快启的抓拍
                        大核 ->> 大核:保存到sd卡-?ms
                    else sensor初始化参数和环境参数不匹配
                        note over 大核:环境参数发生变化时，需要重新初始化sensor并补拍
                        大核 ->> 大核:ircut重新切换
                        大核 ->> 大核:重新初始化sensor参数
                        大核 ->> 大核:重新抓拍/录像
                        大核 ->> 大核:保存到sd卡-?ms
                    end
                end
                alt TEST拨键-OFF
                    大核 ->> MCU:关机
                    MCU ->> 小核:断电
                    MCU ->> 大核:断电
                else TEST拨键-ON
                    opt 超时关机
                        大核 ->> MCU:关机
                        MCU ->> 小核:断电
                        MCU ->> 大核:断电
                    end
                end
            deactivate 大核
    else 主控已经开机
        MCU ->> +大核:发送抓拍指令
            大核 ->> 大核:抓拍
            大核 ->> MCU:回复抓拍
            大核 ->> 大核:保存抓拍
        大核 ->> -MCU:关机指令
        MCU ->> 大核:断电
    end
end

1.4.2.3. 定时触发状态启动

定时触发状态启动时序图

sequenceDiagram
participant MCU
participant 小核
participant 大核
MCU ->> MCU:定时中断唤醒
opt 光敏>>>黑夜状态
note over MCU:由外置单片机点亮红外补光灯
    MCU ->> MCU:点亮红外灯
end
opt 根据定时参数上电
    MCU ->> 小核:上电
    activate 小核
        note over 小核:根据上次启动的ircut切换条件初始化ircut IO<br>消耗0ms是由于ircut IO会提前切换好
        小核 ->> 小核:ircut切换-消耗0ms
        小核 ->> 小核:Sensor初始化
        小核 --> 大核:Sensor初始化完成-100ms
    deactivate 小核
        activate 大核
            大核 ->> 大核:内核快启抓拍（1P/3P）-200ms
            大核 ->> 大核:内核启动（文件系统/挂载sd卡）-?ms
            大核 ->> 大核:启动脚本启动APP-?ms
            大核 ->> +MCU:获取启动模式
                note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
            MCU -->> -大核:回复启动模式
            opt 定时启动状态
                大核 ->> +MCU:获取黑/白状态
                    note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
                MCU -->> -大核:回复黑或者白
                alt sensor初始化参数和环境参数匹配
                    note over 大核:环境参数未发生变化时，可直接保存快启的抓拍
                    大核 ->> 大核:保存到sd卡-?ms
                else sensor初始化参数和环境参数不匹配
                    note over 大核:环境参数发生变化时，需要重新初始化sensor并补拍
                    大核 ->> 大核:ircut重新切换
                    大核 ->> 大核:重新初始化sensor参数
                    大核 ->> 大核:重新抓拍/录像
                    大核 ->> 大核:保存到sd卡-?ms
                end
            end
            note over 大核:定时状态启动抓拍完直接关机
            大核 ->> MCU:关机
            MCU ->> 小核:断电
            MCU ->> 大核:断电
        deactivate 大核
end

1.4.2.4. 设置/调试状态启动

特殊的启动状态，可以较长时间通电完成其它功能，期间可供用户完成相关调试和参数设置，此时功耗较高。超时进入工作模式。

设置状态按键触发CPU上电，首先进入设置状态启动，5分钟后自动切换到工作状态。

设置状态启动时序图

sequenceDiagram
participant MCU
participant 小核
participant 大核
MCU ->> MCU:待机
opt 光敏>>>黑夜状态
note over MCU:由外置单片机点亮红外补光灯
    MCU ->> MCU:点亮红外灯
end
opt TEST拨键-ON
    MCU ->> 小核:上电
    activate 小核
        MCU ->> 大核:上电
        activate 大核
        note over 小核:根据上次启动的ircut切换条件初始化ircut IO<br>消耗0ms是由于ircut IO会提前切换好
        小核 ->> 小核:ircut切换-消耗0ms
        小核 ->> 小核:Sensor初始化
        小核 --> 大核:Sensor初始化完成-100ms
    deactivate 小核
            大核 ->> 大核:内核启动（文件系统/挂载sd卡）-?ms
            大核 ->> 大核:启动脚本启动APP-?ms
            大核 ->> +MCU:获取启动模式
                note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
            MCU -->> -大核:回复启动模式
            opt TEST状态
                大核 ->> +MCU:获取黑/白状态
                    note over 大核:大核启动后，需要通过串口获取启动模式，<br>来执行后续的任务
                MCU -->> -大核:回复黑或者白
                opt sensor初始化参数和环境参数不匹配
                    note over 大核:环境参数发生变化时，需要重新初始化sensor并补拍
                    大核 ->> 大核:ircut重新切换
                    大核 ->> 大核:重新初始化sensor参数
                end
                alt WiFi链接
                    大核 ->> 大核:常通电待机
                else 无WiFi连接/无操作
                    opt 超时
                        大核 ->> MCU:关机
                        MCU ->> 小核:断电
                        MCU ->> 大核:断电
                    end
                end
            end
        deactivate 大核
end

1.4.2.5. 厂测状态启动

生产测试状态触发：使用tf card配置文件触发生产测试状态；

厂测状态启动时序图

sequenceDiagram
participant MCU
participant 小核
participant 大核
MCU ->> MCU:物理上电
MCU ->> 小核:上电
    activate 小核
        MCU ->> 大核:上电
        activate 大核
            小核 ->> 小核:Sensor初始化
            小核 --> 大核:Sensor初始化完成-100ms
    deactivate 小核
            大核 ->> 大核:内核启动（文件系统/挂载sd卡）-?ms
            大核 ->> 大核:启动脚本启动APP-?ms
            alt TEST拨键-ON
                alt tf card厂测配置文件存在
                    大核 ->> 大核:常通电待机
                else tf card厂测配置文件不存在
                    opt 超时
                        大核 ->> MCU:关机
                        MCU ->> 小核:断电
                        MCU ->> 大核:断电
                    end
                end
            else TEST拨键-OFF
                alt tf card厂测配置文件存在
                    大核 ->> 大核:常通电待机
                else tf card厂测配置文件不存在
                    大核 ->> MCU:关机
                    MCU ->> 小核:断电
                    MCU ->> 大核:断电
                end
            end
        deactivate 大核

1.4.2.6. 快启时序时间消耗

sequenceDiagram
participant MCU
participant 小核
participant 大核
MCU ->> MCU:PIR中断唤醒
note right of MCU:设此时为时间轴0ms
MCU ->> 小核:上电
MCU ->> 大核:上电
activate MCU
activate 小核
activate 大核
note right of 大核:竞品时间12ms
    opt 光敏>>>黑夜状态
        note over MCU:由外置单片机点亮红外补光灯
        MCU ->> MCU:点亮红外灯
    end
deactivate MCU
    opt PIR信号触发
        alt 主控未开机
                note over 小核:根据上次启动的ircut切换条件初始化ircut IO<br>消耗0ms是由于ircut IO会提前切换好
                note right of 大核:竞品在CPU启动后，获取MCU的光敏值<br>再切ircut和打开红外灯-时间168ms
                小核 ->> 小核:ircut切换-消耗0ms
                小核 ->> 小核:Sensor初始化
                小核 --> 大核:Sensor初始化完成-100ms
deactivate 小核
                activate 大核
                    大核 ->> 大核:内核快启抓拍（1P/3P）-200ms
                    note right of 大核:竞品第一帧时间350ms
                    大核 ->> 大核:内核启动（文件系统/挂载sd卡）-?ms
                    大核 ->> 大核:启动脚本启动APP-?ms
                deactivate 大核
        end
    end
deactivate 大核

1.4.3. 根据软件模块作用域分层

1.4.3.1. 应用层（application）

1.4.3.1.1. 应用层概述

应用层负责处理产品级的复杂业务关系，是产品功能的直接体现，应用层模块全部使用C++接口的多态单例模式设计，各模块之间可以互相调用接口，应用层各库可以随意任意调用中间件或者工具类接口。

1.4.3.1.2. 网络服务模块

1.4.3.1.2.1. 网络服务概述

根据产品联网属性，网络服务模块分为不联网 / 联网（B端）/ 联网（自研）三个多态属性。联网时，IPC的图片 / 视频资源通过网络服务器进行管理。

不联网版本：网络服务模块不实例化即可；
联网（B端）：媒体资源由三方服务器管理；
联网（自研）：媒体资源由自研服务器管理；

1.4.3.1.2.2. 网络服务多态设计模式

通过构建配置文件选择需要实例化的网络服务模块代码。

1.4.3.1.3. 相机任务管理

相机主业务逻辑使用状态机机制进行管理。

1.4.3.1.3.1. 任务状态

任务状态是指相机启动需要执行的任务，可能是拍照 / 视频，可能是其它任务。

例如：

移动物体侦测启动；
定时启动拍照 / 录像；
测试启动；

1.4.3.1.3.2. 任务状态获取启动

应用程序运行后，首先需要知道主控是由于何种任务被唤醒，然后根据任务来执行相应的功能代码；

时序图

sequenceDiagram
participant MCU
participant 大核
MCU ->> MCU:待机
opt MCU上电
    MCU ->> 大核:上电
    activate 大核
        大核 ->> 大核:系统初始化
        大核 ->> 大核:启动脚本拉起APP
        大核 ->> +MCU:读取启动任务
        MCU -->> -大核:return
        alt PIR触发
            大核 ->> 大核:APP初始化
            大核 ->> 大核:抓拍并保存
        else 定时
            大核 ->> 大核:APP初始化
            大核 ->> 大核:抓拍并保存
        else TEST
            大核 ->> 大核:APP初始化
            大核 ->> 大核:待机
        end
    deactivate 大核
end

1.4.3.2. 中间件（middleware）

1.4.3.2.1. 中间件概述

一些相对中性的业务功能库，这些库可以提供给不同的产品需求使用，在应用层不同的调用方式可实现不同的产品功能。中间件只能被应用层调用或者向下调用适配层或者调用工具库，中间件各模块之间不能互相调用。中间件库接口可以使用C或者C++接口。

1.4.3.2.2. 设备管理模块

设备，统指Linux的设备节点，应用层唯一的硬件设备接口库。包含灯 / 按键 / GPIO / SD卡 / 串口 / USB等。

1.4.3.2.3. 相机管理模块

应用层唯一的摄像头接口库。

1.4.3.2.4. MCU管理模块

MCU通信接口库，一般使用串口进行通信，需要考虑多态其它接口（例如I2C），考虑多态协议数据结构。MCU负责管理外设的电源控制 / 充当硬狗等。

1.4.3.2.4.1. MCU管理模块设计模式

使用C++接口的多态单例模式。

基本功能：

使用utils当中的串口功能模块，支持多态切换到其它串口功能模块；
设置MCU管理的监视器monitor，用于回调处理MCU接受到的业务事件；
通信协议不暴露，内部处理基于协议的数据解析 / 组包；
通信协议支持多态拓展，通信协议独立成库；

1.4.3.2.5. 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。

1.4.3.2.5.1. 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	-	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, 0x00, 0x81, 0x01, 0x00, 0x0C, 0x71, 0x88};
unsigned char REPLY_IPC_MISSION[] = {0xFA, 0xC1, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x00, 0x0D, 0x01, 0xAA, 0x89};

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);
}

1.4.3.2.5.2. 协议内容

基本描述

大于等于0x8000的命令字由CPU发给MCU;
小于0x8000的命令字由MCU发给CPU;
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:连拍启动 0x04:PIR延时启动	回复启动模式	-
0x8102	ask	-	-	断电关机	-
0x8103	ask	-	-	喂狗	-
0x8104	ask	-	Data[0]:Hour 0-23 Data[1]:Min 0-59 Data[2]:Sec 0-59	开启狗/设置喂狗周期	-
0x0104	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	开启狗/设置喂狗周期回复	-
0x8105	ask	-	-	关闭狗	-
0x0105	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	关闭狗回复	-
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	-
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 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	-
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]:Hour 0-23 Data[1]:Min 0-59 Data[2]:Sec 0-59	设置连拍间隔	-
0x0109	-	reply	Data[0]:结果 0x01:成功 0x02:失败	设置连拍间隔回复	-

1.4.3.2.6. IPC配置库

负责管理IPC产品相关的配置数据。

1.4.3.2.6.1. IPC配置库设计模式

使用多态单例设计模式，对外提供C语言接口，内部不局限使用C或者C++。

基本功能

敏感数据（例如：账号 / 密码）需要加密处理；
读到内存使用二进制数据，缓存到数据结构体；
调用utils工具里面的配置库，对配置文件进行读 / 写；
使用二进制结构体 + 明文配置文件结合的模式，既可减少内存消耗，又可以规避二进制数据升级迭代数据匹配困难问题；
使用枚举方式管理IPC配置数据定义，当使用纯16进制保存数据时，可不链接utils工具里面的配置库，直接保存16进制数据到文件系统即可；
应用程序全局唯一可以操作IPC配置文件的库，保证配置文件正确读写；

1.4.3.2.6.2. IPC配置库类图

classDiagram
    i_ipc_config <.. ipc_config:实现
    ipc_config --> i_config_manager:依赖
    ipc_config --> IHal:依赖
    i_config_manager <.. config_manager:实现
    config_manager --> libconfig开源库:依赖

1.4.3.2.6.3. 关键业务时序图

时序图会忽略抽象接口直接使用实例接口表示。

IPC配置库初始化 / 解初始化

sequenceDiagram
participant User
participant ipc_config
participant i_config
participant IHal
User ->> +ipc_config:初始化
    ipc_config ->> +IHal:获取文件系统路径
    IHal -->> -ipc_config:return
    ipc_config ->> +i_config:打开配置文件
    i_config -->> -ipc_config:return
    alt 打开成功
        rect rgba(255,220,200,1)
            loop 读取所有数据到IPC数据结构体
                ipc_config ->> +i_config:读取一个数据到IPC数据结构体
                i_config -->> -ipc_config:return
                rect rgba(255,255,200,1)
                    opt 读取失败
                        ipc_config ->> ipc_config:生成默认数据
                        ipc_config ->> +i_config:设置默认数据
                        i_config ->> -ipc_config:return
                    end
                end
            end
            ipc_config ->> +i_config:关闭配置文件
            i_config -->> -ipc_config:return
        end
    else 打开失败
        rect rgba(255,200,200,1)
            ipc_config ->> ipc_config:生产默认数据
            ipc_config ->> +i_config:创建配置文件
            i_config -->> -ipc_config:return
            ipc_config ->> +i_config:设置默认数据
            i_config -->> -ipc_config:return
            ipc_config ->> +i_config:关闭配置文件
            i_config -->> -ipc_config:return
        end
    end
ipc_config -->> -User:return
User ->> +ipc_config:解初始化
    ipc_config ->> ipc_config:释放内存中的数据
ipc_config -->> -User:return

读 / 写（修改）数据

sequenceDiagram
participant User
participant ipc_config
User ->> +ipc_config:读取数据
    ipc_config ->> ipc_config:返回内存保存的数据
ipc_config -->> -User:return
User ->> +ipc_config:修改数据
    ipc_config ->> ipc_config:修改内存保存的数据
ipc_config -->> -User:return

保存数据

sequenceDiagram
participant User
participant ipc_config
participant i_config
User ->> +ipc_config:保存
    ipc_config ->> +i_config:打开配置文件
    i_config -->> -ipc_config:return
    ipc_config ->> +i_config:同步数据
    i_config -->> -ipc_config:return
    ipc_config ->> +i_config:保存配置文件
    i_config -->> -ipc_config:return
    ipc_config ->> +i_config:关闭配置文件
    i_config -->> -ipc_config:return
ipc_config -->> -User:return

1.4.3.2.7. 高级配置库

对配置库的二级封装，提供更便捷的功能服务，例如：可以监控文件的修改事件 / 可以直接捕获某个配置文件或者数据的操作对象。

1.4.3.2.7.1. 高级配置库设计

对外暴露C++接口，使用多态单例设计模式。

1.4.3.2.8. 状态机管理

提供实现状态机管理机制C++接口，使用鸿蒙状态机开源源码进行改造封装。

1.4.3.2.8.1. 状态机管理设计模式

使用多态单例设计模式，暂定使用鸿蒙状态机开源代码改造实现，后续可替换其它源码或者自研代码。

1.4.3.2.9. 文件数据库

文件数据库负责管理设备的媒体资源（图片 / 视频等）。

1.4.3.2.9.1. 文件数据设计模式

使用混合多态单例模式开发。

1.4.3.2.9.2. 开源库选型

sqlite3开源库，编译成工具类库提供给文件数据库使用。

1.4.3.2.9.3. 基本功能和业务需求

对媒体资源文件的增删改查处理；
记录媒体资源文件的生成时间，任务（是否发送）；
业务根据需要，通过数据库判断哪些文件已经发送完成，哪些文件发送失败，哪些文件待发送；

1.4.3.3. 硬件适配层（hal）

负责适配不同的硬件平台。

1.4.3.3.1. 硬件适配层设计模式

基于C语言接口的多态单例模式，编译时静态多态链接对应的芯片平台适配代码，实现芯片接口的标准功能定义。

1.4.3.3.2. 媒体适配方案：

IPC应用在适配芯片平台的多媒体接口时，使用多进程的方式实现。满足IPC应用可以快起（无需等待媒体相关的初始化）的需求。

媒体基本需求

图片抓拍；
视频抓拍；

多进程通信方案

使用本地socket的方式进行多进程通信，媒体进程为客户端，IPC应用为服务端（IPC先启动）。

客户端可自动重连；
服务端可多次关闭和开启，满足gtest资源回收需求；

1.4.3.3.3. 适配层多进程类图

classDiagram
    i_hal <.. hal:实现
    hal --> v_media_handle:依赖
    v_media_handle --> local_socket:依赖
    local_socket .. media进程:跨进程
    media进程 --> 芯片媒体API:依赖

1.4.3.3.4. 跨进程业务时序图

本地socket链接

sequenceDiagram
participant hal
participant v_media_handle
participant local_socket_s
participant local_socket_c
participant media进程
participant 芯片媒体API
hal ->> +v_media_handle:初始化
    v_media_handle ->> +local_socket_s:本地socket服务端启动
    par 本地socket初始化
        local_socket_s -->> -v_media_handle:return
v_media_handle -->> -hal:return
    and
        media进程 ->> media进程:启动
        media进程 ->> +local_socket_c:初始化服务端
            local_socket_c -->> local_socket_s:链接
        local_socket_c -->> -media进程:return
            local_socket_s -->> local_socket_c:初始化媒体
            local_socket_c ->> media进程:回调回传协议事件
            media进程 ->> +芯片媒体API:初始化媒体
            芯片媒体API -->> -media进程:return
    end

存在问题：使用C语言开发时如何解决智能指针问题？

1.4.3.4. 工具库（utils）

1.4.3.4.1. 工具库概述

工具库是功能单一的不依赖任何三方库的独立库（日志库和返回码管理库除外），必须提供C语言接口，内部实现不限于C或者C++。工具类库可以被任意的其它模块调用，特别指hal/component/application三大层级。

1.4.3.4.2. 日志库

1.4.3.4.2.1. 日志库概述

提供程序的日志管理功能，含日志的实时打印/保存/跟踪（实时上传云端）。

1.4.3.4.2.2. 日志库设计模式

C语言接口的多态单例模式，可动态/静态加载多态实例。

1.4.3.4.2.3. 日志库启动

日志库是否启用一般来讲是dubug版本启用日志功能，release版本禁用日志功能，考虑到release版本的维护问题，标准启动时，main线程在启动时使用dlopen系列函数去加载日志库（多态），特殊版本仍可在main线程加载日志库后，二次实例化日志库（多态）来实现不同的日志功能。

标准流程：main线程加载sd卡动态库，如有即可动态实现日志功能，正常出货sd卡不带日志库，此时没有日志功能；
可以通过配置参数决定是否启用日志；
sd卡的日志动态，根据实际售后维护，可以是实时打印log/保存本地log/云log的多态实例库；
多态日志功能，可以忽略debug和release版本的区别，只发布一个版本即可；

1.4.3.4.3. 状态码管理库

提供整个应用程序的返回码管理功能，例如：打印返回码的字符串含义。提供C语言接口，纯C语言开发的模块，形成项目内部唯一返回码标准。

1.4.3.4.3.1. 状态码功能

创建返回码操作“句柄”；
打印返回码/获取返回码（字符串）；
不同模块可继承实现各自的返回码处理接口；
不同模块之间可透传状态码，避免错误码的转换麻烦；
状态码的定义是跟着模块走的，独立模块的状态码定义在模块内部，不链接时不占用程序空间；

1.4.3.4.3.2. 基础状态码定义

基础状态码是全局的基础状态码，枚举值全局唯一，其它独立模块必须继承基础状态码累加枚举值，但是，独立模块之间的枚举值可重复，状态码在使用时，日志只关注状态码的字符串，不关心状态码枚举值，代码逻辑使用枚举值。

enum STATUS_CODE
{
    STATUS_CODE_OK = 0,
    STATUS_CODE_NOT_OK,
    STATUS_CODE_VIRTUAL_FUNCTION,
    STATUS_CODE_INVALID_PARAMENTER,
    STATUS_CODE_END
};

枚举名	字符串	描述
STATUS_CODE_OK	STATUS_CODE_OK	成功
STATUS_CODE_NOT_OK	STATUS_CODE_NOT_OK	失败
STATUS_CODE_VIRTUAL_FUNCTION	STATUS_CODE_VIRTUAL_FUNCTION	抽象接口，提示抽象接口未实例化
STATUS_CODE_INVALID_PARAMENTER	STATUS_CODE_INVALID_PARAMENTER	无效的参数
STATUS_CODE_END	STATUS_CODE_END	结束，无意义
其它	？	其它状态码在各自模块定义

1.4.3.4.3.3. 已知漏洞

状态码在代码层面是存在重复的可能性的，代码逻辑在使用状态码枚举值时，可能会出现逻辑错误。

解决方案在使用状态码进行逻辑判断时，使用状态码枚举值的字符串。 Example:

static inline bool StatusCodeEqual(const StatusCode code, const char *value)

1.4.3.4.4. 系统标准接口库

对系统标准接口的套壳封装，主要是为了对系统标准打桩满足测试需求。

使用普通的C语言接口封装即可，通过使用gcc编译参数在Linux x86系统中满足打桩需求，在交叉编译（担心工具链兼容问题）测试程序中无法对系统标准接口进行打桩。

1.4.3.4.5. 通用配置库

1.4.3.4.5.1. 通用配置库概述

配置库负责管理软件配置参数，对配置数据进行设置 / 获取 / 存储 / 备份 / 升级等功能；通用配置库不限制使用场景，是一个通用的配置文件管理库。

1.4.3.4.5.2. 配置库设计模式

对外提供C语言接口，内部不局限使用C或者C++。整个软件唯一可以直接操作文件系统配置文件的库。配置库可以理解为简单的三方库的接口直接封装，使用多态单例设计模式实现静态或者动态切换三方库的使用。