docs: 新增技术规格书和产品手册 (V1.0)
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# DLD110SV4 产品手册
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> 单线圈蓝牙车辆检测器 | 型号: DLD110SV4 | 版本: V4.20
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> 适用于停车场、收费站、交通卡口等场景的车辆到达/离开检测
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> 通过蓝牙小程序远程配置参数、OTA 升级、实时查看检测状态
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## 1. 产品概述
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DLD110SV4 是一款基于沁恒 CH591R RISC-V 微控制器的**单通道环形线圈蓝牙车辆检测器**。通过实时监测埋地线圈的 LC 振荡频率变化,精确检测车辆的存在与离开。内置 BLE 5.1 无线通信,支持通过微信小程序远程配置参数、在线读取检测状态、查看断开次数等诊断信息,免去现场拆盖拨码的麻烦。
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### 1.1 核心特性
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- **蓝牙小程序配置**:灵敏度、输出模式、延时等全部参数通过 BLE 在线配置,即时生效
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- **蓝牙 OTA 升级**:固件远程无线升级,无需拆机烧录
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- **高精度频率测量**:自适应窗口脉冲计数,归一化基线 ≈ 524288,保留全部采样精度
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- **专利离开判定**:平坦性三条件判定(CN200910309382),防大车多峰误触发
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- **线圈重连保护**:断开期间保持有车状态,重连后快速恢复
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- **诊断上报**:线圈断开次数(≤3)BLE 实时上报,故障一目了然
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- **灵敏度可调**:硬件滑动开关 3 级 + BLE 在线配置灵敏度表
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- **双输出模式**:存在输出 / 进入脉冲 / 离开脉冲,RLY1 功能可配,RLY2 固定存在
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- **宽频率范围**:支持 30 ~ 200 kHz 线圈频率
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### 1.2 适用场景
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| 场景 | 说明 |
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| 道闸控制 | 车辆到达触发抬杆,离开触发落杆 |
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| 车位检测 | 实时监测车位占用状态 |
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| 流量统计 | 通过 BLE 上报车流量数据到平台 |
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| ETC/收费站 | 触发抓拍、计费 |
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| 红绿灯触发 | 感应线圈触发信号灯相位切换 |
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## 2. 技术参数
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| 项目 | 参数 |
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| 产品型号 | DLD110SV4 |
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| 微控制器 | 沁恒 CH591R (RISC-V, BLE 5.1) |
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| 主频 | 60 MHz |
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| Flash | 192 KB (应用区 28KB) |
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| RAM | 32 KB (应用可用 ~18KB) |
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| 线圈通道数 | 1 路 |
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| 工作电压 | DC 3.3V (由板载 LDO 供电) |
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| 线圈电感范围 | 50 ~ 1000 μH(推荐 100 ~ 300 μH) |
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| 频率测量范围 | 30 ~ 200 kHz |
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| 频率测量精度 | 优于 0.01% |
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| 灵敏度等级 | 硬件 3 级 + BLE 在线可配 |
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| 响应时间 | < 10 ms(进入检测) |
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| 进入防抖 | 500 ms |
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| 离开防抖 | 可配置 (100ms × delay_time) |
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| 脉冲输出宽度 | 500 ms |
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| 继电器输出 | 2 路(RLY1 功能继电器 + RLY2 存在继电器) |
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| 继电器触点容量 | AC 250V / 3A |
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| 无线通信 | BLE 5.1 (2.4GHz) |
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| 通信距离 | 30 ~ 100 m(无遮挡/有遮挡) |
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| OTA 升级 | 支持蓝牙无线升级 |
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| 工作温度 | -40°C ~ +85°C |
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| 存储温度 | -55°C ~ +125°C |
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| 防护等级 | IP65(封装后) |
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## 3. 硬件接口
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### 3.1 端子定义
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| 端子 | 标识 | 功能 | 说明 |
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| 1 | VCC | 电源正极 | DC 3.3V |
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| 2 | GND | 电源地 | — |
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| 3 | LOOP | 线圈端子 | 接环形线圈两端 |
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| 4 | LOOP | 线圈端子 | 接环形线圈两端 |
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| 5 | RLY1-NO | 继电器 1 常开 | 功能继电器(存在/脉冲) |
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| 6 | RLY1-COM | 继电器 1 公共 | — |
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| 7 | RLY2-NO | 继电器 2 常开 | 存在继电器 |
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| 8 | RLY2-COM | 继电器 2 公共 | — |
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### 3.2 指示灯
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DLD110SV4 配备 1 个绿色状态指示灯 LEDA (PB22) 和 1 个红色电源指示灯(硬件直连)。
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| 指示灯 | 颜色 | 功能 |
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|--------|------|------|
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| 电源灯 | 红色 | 上电常亮 |
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| LEDA | 绿色 | 车辆检测 / 自检 / 故障指示 |
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### 3.3 滑动开关
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| 开关 | 标识 | 功能 |
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|------|------|------|
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| SA1 | KEY_SA1 | 灵敏度选择 bit0 |
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| SA2 | KEY_SA2 | 灵敏度选择 bit1 |
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> 拨向 ON = 1。SA2:SA1 = 11→低灵敏、10→中、01→高、00→最高(BLE 灵敏度表生效)。
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## 4. 功能说明
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### 4.1 检测原理
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环形线圈埋于路面下,与检测器内部电容构成 LC 谐振回路。当金属物体(车辆)经过线圈上方时,线圈电感发生变化,导致谐振频率上升。检测器通过高精度输入捕获实时监测频率偏移,当偏移量超过灵敏度阈值时,判定为有车。
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```
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线圈频率 f₀ (无车基线) → 车辆进入 → f ↑ (频率上升)
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↓
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f - f₀ > 阈值 → 判定"有车"
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↓
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车辆离开 → f ↓ → f ≈ f₀
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↓
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平坦性三条件确认 → 判定"无车"
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```
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### 4.2 灵敏度配置
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**硬件灵敏度(滑动开关)**:
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| SA2 | SA1 | 灵敏度 | 适用场景 |
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|-----|-----|--------|----------|
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| ON (1) | ON (1) | **低** | 大车 / 高底盘车辆 |
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| ON (1) | OFF (0) | **中** | 普通轿车 |
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| OFF (0) | ON (1) | **高** | 摩托车 / 小轿车 |
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| OFF (0) | OFF (0) | **最高** | BLE 灵敏度表生效 |
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**BLE 在线灵敏度**:
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在最高档(SA2=0, SA1=0)下,灵敏度由 BLE 配置的 `g_loop_sens_list` 表决定。小程序可在线修改各频率档的进出阈值,适应特殊场景需求。
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### 4.3 BLE 配置参数
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所有运行参数通过蓝牙小程序配置,即时生效,写入 EEPROM 持久化:
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| 参数 | 小程序对应 | 说明 | 默认值 |
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|------|-----------|------|--------|
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| 灵敏度 | 灵敏度索引 | 当前生效的灵敏度表索引 | 2 |
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| 延时 | 离开延时 | 100ms × 设定值 | 0 |
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| 输出方式 | 输出模式 | 0=存在, 1=进入脉冲, 2=离开脉冲 | 0 |
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| 频率档 | 频率档位 | 1~4 = 高频~低频 | 1 |
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| 安全复位 | 安全复位超时 | 0=关闭 | 0 |
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| 有限存在 | 有限存在时间 | 0=无限, 否则 ×30s | 0 |
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### 4.4 输出模式
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**存在输出(output_mode = 0):**
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- RLY1 + RLY2 有车时持续吸合
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- 无车时释放
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**进入脉冲(output_mode = 1):**
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- RLY1:进入时输出 500ms 脉冲,脉冲结束后释放
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- RLY2:固定存在输出(有车吸合、无车释放)
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**离开脉冲(output_mode = 2):**
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- RLY1:离开时输出 500ms 脉冲,脉冲结束后释放
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- RLY2:固定存在输出(有车吸合、无车释放)
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### 4.5 线圈断开保护
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- 线圈断开时 LEDA 200ms 快闪(故障指示)
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- 继电器全部释放,保护道闸控制器
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- 断开次数(≤3)通过 BLE 上报,小程序可查看
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- **重连后保留断开前的有车状态**:车仍在线圈上 → 恢复输出;车已离开 → 正常释放
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> **提示**:线圈断开后若车仍在线圈上方,重连后继电器会恢复输出,道闸不会误落杆。
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### 4.6 安全复位
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当 BLE 配置 `loopSafe_Timeout` 非 0 时,有车持续时间超过设定值后触发安全复位:
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- 继电器全部释放
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- 频率基线重新学习
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- LEDA 慢闪等待线圈稳定
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- 约 1.1s 稳定期后恢复正常
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> **⚠ 安全复位仅在现场维护或更换线圈后通过 BLE 配置,正常设置为 0。**
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## 5. 指示灯行为
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| 状态 | LEDA (绿灯) | 含义 |
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|------|------------|------|
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| 上电自检中 | **200ms 慢闪** | 稳定期,约持续 1.1s |
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| 线圈未连接/断开 | **200ms 快闪** | 检查线圈接头 |
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| 正常运行,无车 | **灭** | — |
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| 正常运行,有车 | **常亮** | 检测到车辆 |
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> 有车常亮优先级最高。在线圈断开状态下,即使有车也不亮(强制快闪指示故障)。
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## 6. 安装指南
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### 6.1 线圈安装
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1. **线圈尺寸**:推荐 1m × 2m 矩形,绕 3 ~ 4 匝
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2. **埋设深度**:地表下 3 ~ 5 cm
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3. **线圈电感**:100 ~ 300 μH(推荐值)
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4. **引线**:双绞屏蔽线,长度 < 100m
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5. **防水处理**:线圈和接头做防水密封
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### 6.2 检测器安装
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1. 固定在机柜内或设备箱中
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2. 远离强电磁干扰源(变频器、大电机等)
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3. 线圈引线独立走线,勿与强电线并行走线
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4. 确保良好接地
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### 6.3 上电调试
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1. 确认线圈正确连接后上电
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2. 打开小程序搜索 BLE 设备,连接 DLD110SV4
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3. 观察 LEDA:慢闪约 1.1s 后熄灭(无车状态),表示稳定就绪
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4. 小程序查看实时频率和 variation 值,确认读数正常
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5. 金属物体(铁板或车辆)靠近线圈 → LEDA 应亮起
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6. 根据实际灵敏度调整滑动开关或 BLE 参数
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7. 配置输出模式和延时参数
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## 7. BLE 小程序使用
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### 7.1 连接设备
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1. 打开微信小程序
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2. 搜索附近的 BLE 设备
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3. 选择 "DLD110S" 设备连接
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4. 连接成功后自动读取设备参数
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### 7.2 主要功能
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| 功能 | 说明 |
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|------|------|
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| 参数读写 | 在线修改灵敏度/输出模式/延时等,即时生效 |
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| 实时状态 | 查看频率、variation、有车/无车状态 |
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| 断开次数 | 查看线圈历史断开次数 |
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| OTA 升级 | 远程升级固件 |
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### 7.3 传感器数据
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小程序实时显示 BLE 上报的关键数据:
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| 数据项 | 说明 |
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|--------|------|
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| 频率 (frequent) | 当前线圈振荡频率 (Hz) |
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| 变化量 (variation) | Origin − CAPVD,正值=频偏(有车) |
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| 车辆状态 | 有车 / 无车 |
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| 断开次数 | 累计线圈断开次数 |
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## 8. 故障排查
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| 现象 | 可能原因 | 处理方法 |
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|------|---------|----------|
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| LEDA 快闪,小程序显示频偏异常 | 线圈断开或未连接 | 检查线圈接头、引线通断 |
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| LEDA 常亮不灭 | 灵敏度太高 / 线圈频率漂移 | 降低灵敏度 / 检查线圈 |
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| LEDA 从不亮 | 灵敏度太低 / 线圈 Q 值过低 | 提高灵敏度 / 更换线圈 |
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| 电源灯不亮 | 电源故障 | 检查供电电压 |
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| 频繁误触发 | 电磁干扰 / 灵敏度太高 | 降低灵敏度 / 屏蔽干扰源 |
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| BLE 无法连接 | 超出通信距离 / 设备已被连接 | 靠近设备 / 断开其他手机连接 |
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| 小程序读数不更新 | BLE 断连 | 重新连接 |
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## 9. 版本历史
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| 版本 | 日期 | 说明 |
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| V4.00 | — | 初始版本(旧算法) |
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| V4.20 | 2026-07-18 | 算法移植 DLD154V4B V2.0,删除旧线圈算法 |
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| V4.21 | 2026-07-20 | variation 3B 上报;全项目 GBK→UTF-8;线圈重连保留 VD_FLAG |
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## 10. 订购信息
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| 型号 | 说明 |
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| DLD110SV4 | 单路环形线圈蓝牙车辆检测器,CH591R BLE |
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> **技术规格书**(算法详情、IO 分配、电气参数等)请参阅 [技术规格书](technical-spec.md)
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# DLD110SV4 技术规格书
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> 单路线圈蓝牙车辆检测器 | 固件版本: V4.20 | 文档版本: V1.0
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> 本文档面向工程开发、系统集成及故障深度分析
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## 1. 系统架构
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### 1.1 硬件架构
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```
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┌──────────────────────────────────┐
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线圈 ────────────┤ PA9 (TMR0) CH591R │
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│ 输入捕获 RISC-V ├──── PA8 (GPIO) ──────── RLY1 功能继电器
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│ 60MHz / 192KB │
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调频电容 ×2 ────┤ PA12/PA13 (GPIO) ├──── PB23 (GPIO) ─────── RLY2 存在继电器
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│ │
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滑动开关 ×2 ────┤ PA14/PA15 (GPIO) ├──── PB22 (GPIO) ─────── LEDA 绿灯
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||||
│ │
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||||
BLE ────────────┤ 内置 2.4GHz RF ├──── 小程序配置 + OTA
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||||
└──────────────────────────────────┘
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||||
```
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||||
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||||
### 1.2 软件架构
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```
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主循环轮询 (无 RTOS)
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├── TMR0 ISR — 线圈频率捕获 (FallEdge_To_FallEdge)
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│ ├── Xn = TMR0_CAPGetData() (直接获取周期)
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│ ├── LPCNT = 2^19 / Xn (自适应测量窗)
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||||
│ └── CapCnt >= LPCNT → Value = ΣXn, CAP_OK = 1
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||||
├── TMR1 ISR — 5ms 系统 tick (LED 驱动 + 50ms 状态机)
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||||
├── cjq_srv() — 主循环服务
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||||
│ ├── 线圈断开/重连检测
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│ ├── CAP_OK → vd1_task() (核心检测算法, ~8.74ms 周期)
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||||
│ │ ├── IIR 滤波 (ALFA_CAP1=79/256, τ≈24ms)
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||||
│ │ ├── 斜率限幅 (MAX_SLOPE_RATE=5%)
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||||
│ │ ├── 基线跟踪 (500 窗口滑动平均, ~4.4s)
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||||
│ │ ├── 进入确认 (ENTRY_CONFIRM=3 次)
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||||
│ │ ├── 离开检测 (平坦性三条件 / cnt_release)
|
||||
│ │ └── 冻结超时恢复 (~8.7s + ±2% 稳定性检查)
|
||||
│ └── BLE 状态上报 (variation / frequent / car_state)
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||||
└── BLE 协议栈 — DBN 命令解析 + 传感器数据上报
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```
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---
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## 2. 电气参数
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| 参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
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|------|--------|--------|--------|------|------|
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| 供电电压 (VDD) | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V | CH591R 内核电压 |
|
||||
| 功耗 | — | 0.1 | 0.3 | W | BLE 广播 + 检测 |
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||||
| 工作温度 | -40 | — | +85 | °C | 工业级 |
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| 存储温度 | -55 | — | +125 | °C | — |
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||||
| 线圈电感范围 | 50 | 200 | 1000 | μH | 超出范围可工作但精度下降 |
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||||
| 线圈频率范围 | 30 | 100 | 200 | kHz | — |
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||||
| 线圈 Q 值 | 5 | — | — | — | 过低导致振荡不稳定 |
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||||
| 继电器触点电压 | — | — | 250 | VAC | — |
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||||
| 继电器触点电流 | — | — | 3 | A | — |
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| GPIO 输出电压 | 0 | 3.3 | 3.6 | V | CMOS 电平 |
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||||
| GPIO 输出电流 | — | — | 25 | mA | 单引脚最大 |
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| BLE 发射功率 | — | 0 | +3 | dBm | 可配置 |
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| BLE 通信距离 | — | 30 | 100 | m | 无遮挡/有遮挡 |
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---
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## 3. IO 引脚分配
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### 3.1 完整引脚表
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| 引脚 | 标识 | 功能 | 方向 | 外设 | 初始状态 | 备注 |
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|------|------|------|------|------|---------|------|
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||||
| **PA9** | **LP** | 线圈频率捕获 | IN | **TMR0** | — | **核心输入** |
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||||
| PA8 | RLY1 | 功能继电器 | OUT | GPIO PP | 0 (开路) | 存在/进入脉冲/离开脉冲 |
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||||
| PB23 | RLY2 | 存在继电器 | OUT | GPIO PP | 0 (开路) | 固定存在输出 |
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||||
| PB22 | LEDA | 绿灯 | OUT | GPIO PP | 0 (灭) | 有车/自检/故障指示 |
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||||
| PA12 | FLEVEL_H | 调频电容 33nF | OUT | GPIO PP | — | 0=接入, 1=断开 |
|
||||
| PA13 | FLEVEL_L | 调频电容 10nF | OUT | GPIO PP | — | 0=接入, 1=断开 |
|
||||
| PA14 | KEY_SA1 | 灵敏度 bit0 | IN | GPIO, 上拉 | — | 滑动开关 |
|
||||
| PA15 | KEY_SA2 | 灵敏度 bit1 | IN | GPIO, 上拉 | — | 滑动开关 |
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||||
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||||
### 3.2 调频电容组合
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||||
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||||
| loopFreq_Level | FLEVEL_H (PA12) | FLEVEL_L (PA13) | 电容组合 | 说明 |
|
||||
|----------------|-----------------|-----------------|---------|------|
|
||||
| 0 (高频) | 0 | 0 | 33nF + 10nF | 总电容最大, 频率最低 |
|
||||
| 1 (中高) | 0 | 1 | 33nF | — |
|
||||
| 2 (中低) | 1 | 0 | 10nF | — |
|
||||
| 3 (低频) | 1 | 1 | 0 | 无外加电容, 频率最高 |
|
||||
|
||||
> **注**:`0=接入电容`(低电平),`1=断开电容`(高电平)。调频档位由 BLE 配置参数 `loopFreq_Level` (1~4) 控制。
|
||||
|
||||
### 3.3 滑动开关编码
|
||||
|
||||
```c
|
||||
// SA1/SA2 读取与解码 (与 DLD154V4B 一致)
|
||||
SENS = 3 - (sw & 0x03);
|
||||
// SA2:SA1 = 11 → SENS = 0 (低灵敏)
|
||||
// SA2:SA1 = 10 → SENS = 1
|
||||
// SA2:SA1 = 01 → SENS = 2
|
||||
// SA2:SA1 = 00 → SENS = 3 (最高灵敏, BLE 灵敏度表)
|
||||
```
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||||
|
||||
附加灵敏度等级通过 BLE 配置 `g_loop_sens_list.sens[freq_level].sens_in/sens_out`,支持运行时覆盖。
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 4. 检测算法
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||||
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||||
### 4.1 频率测量
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||||
#### 4.1.1 硬件链路
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||||
DLD110SV4 使用 CH591R 内置 TMR0 输入捕获,直接捕获线圈振荡边沿周期(FallEdge_To_FallEdge)。
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||||
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||||
| 对比项 | DLD154V4B (AT32F421) | DLD110SV4 (CH591R) |
|
||||
|--------|----------------------|---------------------|
|
||||
| MCU | Cortex-M4 @120MHz | RISC-V @60MHz |
|
||||
| 捕获外设 | TIM3_CH2 | TMR0 |
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||||
| 分频 | DIV_2 (÷2) | 无 |
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||||
| 捕获方式 | CapThis - CapLast 差分 | TMR0_CAPGetData() 直接返回 |
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||||
| 定时器宽度 | 16-bit | 16-bit |
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||||
|
||||
#### 4.1.2 捕获流程
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||||
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||||
```
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||||
线圈边沿 → PA9 (TMR0)
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||||
│
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||||
▼
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||||
TMR0 自由运行 (16-bit, 60MHz)
|
||||
└─ FallEdge_To_FallEdge → TMR0_CAPGetData() → Xn
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||||
│
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||||
▼
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||||
TMR0 ISR:
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||||
Xn == 0 → 除零保护, return
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||||
LPCNT = MEASUREMENT_BASE / Xn (自适应窗口)
|
||||
if (LPCNT > 65535) return (Xn 毛刺保护)
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||||
CapSum += Xn
|
||||
CapCnt++
|
||||
│
|
||||
CapCnt >= LPCNT ?
|
||||
YES → Value = CapSum (≈ MEASUREMENT_BASE)
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||||
CapCnt = CapSum = 0
|
||||
loop1_CAP_OK = 1 (通知 vd1_task)
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 4.1.3 关键常量
|
||||
|
||||
```c
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||||
#define MEASUREMENT_BASE 524288L // 2^19
|
||||
```
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||||
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||||
| 线圈频率 | Xn @60MHz | LPCNT | 测量窗口 | Value 范围 |
|
||||
|---------|-----------|-------|---------|-----------|
|
||||
| 50 kHz | 1200 | 437 | ~7.3 ms | ~524400 |
|
||||
| 100 kHz | 600 | 874 | ~8.7 ms | ~524400 |
|
||||
| 150 kHz | 400 | 1311 | ~8.7 ms | ~524400 |
|
||||
| 200 kHz | 300 | 1748 | ~8.7 ms | ~524400 |
|
||||
|
||||
> **设计要点**:LPCNT 自适应使不同频率下 Value 归一化到 ~524288,百分比阈值(灵敏度)直接适用,无需频率补偿。
|
||||
|
||||
### 4.2 IIR 滤波
|
||||
|
||||
```c
|
||||
#define ALFA_CAP1 79 // IIR α = 79/256 ≈ 0.31 (@8.74ms → τ≈24ms)
|
||||
|
||||
// get_flt_value(): 通用一阶 IIR
|
||||
CAPVD = (|Value - CAPVD| * ALFA_CAP1) >> 8
|
||||
```
|
||||
|
||||
| 参数 | 值 | 说明 |
|
||||
|------|-----|------|
|
||||
| α | 79/256 ≈ 0.31 | 指数平滑系数 |
|
||||
| τ | ~24ms @8.74ms tick | 3 次更新达 63% |
|
||||
| 噪声抑制 | 良好 | 单次野值影响 < 31% |
|
||||
|
||||
进入确认:CAPVD 连续 ENTRY_CONFIRM=3 次低于阈值才判定有车。
|
||||
|
||||
### 4.3 检测判据
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||||
|
||||
#### 4.3.1 灵敏度表
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||||
|
||||
灵敏度通过 BLE 配置的 `g_loop_sens_list` 表实现,支持 4 级频率档 × 多级灵敏度。滑动开关选择当前生效的灵敏度索引,BLE 可在线修改表值。
|
||||
|
||||
| SENS (滑动开关) | 进入阈值 (sens_in/65536) | 离开阈值 (sens_out/65536) | 典型频偏 |
|
||||
|----------------|-------------------------|--------------------------|---------|
|
||||
| 0 (低) | ~0.33% | ~0.16% | 大车/高底盘 |
|
||||
| 1 (中) | ~0.16% | ~0.11% | 普通轿车 |
|
||||
| 2 (高) | ~0.055% | ~0.027% | 摩托车/小轿车 |
|
||||
|
||||
#### 4.3.2 进入检测
|
||||
|
||||
```c
|
||||
// CAPVD 连续 ENTRY_CONFIRM 次低于阈值才判定有车
|
||||
dlt_ORG = (Origin * sens_in) >> 16;
|
||||
if (CAPVD < Origin - dlt_ORG) {
|
||||
entry_cnt++;
|
||||
if (entry_cnt >= ENTRY_CONFIRM) { // 3 次连续确认
|
||||
VD_FLAG = 1; FLAG_IN = 1;
|
||||
entry_cnt = 0;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
if (entry_cnt > 0) entry_cnt = 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
| 参数 | 值 | 说明 |
|
||||
|------|-----|------|
|
||||
| ENTRY_CONFIRM | 3 | 连续确认次数 |
|
||||
| 进入响应 | ~530ms | 3×8.74ms 确认 + 500ms IN_DELAY |
|
||||
|
||||
#### 4.3.3 离开检测(滞回)
|
||||
|
||||
##### 模式 1:简单防抖 (USE_FLATNESS_EXIT=0)
|
||||
|
||||
```c
|
||||
dlt_ORG = (Origin * sens_out) >> 16;
|
||||
if (CAPVD < Origin + dlt_ORG) {
|
||||
if (++cnt_release >= 3) { VD_FLAG = 0; FLAG_OUT = 1; }
|
||||
} else {
|
||||
cnt_release = 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
##### 模式 2:平坦性判定 (USE_FLATNESS_EXIT=1) — 默认
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||||
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||||
基于专利 **CN200910309382**(中山大学),解决大车通行时频率多峰导致的多次误触发。
|
||||
|
||||
**三条件判定**:频率回归基频 + 一阶导数近零 + 二阶导数近零,连续 FLAT_CONFIRM_CNT(3) 次全部满足。
|
||||
|
||||
| 常量 | 值 | 含义 |
|
||||
|------|-----|------|
|
||||
| SLOPE_FLAT_THRESH | 350 | 斜率趋零判断阈值 (幅值基准 2^19) |
|
||||
| MIN_DELTA2 | 18 | Δ2 下限 |
|
||||
| MIN_DELTA3 | 7 | Δ3 下限 |
|
||||
| FLAT_CONFIRM_CNT | 3 | 平坦确认次数 |
|
||||
|
||||
### 4.4 基线跟踪
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||||
|
||||
#### 4.4.1 斜率限幅
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||||
|
||||
```c
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||||
#define MAX_SLOPE_RATE 5 // 单次最大变化 5%
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||||
|
||||
int32_t raw_delta = Value - CAPVD;
|
||||
int32_t max_step = CAPVD * MAX_SLOPE_RATE / 100;
|
||||
if (max_step < 100) max_step = 100; // 最小限幅,防止低 Origin 时锁死
|
||||
if (raw_delta > max_step) raw_delta = max_step;
|
||||
if (raw_delta < -max_step) raw_delta = -max_step;
|
||||
CAPVD = get_flt_value(CAPVD + raw_delta, CAPVD);
|
||||
```
|
||||
|
||||
EMI/闪电等瞬态干扰被截断,真实车辆信号不受影响。
|
||||
|
||||
#### 4.4.2 基线更新速率(两阶段)
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||||
|
||||
| 阶段 | 窗口 | 周期 | 用途 |
|
||||
|------|------|------|------|
|
||||
| 稳定期 (`!g_loop_stable`) | 100 | **~0.9s** | 绕过 IIR/限幅,快速收敛 |
|
||||
| 正常运行 | 500 (WINDOW_ORIGIN) | **~4.4s** | 强噪声抑制,稳定跟踪 |
|
||||
|
||||
#### 4.4.3 冻结超时恢复
|
||||
|
||||
| 常量 | 值 | 说明 |
|
||||
|------|-----|------|
|
||||
| 冻结触发阈值 | dlt_ORG × 4 | CAPVD 偏离 Origin 的倍数 |
|
||||
| FREEZE_TIMEOUT | 1000 | ~8.7s @8.74ms/tick |
|
||||
| FREEZE_STABILITY_RATE | 2 | 稳定性窗口:参考值的 ±2% |
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
## 5. 时序状态机
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||||
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||||
### 5.1 时序参数
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||||
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||||
| 参数 | 50ms Tick 数 | 时间 | 说明 |
|
||||
|------|-------------|------|------|
|
||||
| IN_DELAY | 10 | **500 ms** | 进入确认防抖 |
|
||||
| OUT_DELAY | 由 delay_time 配置 | 100ms × delay_time | 离开延时(可配) |
|
||||
| PULSE_DELAY | 10 | **500 ms** | 脉冲输出宽度 |
|
||||
| HOLD_TIME | 由 exist_mode 配置 | 30s × exist_mode | 有限存在超时 |
|
||||
| STABLE_SAMPLES | 128 窗 | **~1.1 s** | 上电稳定期 |
|
||||
| FREEZE_TIMEOUT | 1000 窗 | **~8.7 s** | 基线冻结超时 |
|
||||
|
||||
### 5.2 系统 Tick 来源
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||||
|
||||
TMR1 每 5ms 产生一次中断。`TM1cnt` 计数到 10 后执行 50ms 状态机(进入/离开/脉冲标志处理 + 继电器时序)。
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
## 6. 线圈重连逻辑
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||||
### 6.1 设计目标
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||||
断开时不丢 VD_FLAG(车辆仍在线圈上方),重连后 CAPVD=0 触发首个样本直锁快速收敛。
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||||
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||||
### 6.2 状态机
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||||
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||||
```
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||||
断开检测: loop1_RF_FLAG == 0 (没有收到边沿)
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||||
├─ loop1_LOOP_OK = 0
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||||
├─ g_disconnect_active = 1
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||||
├─ g_loop_cut_amount++ (≤3)
|
||||
├─ 保留 loop1_VD_FLAG ← 关键:不丢有车状态
|
||||
├─ 关断继电器输出
|
||||
└─ LEDA 200ms 快闪
|
||||
|
||||
重连检测: loop1_RF_FLAG == 1 (重新收到边沿)
|
||||
├─ loop1_LOOP_OK = 1
|
||||
├─ g_disconnect_active = 0
|
||||
├─ loop1_CAPVD = 0 ← 触发快速收敛
|
||||
└─ vd1_task: CAPVD == 0 → CAPVD = Value (直锁首个样本)
|
||||
```
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||||
|
||||
### 6.3 断开-重连场景矩阵
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||||
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||||
| 断开前 | 断开期间 | 重连后 | VD_FLAG | LEDA | 继电器 |
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||||
|--------|---------|--------|---------|------|--------|
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||||
| 有车 | 车仍在 | 车仍在 | 1 → 保持 | 正常 | 恢复输出 |
|
||||
| 有车 | 车离开 | 无车 | 1 → cnt_release→3 → 0 | 灭 | 释放 |
|
||||
| 无车 | 车进入 | 有车 | 0 → entry→3 → 1 | 亮 | 吸合 |
|
||||
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||||
---
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||||
## 7. 指示灯状态机
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||||
### 7.1 LEDA (绿灯) 行为表
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||||
DLD110SV4 仅有一个绿色 LEDA (PB22),承担自检、有车指示、故障诊断三重功能。
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||||
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||||
| 条件 | 行为 | 含义 |
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||||
|------|------|------|
|
||||
| `g_disconnect_active == 1` | **200ms 快闪** | 线圈当前断开中 |
|
||||
| `!g_loop_power_up_state` | **200ms 快闪** | 上电后从未连接线圈 |
|
||||
| `!g_loop_stable` | **200ms 慢闪** | 稳定期中(自检) |
|
||||
| `VD_FLAG == 1` (有车) | **常亮** | 有车检测中 |
|
||||
| 正常运行,无车 | **灭** | 一切正常 |
|
||||
|
||||
> **注意**:有车常亮优先级最高,覆盖闪烁状态。
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 8. BLE 协议接口
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||||
|
||||
### 8.1 DBN BLE 协议
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||||
DLD110SV4 通过 BLE GATT 与小程序通信,协议基于 DBN (Device Binary Notification) 框架。
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||||
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||||
- **服务 UUID**: `0xFFE0`
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||||
- **通知 Characteristic**: `0xFFE1` (NOTIFY)
|
||||
- **写入 Characteristic**: `0xFFE2` (WRITE_NO_RESPONSE)
|
||||
- **Magic Byte**: `0x7F`
|
||||
- **帧格式**: Magic(1) + Len(1) + Cmd(1) + Sub(1) + Value(LEN) + XOR(1) + SUM(1)
|
||||
|
||||
### 8.2 传感器数据上报
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||||
|
||||
通过 `CMD_SUB_SENS_REPORT` 主动上报线圈动态信息:
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||||
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||||
| 字段 | 字节 | 说明 |
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||||
|------|------|------|
|
||||
| loop_state | 1 | 线圈状态 |
|
||||
| cut_amount | 3 | 累计断开次数 (≤3) |
|
||||
| frequent | 3 | 实时频率 (Hz), 小端序 |
|
||||
| variation | **3** | Origin − CAPVD, 有符号 int24, 小端序 |
|
||||
|
||||
> **V4.20 变更**:`variation` 从 2B 升级为 3B 有符号(int24),范围 ±8,388,607,完整覆盖 2^19 幅值基准。旧版 2B 无符号 ±32767 截断已废弃。
|
||||
|
||||
### 8.3 可配置参数
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||||
|
||||
通过 BLE 读写命令配置:
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||||
|
||||
| 参数 | 说明 | 范围 |
|
||||
|------|------|------|
|
||||
| sensitvity | 灵敏度索引 | 0~15 |
|
||||
| delay_time | 离开延时 | 0~255 (×100ms) |
|
||||
| output_mode | 输出模式 | 0=存在, 1=进入脉冲, 2=离开脉冲 |
|
||||
| direction_mode | 方向模式 | — |
|
||||
| loopFreq_Level | 频率档位 | 1~4 |
|
||||
| loopSafe_Timeout | 安全复位超时 | 0=关闭, >0=超时秒数 |
|
||||
| exist_mode | 有限存在 | 0=无限, >0=超时×30s |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 9. 编译选项
|
||||
|
||||
```c
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||||
// peripheral_main.c
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||||
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||||
#define USE_FLATNESS_EXIT 1 // 1 = 平坦性离开判定 (CN200910309382)
|
||||
// 0 = 简单 cnt_release 防抖
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||||
|
||||
// 算法参数
|
||||
#define MAX_SLOPE_RATE 5 // 斜率限幅: 单次最大变化 5%
|
||||
#define ENTRY_CONFIRM 3 // 进入确认: 连续 N 次低于阈值
|
||||
#define FREEZE_TIMEOUT 1000 // 冻结超时: ~8.7s @8.74ms/tick
|
||||
#define FREEZE_STABILITY_RATE 2 // 稳定性窗口: 参考值的 ±2%
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
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||||
## 10. 关键专利
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||||
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||||
| 专利号 | 名称 | 权利人 | 应用 |
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||||
|--------|------|--------|------|
|
||||
| CN200910309382 | 一种防误检环形线圈车辆检测器 | 中山大学 张辉/黄永强/陈古典 | 平坦性三条件离开判定 |
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||||
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||||
DLD110SV4 自 V2.0 起实现该专利的整数化版本,用于大车通行时的离开判定。
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 11. 代码架构
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||||
### 11.1 目录结构
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||||
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```
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||||
DLD110SV4/
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||||
├── BLE/DLD110S_Peripheral_28K/APP/
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||||
│ ├── peripheral_main.c # 主流程 + 检测算法 + TMR0/TMR1 ISR
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||||
│ ├── dbn_ble_srv.c # DBN BLE 协议服务
|
||||
│ ├── peripheral.c # BLE 外设角色管理
|
||||
│ └── storage.c # 参数存储 (EEPROM)
|
||||
├── BLE/HAL/ # MCU / RTC / KEY / LED 驱动
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||||
├── BLE/LIB/ # CH59x BLE ROM 库
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||||
├── SRC/ # 标准外设驱动 + RISC-V 启动
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||||
├── docs/ # 技术文档
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||||
└── tools/ # 辅助工具
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||||
```
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||||
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||||
### 11.2 与 DLD154V4B 的主要差异
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||||
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||||
| 项目 | DLD154V4B | DLD110SV4 |
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||||
|------|-----------|-----------|
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||||
| MCU | AT32F421 (Cortex-M4) | CH591R (RISC-V) |
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||||
| 主频 | 120 MHz | 60 MHz |
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||||
| MEASUREMENT_BASE | 131072 (2^17) | 524288 (2^19) |
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||||
| 有效 tick | 10ms (FreeRTOS) | ~8.74ms (主循环) |
|
||||
| 配置方式 | DIP 开关 | BLE 小程序 + 滑动开关(灵敏度) |
|
||||
| 指示灯 | 红/绿/黄 三色 | 单绿灯 LEDA |
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||||
| 对外接口 | TTL Tx | BLE |
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||||
| 定时器 | TIM3 + TIM15 | TMR0 + TMR1 |
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||||
| RTOS | FreeRTOS | 无 (主循环轮询) |
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||||
| 捕获方式 | CapThis - CapLast 差分 | TMR0_CAPGetData() 直接获取 |
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||||
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||||
---
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||||
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## 12. 修订记录
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| 版本 | 日期 | 说明 |
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|------|------|------|
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| V1.0 | 2026-07-20 | 技术规格书初版 (固件 V4.20) |
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||||
|
||||
> **产品手册**(安装指南、故障排查、使用说明等)请参阅 [产品手册](product-manual.md)
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||||
Reference in New Issue
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