wangfq
32cd45323b
- CAPVD/Origin/Variation → 32-bit (各占2个寄存器) - Output Mode 删除脉冲模式(单继电器仅存在输出) - 新增 Fusion Mode (0x0001): direction_mode低4位, 0=仅地感 ~ 6=ETC - direction_mode 字段重构: bit[7:4]=function_mode, bit[3:0]=fusion_mode - Fusion Mode 仅在光耦配置为雷达输入时有效
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# DLD154Pro RS485 Modbus RTU 协议
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> 版本: V1.1 | 日期: 2026-07-22 | 状态: 草案（待评审，未实现）
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> 适用产品: DLD154Pro (CH591R, 单路线圈车检器)
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> RS485 支持两种协议：700BS（后续定义）和 Modbus RTU。
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> 协议选择通过 `g_function_mode` bit0 控制（BLE 小程序设置 `direction_mode` 高 4 位的 bit0）。
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## 1. 物理层
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| 参数 | 值 |
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|------|-----|
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| 接口 | RS485 半双工 (UART0) |
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| 引脚 | PA14 TX, PA15 RX, PA13 RE (方向控制) |
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| 波特率 | 9600 (默认), 19200, 38400, 57600, 115200 |
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| 数据位 | 8 |
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| 校验 | 无 (N) |
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| 停止位 | 1 |
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| 从机地址 | 1–247 (默认 1) |
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| 终端电阻 | 外接 120Ω（板载未集成） |
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> **注意**：RS485 地址和波特率通过 **BLE 小程序** 修改，不通过 Modbus 寄存器修改（防止改错后设备失联）。Modbus 只读方式可查询当前值。
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## 2. 帧格式 (Modbus RTU)
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| 地址 | 功能码 | 数据 | CRC16 |
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| 1B | 1B | N B | 2B |
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- **地址**：1–247，从机地址。0=广播（仅写操作），DLD154Pro 不响应广播。
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- **CRC16**：多项式 `0xA001`，低字节在前。超时 3.5 字符作为帧间隔。
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- **最大 PDU**：256 字节（含地址 + 功能码）。
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### 异常响应
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当请求无法处理时，功能码最高位置 1，数据区第一字节为异常码：
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| 异常码 | 名称 | 说明 |
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|--------|------|------|
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| 0x01 | Illegal Function | 不支持的功能码 |
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| 0x02 | Illegal Data Address | 寄存器地址超出范围 |
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| 0x03 | Illegal Data Value | 写入值超出允许范围 |
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| 0x04 | Slave Device Failure | 设备内部错误（如 flash 写入失败） |
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## 3. 寄存器映射
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### 3.1 离散输入 (Discrete Inputs) — 功能码 0x02
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| 地址 | 名称 | 说明 | 位值 |
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|------|------|------|------|
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| 0x0000 | Car Present | 当前有车 | 0=无车, 1=有车 |
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| 0x0001 | Loop Fault | 线圈故障（断开/短路） | 0=正常, 1=故障 |
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| 0x0002 | Loop Stable | 线圈基线已稳定 | 0=收敛中, 1=稳定 |
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| 0x0003 | Opto Input | 光耦输入状态 (PB10) | 0=低, 1=高 |
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| 0x0004 | Power Up State | 上电初始化中 | 0=正常, 1=初始化 |
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| 0x0005 | Relay Output | 继电器当前输出状态 | 0=释放, 1=吸合 |
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### 3.2 输入寄存器 (Input Registers) — 功能码 0x04
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| 地址 | 名称 | 类型 | 宽度 | 说明 |
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|------|------|------|------|------|
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| 0x0000 | Loop Freq Hi | uint16 | 2 寄存器 | 线圈振荡频率，高 16 位 (Hz) |
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| 0x0001 | Loop Freq Lo | uint16 | | 线圈振荡频率，低 16 位 (Hz) |
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| 0x0002 | CAPVD Hi | uint16 | **2 寄存器** | 归一化周期值 (32-bit)，高 16 位 |
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| 0x0003 | CAPVD Lo | uint16 | | 归一化周期值，低 16 位 |
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| 0x0004 | Origin Hi | uint16 | **2 寄存器** | 基线值 (32-bit)，高 16 位 |
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| 0x0005 | Origin Lo | uint16 | | 基线值，低 16 位 |
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| 0x0006 | Variation Hi | int16 | **2 寄存器** | 变化量 = CAPVD − Origin (32-bit 有符号)，高 16 位 |
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| 0x0007 | Variation Lo | int16 | | 变化量，低 16 位 |
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| 0x0008 | FW Version | uint16 | 1 寄存器 | 固件版本，高字节=主版本，低字节=子版本。例 `0x0300` = v3.00 |
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| 0x0009 | HW Version | uint16 | 1 寄存器 | 硬件版本。例 `0x0301` = v3.01 |
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| 0x000A | Freq Sens | uint16 | 1 寄存器 | 当前灵敏度等级 (0=低, 1=中, 2=高) |
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| 0x000B | Condition | uint16 | 1 寄存器 | 环境活跃度 (0=安静, 1–100=嘈杂) |
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> **32-bit 值换算**：
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> - 频率：`freq_hz = (reg[0x0000] << 16) | reg[0x0001]`，单位 Hz。典型空线圈 50–120kHz。
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> - CAPVD：`capvd = (reg[0x0002] << 16) | reg[0x0003]`，归一化到 `MEASUREMENT_BASE = 131072`。
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> - Origin：`origin = (reg[0x0004] << 16) | reg[0x0005]`，100 次滑动平均累加值。
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> - Variation：`var = (int32_t)((reg[0x0006] << 16) | reg[0x0007])`，正值=频率降低（可能有车），负值=频率升高。
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### 3.3 保持寄存器 (Holding Registers) — 功能码 0x03 / 0x06 / 0x10
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| 地址 | 名称 | 范围 | 默认 | R/W | 说明 |
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|------|------|------|------|-----|------|
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| 0x0000 | Sensitivity | 0–2 | 2 | R/W | 灵敏度等级 (0=低, 1=中, 2=高) |
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| 0x0001 | Fusion Mode | 0–6 | 0 | R/W | 输出组合模式（见 §6.5） |
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| 0x0002 | Hold Time | 0–255 | 0 | R/W | 有限存在时间 (×5s), 0=永久存在 |
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| 0x0003 | Output Delay | 0–255 | 10 | R/W | 离开延时 (×50ms), 例 10=500ms |
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| 0x0004 | Freq Level | 0–1 | 0 | R/W | 线圈频率档: 0=高频, 1=低频 |
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| 0x0005 | RS485 Baud Hi | — | — | **R** | RS485 波特率高 16 位（只读） |
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| 0x0006 | RS485 Baud Lo | — | — | **R** | RS485 波特率低 16 位（只读） |
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| 0x0007 | RS485 Addr | 1–247 | 1 | **R** | RS485 从机地址（只读） |
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| 0x0008 | Protocol | 0–1 | 0 | **R** | 当前 RS485 协议: 0=700BS, 1=Modbus |
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| 0x0009 | BT Timeout | 0–255 | 0 | R/W | 蓝牙空闲关闭超时 (分钟), 0=不关闭 |
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| 0x000A | Safe Timeout | 0–255 | 0 | R/W | 安全模式超时 (×10s), 0=关闭 |
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| 0x000B | Opto Func | 0–1 | 0 | **R** | 光耦功能: 0=雷达输入, 1=复位 |
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> **只读寄存器 (0x0005–0x0008, 0x000B)**：写操作返回异常 0x02（Illegal Data Address）。
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> 这些参数只能通过 BLE 小程序修改。RS485 地址/波特率通过 Modbus 误改会立即失联。
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## 4. 命令示例
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### 4.1 读离散输入 — 功能码 0x02
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读取车辆存在状态：
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```
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>>> 01 02 00 00 00 01 B9 F8 (从机1, 读地址0x0000, 1个)
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<<< 01 02 01 01 61 8C (1字节数据=0x01, 有车)
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```
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### 4.2 读输入寄存器 — 功能码 0x04
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读取频率 + CAPVD + Origin + Variation（共 8 个寄存器，16 字节）：
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```
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>>> 01 04 00 00 00 08 70 1F (读 0x0000 起 8 个寄存器)
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<<< 01 04 10
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00 01 86 A0 ← Freq = 0x000186A0 = 100000 Hz
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00 02 00 7C ← CAPVD = 0x0002007C = 131196
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00 01 FF F3 ← Origin = 0x0001FFF3 = 131059
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FF FF 00 99 ← Var = 0xFFFF0099 = −65383 (频率降低)
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XX XX
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```
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### 4.3 读保持寄存器 — 功能码 0x03
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读取全部可读写参数：
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```
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>>> 01 03 00 00 00 05 84 09 (读 5 个: 灵敏度/融合模式/存在时间/延时/频率档)
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<<< 01 03 0A 00 02 00 00 00 00 00 0A 00 00 XX XX
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→ 灵敏度=2(高), 融合模式=0(仅地感), 永久存在, 延时=500ms, 高频
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```
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### 4.4 写单个寄存器 — 功能码 0x06
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修改灵敏度为"中"：
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```
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>>> 01 06 00 00 00 01 49 F3 (写 0x0000=1)
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<<< 01 06 00 00 00 01 49 F3
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```
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修改融合模式为"地感或雷达"：
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```
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>>> 01 06 00 01 00 03 99 F5 (写 0x0001=3, 地感或雷达)
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<<< 01 06 00 01 00 03 99 F5
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```
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### 4.5 批量写寄存器 — 功能码 0x10
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一次写入灵敏度和存在时间(60s)：
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```
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>>> 01 10 00 00 00 02 04 00 02 00 0C XX XX
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地址 功能 起始 数量 字节 灵敏度=2 时间=12 CRC
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<<< 01 10 00 00 00 02 40 31 (写入成功)
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```
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### 4.6 异常响应示例
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写入超出范围的灵敏度值：
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```
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>>> 01 06 00 00 00 05 88 32 (写 0x0000=5, 超出 0–2)
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<<< 01 86 03 02 63 (异常: 功能码 0x86, 异常码 0x03=Illegal Data Value)
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```
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## 5. 功能码支持矩阵
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| 功能码 | 名称 | 支持 | 说明 |
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|--------|------|------|------|
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| 0x01 | Read Coils | ✗ | 不使用 |
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| 0x02 | Read Discrete Inputs | ✓ | 车辆状态、故障、继电器、光耦 |
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| 0x03 | Read Holding Registers | ✓ | 读所有配置参数 |
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| 0x04 | Read Input Registers | ✓ | 读传感器数据 (32-bit 跨双寄存器) |
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| 0x05 | Write Single Coil | ✗ | 不使用 |
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| 0x06 | Write Single Register | ✓ | 写单个参数 |
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| 0x0F | Write Multiple Coils | ✗ | 不使用 |
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| 0x10 | Write Multiple Registers | ✓ | 批量写参数 |
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| 0x11 | Report Slave ID | ✓ | 返回设备型号 + 运行状态 |
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## 6. 设计说明
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### 6.1 为什么 CAPVD/Origin/Variation 用 2 个寄存器？
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DLD154V4B 算法移植后，`MEASUREMENT_BASE = 131072 (2^17)`，IIR 滤波后的 CAPVD 和 Origin 是 `uint32_t` 类型，典型值在 10 万级，远超 16 位（65535）。Variation 是差值且可能为负，需要完整 32-bit 有符号表示。因此各占 2 个 Modbus 寄存器（寄存器对，大端序）。
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### 6.2 为什么不通过 Modbus 修改 RS485 地址/波特率？
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如果在 Modbus 通信中写入错误的地址或波特率，设备将**立即失联**且无法通过同一条总线恢复。
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- 通过 **BLE 小程序** 修改 RS485 地址和波特率（带外管理通道）
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- Modbus 侧只读查询当前值，防止误操作
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### 6.3 参数持久化
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- `0x06` 或 `0x10` 写入 Holding Register → 立即更新 RAM → 写入 DataFlash → 返回响应
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- Flash 写入失败 → 返回异常码 `0x04` (Slave Device Failure)
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- 值超出范围（如灵敏度写 5）→ 返回异常码 `0x03` (Illegal Data Value)
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### 6.4 灵敏度与 ΔL/L 对应关系
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| 灵敏度值 | SensTable 进入 | ΔL/L 进入 | SensTable1 离开 | ΔL/L 离开 |
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|---------|---------------|-----------|----------------|-----------|
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| 2 (高) | 28 | **0.085%** | 16 | 0.049% |
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| 1 (中) | 54 | **0.165%** | 32 | 0.098% |
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| 0 (低) | 108 | **0.330%** | 81 | 0.247% |
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ΔL/L 越大越不灵敏。高灵敏度 (2) 适合安静环境，低灵敏度 (0) 适合强干扰环境。
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### 6.5 输出组合模式 (Fusion Mode)
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`direction_mode` 字段重构：
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| 位段 | 名称 | 说明 |
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|------|------|------|
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| bit [7:4] | `function_mode` | 功能代码。bit0=RS485 协议选择(0=700BS, 1=Modbus), bit1=光耦功能(0=雷达输入, 1=复位) |
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| bit [3:0] | `fusion_mode` | 输出组合模式 — **仅当光耦配置为"雷达输入"时有效** |
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> DLD154Pro 为单路线圈、单刀双掷继电器，**仅支持存在输出**。继电器输出信号由线圈检测结果与雷达输入（光耦 PB10）按 `fusion_mode` 组合后驱动。
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| 值 | 模式 | 继电器吸合条件 | 适用场景 |
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|----|------|--------------|---------|
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| 0 | 默认 (仅地感) | 线圈有车 | 纯线圈场景（光耦未接雷达时也用此模式） |
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| 1 | 仅地感 | 线圈有车 | 同 0，显式指定忽略雷达 |
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| 2 | 仅雷达 | 光耦输入有效（雷达有车） | 纯雷达，地感只做背景监控 |
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| 3 | 地感 **或** 雷达 | 线圈 OR 雷达 | 互补冗余，任一触发即吸合 |
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| 4 | 地感 **且** 雷达 | 线圈 AND 雷达 | 双确认，防地感误触（如行人/拖车） |
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| 5 | 混行模式 | 待定义 | 混合交通流场景 |
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| 6 | ETC 模式 | 待定义 | ETC 专用逻辑 |
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> **注意**：当 `g_fm_radar_input_disable = 1`（光耦配置为复位功能）时，`fusion_mode` 无效，继电器仅由线圈检测结果驱动。
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### 6.6 实现要点（待编码时参考）
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```c
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// RS485 方向控制 (PA13)
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#define RS485_RE_TX() GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_13) // 发送
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#define RS485_RE_RX() GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_13) // 接收
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// 32-bit 值拆分为 2 个 Modbus 寄存器（大端序）
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// CAPVD = 131196 → reg[0]=0x0002, reg[1]=0x007C
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reg[0] = (uint16_t)(capvd >> 16);
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reg[1] = (uint16_t)(capvd & 0xFFFF);
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// CRC16 查表法：poly=0xA001, init=0xFFFF
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// 帧间隔: t3.5 = 3.5 × 11 / baud (秒)
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// @9600 = 4.0ms
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// @19200 = 2.0ms
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```
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RS485 半双工时序：发送最后一字节后等待 **1 字节时间** 再切换 RE 为接收，
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避免 RE 过早翻转导致最后一个字节被截断。
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## 7. 版本历史
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| 版本 | 日期 | 作者 | 变更 |
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|------|------|------|------|
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| V1.1 | 2026-07-22 | wangfq | 修正: CAPVD/Origin/Variation 扩展为 32-bit (×2 寄存器); Output Mode 删除脉冲模式(仅存在输出); 新增 Fusion Mode(输出组合模式 0-6); direction_mode 字段重构说明 |
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| V1.0 | 2026-07-22 | wangfq | 初版草案 |
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