mobile_comm/luatos/air780epm/module/Air780EPM/demo/vd960Air/uart_app.lua

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@module  uart_app
@summary vd960Air 串口应用功能模块: UART1 <-> vd960DBN 帧协议对接
@version 0.2
@date    2026.08.31
@usage
核心职责:
1、打开 UART1(对接 vd960DBN CH32V208 串口1 PB6/PB7);
2、上行: 接收 vd960DBN 的 JSON 帧(复用《DLD960_IoT_MQTT协议》命令面),
   校验后注入 link 对象 → 发布 SEND_DATA_REQ → mqtt_sender publish 到 dld960/{sn}/dev;
3、下行: 订阅 RECV_DATA_FROM_SERVER 消息,将 MQTT 下行 JSON 组帧后经 UART1 下发 vd960DBN。

UART 链路帧格式(v0.2,校验统一 XOR+SUM — 用户决策 2026-08-31,与 DBN↔Loop 0x7F 一致):
┌──────┬───────┬───────┬────────────────────┬──────┬──────┐
│ HEAD │ LEN_H │ LEN_L │      PAYLOAD       │ XOR  │ SUM  │
│ 0x7D │ 1B    │ 1B    │  JSON(≤2048B)      │ 1B   │ 1B   │
└──────┴───────┴───────┴────────────────────┴──────┴──────┘
- HEAD: 0x7D(避开 0x7F DBN↔Loop / 0x8F DBN 专有 / 0x9F OTA 已占用魔数)
- LEN:  uint16 大端,PAYLOAD 字节数
- XOR:  XOR 校验,从 LEN_H 开始到 PAYLOAD 末字节(不含 HEAD,与 0x7F 同风格)
- SUM:  累加和校验,范围同上
- 方向: 双向对称(vd960DBN 发同样帧格式)

状态机: IDLE → HEAD → LEN_H → LEN_L → DATA → XOR → SUM → COMPLETE
注意: 状态机按 LEN 精确吃字节,payload 内出现的 0x7D 不影响帧同步;
      仅 IDLE 状态寻找 HEAD;校验失败 / 超长帧 → 回 IDLE 丢弃。
]]

-- 加载配置
local CFG = require "config"
-- 4G 链路信息采集(IMEI/ICCID/CSQ)
local link_info = require "link_info"

local UART_ID   = CFG.CFG_UART_ID
local MAX_LEN   = CFG.CFG_FRAME_MAXLEN

-- ==================== 接收状态机 ====================
local RX_IDLE, RX_HEAD, RX_LENH, RX_LENL, RX_DATA, RX_XOR, RX_SUM = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
local rx_state = RX_IDLE
local rx_len = 0        -- 当前帧 PAYLOAD 长度
local rx_buf = ""       -- PAYLOAD 缓冲
local rx_xor = 0        -- XOR 校验(从 LEN_H 起累加)
local rx_sum = 0        -- SUM 校验(从 LEN_H 起累加)

local function rx_reset()
    rx_state = RX_IDLE
    rx_len = 0
    rx_buf = ""
    rx_xor = 0
    rx_sum = 0
end

-- 一帧完整且校验通过 → 发布到 MQTT 发送队列
local function on_frame_ok(payload)
    log.info("uart_app.frame", "len", payload:len())

    -- 4G 特有字段注入(用户决策 2026-08-31):
    -- 上行 JSON 顶层附加 link 对象 {imei, iccid, imsi, msisdn, csq, net},
    -- 方便平台管理 4G 通道设备(流量卡识别/信号监控)。不破坏主协议结构,老平台忽略即可。
    if CFG.CFG_LINK_ENABLE then
        local ok, obj = pcall(json.decode, payload)
        if ok and type(obj) == "table" then
            obj.link = link_info.get()
            payload = json.encode(obj)
        else
            -- JSON 解析失败: 原样转发,不阻塞上行
            log.warn("uart_app.frame", "json decode fail, forward raw")
        end
    end

    -- SEND_DATA_REQ(tag, topic, payload, qos)
    -- 上行统一发布到 dev 主题(平台侧与有线通道无差别)
    sys.publish("SEND_DATA_REQ", "vd960DBN", CFG.CFG_TOPIC_UP, payload, 1)
end

-- 逐字节喂入接收状态机
local function feed_byte(b)
    if rx_state == RX_IDLE then
        if b == CFG.CFG_FRAME_HEAD then
            rx_state = RX_HEAD
        end
    elseif rx_state == RX_HEAD then
        rx_len = b * 256
        rx_xor = b
        rx_sum = b
        rx_state = RX_LENH
    elseif rx_state == RX_LENH then
        rx_len = rx_len + b
        rx_xor = rx_xor ~ b      -- XOR 累加(bitwise)
        rx_sum = (rx_sum + b) % 256
        if rx_len > MAX_LEN then
            log.warn("uart_app.feed", "frame too long", rx_len)
            rx_reset()
        else
            rx_buf = ""
            rx_state = RX_LENL
        end
    elseif rx_state == RX_LENL then
        -- 0 长度帧非法
        if rx_len == 0 then
            rx_reset()
        else
            rx_state = RX_DATA
        end
    elseif rx_state == RX_DATA then
        rx_buf = rx_buf .. string.char(b)
        rx_xor = rx_xor ~ b
        rx_sum = (rx_sum + b) % 256
        if rx_buf:len() >= rx_len then
            rx_state = RX_XOR
        end
    elseif rx_state == RX_XOR then
        if b ~= rx_xor then
            log.warn("uart_app.feed", "xor fail")
            rx_reset()
        else
            rx_state = RX_SUM
        end
    elseif rx_state == RX_SUM then
        if b == rx_sum then
            on_frame_ok(rx_buf)
        else
            log.warn("uart_app.feed", "sum fail")
        end
        rx_reset()
    end
end

-- UART1 接收中断处理
local function read()
    local s
    while true do
        s = uart.read(UART_ID, 1024)
        if not s or s:len() == 0 then
            break
        end
        for i = 1, s:len() do
            feed_byte(string.byte(s, i))
        end
    end
end

-- ==================== 下行: MQTT → UART1 ====================
-- mqtt_receiver 发布 RECV_DATA_FROM_SERVER(topic, payload)
local function recv_data_from_server_proc(topic, payload)
    if not payload or payload:len() == 0 then
        return
    end
    -- 组帧: HEAD + LEN(2B BE) + PAYLOAD + XOR + SUM
    -- 校验范围: 从 LEN_H 起(不含 HEAD,与 0x7F 同风格)
    local len = payload:len()
    local hi = math.floor(len / 256)
    local lo = len % 256
    local x = hi ~ lo
    local s = (hi + lo) % 256
    for i = 1, len do
        local b = string.byte(payload, i)
        x = x ~ b
        s = (s + b) % 256
    end
    local frame = string.char(CFG.CFG_FRAME_HEAD)
        .. string.char(hi) .. string.char(lo)
        .. payload
        .. string.char(x) .. string.char(s)
    uart.write(UART_ID, frame)
    log.info("uart_app.down", "len", len)
end

-- ==================== 初始化 ====================
uart.setup(UART_ID, CFG.CFG_UART_BAUD, 8, 1)
uart.on(UART_ID, "receive", read)
sys.subscribe("RECV_DATA_FROM_SERVER", recv_data_from_server_proc)

log.info("uart_app", "init ok", "baud", CFG.CFG_UART_BAUD, "topic_up", CFG.CFG_TOPIC_UP)