# vd960Loop 开发日志

> MCU: AT32F421 (Cortex-M4, 120MHz) | 线圈通道: 4路 | 调试口: TTL Tx (3.3V 9600 8N1)

---

## 2026-08-25 — variation ↔ ΔL/ΔL-L 物理对应分析与工具

### 背景

后台需要把上报的 `variation`（CAPVD 计数域）换算成物理电感变化量，用于标定灵敏度、分析车辆信号强度。

### 核心推导

CAPVD ∝ 周期 T = 2π√(LC)，即 **CAPVD ∝ √L 而非 L**：

```
variation/Origin = 1 − √(1 + ΔL/L₀)        精确
ΔL/L₀ ≈ −2 × variation/Origin              一阶（残差 <0.2%）
Δf/f  ≈ variation/Origin                   频域对应
```

- 系数 2 来源于 √(1+x) ≈ 1+x/2 展开
- 符号：车辆进入 ΔL<0 → variation 恒为正，与 V1.05 协议语义一致
- **电容档无关性**：Origin 与 CAPVD 均 ∝ √C，variation/Origin 中 C 消掉 → 33/43/66/76nF 四档共用同一换算表，现场换档不换标定

### 灵敏度档位 → ΔL/L 触发阈值（SensTable {216,108,36,10}）

| SENS | Δf/f 进入 (=SensTable/65536) | ΔL/L 进入 ≈ −2× |
|------|------------------------------|-----------------|
| 0 低 | 0.330% | −0.659% |
| 1 中 | 0.165% | −0.330% |
| 2 高 | 0.055% | −0.110% |
| 3 最高 | 0.015% | −0.031% |

交叉验证：DLD154Pro 技术文档 sens_in {108,54,28,14} 标注 ΔL/L = 0.330%/0.165%/0.085%/0.043%，恰为 SensTable/65536 的 2 倍——产品线口径一致。

### 改动

| 文件 | 内容 |
|------|------|
| `docs/variation-analysis.md` | 新增 §9（物理链路/公式/档位表/电容无关性/示例/注意事项） |
| `tools/variation_calc.py` | 新增换算工具：正向（freq+cap+variation+origin→L₀,ΔL,ΔL/L）、反推、3B LE 补码解析（V1.05）、灵敏度对照、交互模式 |

### 验证

工具四模式实测通过，正反算自洽（ΔL/L=0.33% ↔ variation=216 @ Origin=131072）。

---

## 2026-07-14 — variation 上报量 2B→3B 有符号 (协议 V1.05)

### 背景

`uart_report_packet_loop_acs` 上报的变化量 `variation` 用于**后台离线跟踪分析车检器算法**（判决裕量、基线跟踪行为）。原实现为 **2 字节无符号 + 取绝对值**，存在两个致命缺陷：

1. **回绕污染**：`variation` 是 CAPVD 域的量（量级 ~131072，非 Hz）。大车/大金属全覆盖时偏差可超 65535 → 2B 回绕成小值，后台看到"大信号突然变小"的假象，分析数据作废。
2. **方向丢失**：`|Origin − CAPVD|` 抹掉符号，分不清"车/金属进入（CAPVD 掉到基线下）"与"反向漂移/异常抬升（CAPVD 升到基线上）"，两者判决意义相反。

### 改动 (组包段)

```c
// 旧: uint32_t variation = |Origin - CAPVD|  (2B LE)
// 新: 3B LE 有符号补码, 方案B定义
int32_t variation = (int32_t)unit->loop_Origin - (int32_t)unit->loop_CAPVD;
if (variation >  8388607) variation =  8388607;   // +2^23-1 饱和防回绕
if (variation < -8388608) variation = -8388608;   // -2^23   饱和
// 低字节在前, 发 3 字节
```

- **方案B**：`variation = Origin − CAPVD`。**正值** = 当前值低于基线（车/裕量方向，与旧版语义连续）；**负值** = 反向漂移。
- **饱和限幅** ±2²³，彻底杜绝回绕。
- 每通道单元 **11B → 12B**，整帧 52B → **56B**（仍 < `BUFF_STACK_SIZE=64`，缓冲安全）。

### 影响范围 & 联动

| 端 | 变更 |
|------|------|
| `main.c` 组包 | `uint32_t`→`int32_t`，3B LE + 饱和 |
| 协议文档 | `DLD960Loop_串口通信协议.md` V1.05：字段表、Len 47→51、示例报文重算 |
| **vd960DBN** | 解析步长 11→12、misc 偏移右移 1B、3B 解码 + **bit23 符号扩展**、fast_mode 改 `abs(variation)` |

⚠️ **Loop 固件与 DBN 固件必须同版本发布**——步长死绑定，任一端用旧固件则 4 通道数据整体错位。

### 验证

本地 gcc 隔离单测（编解码往返 / 符号扩展 / 双向饱和 / 方向语义 / fast_mode）全通过。关键：大车 diff=100000 旧版回绕成 34464，新版正确保留 100000。

---

## 2026-06-26 — 多项可配置化改造

### 1. 上报频率从 raw CAPVD 改为实际线圈频率

`uart_report_packet_loop_acs` 和 `CMD_DBN_GET_MCJQ_PARAM` 中，频率字段原来直接上报 `loop_CAPVD`（IIR 累加值），现改为经过公式转换的实际频率：

```c
freq = (sclk_freq × input_div × LPCNT) / CAPVD
```

使用 `uint64_t` 先乘后除避免整数截断，`LPCNT>0 && CAPVD>0` 防除零。

### 2. 有限存在时长可配置 (hold_time)

- `Loop154_Unit` 新增 `uint16_t hold_time` 字段
- `storage.c` 从 `exist_mode` 计算: `hold_time = exist_mode × 20 × 5`（tick 数，每 tick 50ms）
- `vd1_task_per_channel` 判定有车时: 若 `hold_time > 0` 则 `loop_VD_HOLD = 1`，启用有限存在计时
- `TMR15_GLOBAL_IRQHandler`: `Hold_CNT > unit->hold_time` 替代固定 `HOLD_TIME`
- 超时后执行通道完整重启（`LC_Reset=1, loop_INI_LOOP=1`），相当于线圈重启重建基线，避免继电器释放后立即重新吸合
- `exist_mode=0` 时不启用有限存在，兼容无限制存在场景

### 3. 离开延时可配置 (relay_delay)

- `Loop154_Unit` 新增 `uint16_t relay_delay` 字段
- `storage.c` 从 `delay_time` 计算: `relay_delay = delay_time × 2`（tick 数）
- `TMR15_GLOBAL_IRQHandler`: `OUTCNT > unit->relay_delay` 替代固定 `OUT_DELAY`

### 4. vTaskDelay 修正: 10ms → 50ms

`loop_task_function` 的主循环 `vTaskDelay` 从 `10ms` 改为 `50ms`，对齐 DLD154V4B 原始设计（TMR15 5ms×10）。

**影响:**
- 基线更新周期: 100×10ms=1s → 100×50ms=5s（对齐原始设计，Origin 更稳定）
- CPU 占用: 主循环轮询频率降低 5×，节省 CPU

**原因:** TMR3 ISR ~1ms 产出一个 CAP_OK 样本，50ms 内有 ~50 个样本。`vd1_task_per_channel` 每个 tick 只取最新一个做 IIR，10ms 轮询时 CAP_OK 总是 ready，改为 50ms 不影响有效测量速率——采集由 TMR3 ISR 硬件驱动，基线更新速率受 `vd1_task` tick 限制。

---

## 2026-06-29 — DLD154V4B V2.0~V2.5 M4 优化移植

> 参考: DLD154V4B 单路 M4 优化版算法，移植到 vd960Loop 四路并联

### 1. 时序加速: vTaskDelay 50ms → 10ms

主循环 tick 从 50ms 提升到 **10ms**（加速 5×）。TMR15 ISR 保持 5ms，TM1cnt 10 分频得到 50ms 中断，`Hold_CNT/OUTCNT/INCNT` 仍以 50ms 为单位。

**影响:**
- 检测响应更快：进入确认 3×10ms=30ms 即可判定
- 冻结超时 1000×10ms=10s
- WINDOW_ORIGIN=500 → 基线跟踪窗口 500×10ms=5s（等效原 100×50ms）

### 2. 斜率限幅 (Slope Limiter)

```c
MAX_SLOPE_RATE = 5%   // 单次 IIR 输入变化不超过 CAPVD 的 5%
```

IIR 之前先对 `loop_Value` 做斜率限幅：与当前 `loop_CAPVD` 比较，变化幅度限制在 ±5% 以内（下限 100），防止突发电磁干扰污染 IIR 状态。

### 3. 进入确认 (Entry Confirm)

```c
ENTRY_CONFIRM = 3   // 连续 3 次低于阈值才判定有车
```

替代原来的单次触发：`loop_CAPVD < (Origin - dlt_ORG)` 计数 `loop_entry_cnt++`，达到 3 次才置 `loop_VD_FLAG=1`。中途高于阈值则清零，消除偶发毛刺导致的误触发。

### 4. 基线冻结超时 (Freeze Timeout)

```c
FREEZE_TIMEOUT        = 1000   // 10s @10ms/tick
FREEZE_STABILITY_RATE = 2      // 稳定性窗口 ±2%
```

有车期间基线被冻结（`ORG_CNT/ORG_SUM` 清零不更新），但新增超时机制：
- 冻结时记录参考值 `loop_freeze_ref`
- 若 CAPVD 波动超过 ±2%，重新计时（车还在动）
- 若 CAPVD 在 ±2% 内稳定超过 10s，强制 `Origin = CAPVD`（视为长时间停车，基线应更新）
- 解决长时间停车导致基线永久偏离的问题

### 5. IIR 简化: 双路 → 单路

初始移植了双路 IIR（慢速 α=18/256 + 快速 α=0.5），经测试发现快速 IIR 引入额外噪声，最终**去掉快速 IIR**，仅保留慢速：

```c
ALFA_CAP1 = 79    // α = 79/256 ≈ 0.31, @10ms → τ ≈ 32ms
```

斜率限幅直接对慢速 IIR 输入做限制，简化逻辑且效果一致。

### 6. 稳定期快速收敛

稳定期 `!loop_stable` 绕过 IIR + 斜率限幅：
- 直接用 `loop_CAPVD = loop_Value`（raw value）
- `update_moving_average` 窗口改为 **100**（小窗口快速收敛）
- 128 样本约 1.28s 完成初始化

稳定后切换回正常 IIR + WINDOW_ORIGIN=500 慢跟踪。

### 7. 参数修正

| 参数 | 旧值 | 新值 | 说明 |
|------|------|------|------|
| `WINDOW_ORIGIN` | 100 | 500 | 基线窗口 5s @10ms |
| `update_moving_average` window | `uint8_t` | `uint16_t` | 修复 500→256 溢出 |
| `loop_entry_cnt` | — | `uint8_t` | 新增: 进入确认计数器 |
| `loop_freeze_cnt` | — | `uint16_t` | 新增: 冻结持续计数 |
| `loop_freeze_ref` | — | `uint32_t` | 新增: 冻结参考值 |

---

## 2026-07-03 — 时间量上报单位改为 10ms

### 背景

`MISC_TYPE_TIME` 上报的通过时间 / 车间距原来以 5ms 为单位（直接 `report_counter - 时间戳`），与外部协议期望的 10ms 单位不一致。

### 方案

内部时间戳 `report_counter` / `passtime_start` / `last_exit_tick` 保持 5ms 精度不动，仅在上报 `misc_value` 时 `/2` 转为 10ms：

```c
// 进场 — 车间距 (10ms)
misc_value = (report_counter - last_exit_tick) / 2;

// 离场 — 通过时间 (10ms)
misc_value = (report_counter - passtime_start) / 2;
```

### 影响范围

| 位置 | 变更 |
|------|------|
| `TaskLoop.c` 进场路径 | `misc_value` /2 |
| `TaskLoop.c` 离场 flatness | `misc_value` /2 |
| `TaskLoop.c` 离场 cnt_release | `misc_value` /2 |
| `TaskLoop.h` 注释 | 标注 `/2→10ms` |

---

## 2026-07-03 — 时间量上报单位改为 50ms

### 背景

上一步 `misc_value` 以 10ms 为单位（内部 5ms tick `/2`），但协议期望 50ms。统一为 50ms 后与 `Hold_CNT/OUTCNT/INCNT` 一致。

### 方案

1. **`report_counter` 移入 50ms tick 块**：原来在 5ms ISR 外层 `++`，现移到 `if (TM1cnt >= 10)` 内部，每次加 1 = 50ms
2. **去掉 `/2`**：`misc_value = report_counter - timestamp`（直接减，无除法）
3. **上报间隔宏同步**：`REPORT_IDLE_TICKS 120→12`，`REPORT_EVENT_TICKS 30→3`

### 影响范围

| 文件 | 变更 |
|------|------|
| `TaskLoop.c` ISR | `report_counter++` 从 5ms 外层移入 50ms 块 |
| `TaskLoop.c` 进场/离场 | 去掉 `/2`，注释 10ms→50ms |
| `TaskLoop.h` | `REPORT_*_TICKS` /10，注释 5ms→50ms |
| `main.c` | 间隔注释更新 |

---

## 2026-07-03 — ARMCC 编译修复 + 时间戳/上报完善 (V2.8~V3.1)

### 1. ARMCC 编译错误修复 (V2.8)

- **#991**: `g_loop_states` 初始化去多余嵌套大括号 `{{0}, {{{0}}}}` → `{0}`
- **#177-D**: 删除未引用变量 `_counter1_init`
- **#188-D**: 7处 `at32_led_*()` 调用加 `(led_type)` 强转

### 2. 车间距时间补齐 (V2.9)

`Loop154_Unit` 新增 `last_exit_tick` 字段：
- **进场**: `misc_value = misc_counter - last_exit_tick`（车间距，首车=0）
- **离场**: 记录 `last_exit_tick = misc_counter`，`misc_value = misc_counter - passtime_start`（通过时间）
- 四通道独立计算，50ms tick 单位

### 3. report_counter 清零导致下溢修复 (V3.0)

**根因**: `report_counter` 被 UART 上报清零后，`last_exit_tick`/`passtime_start` 存旧值，再次进场时差值下溢 → `0xFFFFFFF7`

**修复**: 新增 `misc_counter` 独立自由运行计数器（50ms，永不归零），所有时间戳操作改用 `misc_counter`：
```
Loop154_States:
  report_counter  → 上报间隔调度 (会清零)
  misc_counter    → 时间戳 (永不清零)
```
`report_counter` 只负责上报调度，`misc_counter` 负责时间量计算，互不干扰。

### 4. 上电 3 秒抑制上报 (V3.1)

`uart_report_packet_loop_acs` 开头新增检查：`misc_counter < 60`（3s @50ms）时跳过上报并清零 `report_counter`，等线圈基线稳定后再开始主动上报。

---

## 修订记录

| 版本 | 时间 | 说明 |
|------|------|------|
| V3.1 | 2026-07-03 | 上电3秒抑制主动上报 |
| V3.0 | 2026-07-03 | misc_counter 自由运行替代 report_counter 做时间戳 |
| V2.9 | 2026-07-03 | 补齐车间距时间 (gap time) |
| V2.8 | 2026-07-03 | ARMCC 编译修复 (多余大括号/未引用变量/枚举混用) |
| V2.7 | 2026-07-03 | report_counter 改 50ms tick，时间量单位 10ms→50ms |
| V2.6 | 2026-07-03 | misc_value 时间量单位 5ms→10ms |
| V2.5 | 2026-06-29 | 稳定期窗口 100 快速收敛 |
| V2.4 | 2026-06-29 | 去掉快速 IIR，ALFA_CAP1=79 @10ms |
| V2.3 | 2026-06-29 | 基线冻结超时 + 稳定性检查 |
| V2.2 | 2026-06-29 | 进入确认 ENTRY_CONFIRM=3 |
| V2.1 | 2026-06-29 | 斜率限幅 MAX_SLOPE_RATE=5% |
| V2.0 | 2026-06-29 | vTaskDelay 50→10ms, 双路 IIR 移植 |
| V1.3 | 2026-06-26 | vTaskDelay 10→50ms 对齐原始设计 |
| V1.2 | 2026-06-26 | hold_time/relay_delay 可配置，有限存在完整重启 |
| V1.1 | 2026-06-26 | 频率上报 CAPVD→实际频率转换 |