vd_960/vd960Loop/docs/devlog.md

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)

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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）。

协议文字勘误（协议 V1.07）

用户指出 §5.6.3 记录的口径差异应直接改协议：原文 ±8388607 不对称，负向边界少了 1。统一为 −8388608 ~ +8388607（3B 补码标准值域 −2²³ ~ +2²³−1，对齐代码负向饱和边界 0x800000），后台按文档实现时不会对 0x800000 边界犯嘀咕。

文件	变更
DLD960Loop_串口通信协议.md	variation 字段值域文字修正 + 修订记录 V1.07
variation-analysis.md	头部版本引用 → V1.07；§1 值域；§5.1 表格；§5.6.3 口径小注改写

代码无改动（main.c 饱和边界本就是 −8388608 ~ +8388607）。

环境健康度算法（§10）

用户提出零成本环境健康度方案：无车时 variation 锯齿的峰 = 漂移信号，后台逐窗统计画健康度曲线。模拟验证后修正两处口径并落地：

1. 绝对峰 ≠ 窗口漂移：Origin 更新到窗口均值（滞后半窗 2.5s），稳态绝对峰 = 1.5× 窗口漂移 → 改用峰谷差（max−min，误差 <1%）
2. 600ms 采样系统性低估 ~12%：峰恒在窗口末（500 tick），末采样点 480 tick 永远错过 → 单边偏差，趋势可用，绝对标定 ×1.14
3. 冻结态失效：漂移 > 4×dlt_ORG（中档 0.13%/s）→ 锯齿消失，速率口径失效 → 双指标：漂移速率 = 峰谷差/Origin/5s + 冻结占比
4. 冻结判定双判据：跨窗跳变消失（|jump|≈0）+ 峰谷差突变（>4×前 4 窗中位数），最后一窗也可判

文件	内容
docs/variation-analysis.md	新增 §10（口径修正表/双指标/冻结判定/工具用法）
tools/drift_health.py	新增参考实现：CSV 输入 + 逐窗统计 + 冻结检测 + JSON 输出 + 自测

自测：前 6 窗慢漂移 0.02%/s 全正常，后 2 窗快漂移正确标冻结，平均速率/冻结占比准确。

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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)

// 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。

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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：

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。

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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)

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)

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)

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：

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

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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：

// 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

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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

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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。

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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