wangfq
db52f92348
分析 uart_report_packet_loop_acs 中 variation=|Origin-CAPVD| 的更新机制: - 三操作数节奏: CAPVD~10ms / Origin 5s阶跃 / 上报窗150/600ms采样 - Origin 基线状态机: 稳定期(win100~1s)/正常(win500~5s)/冻结/冻结超时(~10s)/有车冻结 - 波形特征: 无车漂移锯齿波、车辆驻留干净跟随、大干扰防污染冻结 - 风险: 采样混叠、2B截断回绕、锯齿谷误判空闲、稳定期切换拐点
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# variation 上报量分析报告
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> 分析对象：`uart_report_packet_loop_acs()` 中上报的 **变化量 variation**
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> 涉及文件：`src/main.c`（组包）、`src/TaskLoop.c`（基线/IIR 更新）、`inc/TaskLoop.h`（参数宏）
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> 结论层次：物理层 → 信号层 → 数据层 → 上报调度层
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## 0. 一句话结论
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`variation = |loop_Origin − loop_CAPVD|`，是 **"慢阶跃基线"** 与 **"快速跟踪当前值"** 两个不同时间尺度量的瞬时差。
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它在 **每次组包时实时计算**，本身无独立状态；真正决定其波形形态的是三个错位的时钟：
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- `loop_CAPVD` 的 **≈10ms** 采样
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- `loop_Origin` 的 **5s 阶跃** 更新
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- 上报的 **150ms / 600ms** 采样窗
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三者不同步 → 无车时 variation 天然呈 **锯齿波**。
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## 1. 定义位置
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`src/main.c` — `uart_report_packet_loop_acs()` 组包段：
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```c
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// 变化量 (2B, LE)
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uint32_t variation = (unit->loop_Origin > unit->loop_CAPVD)
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? (unit->loop_Origin - unit->loop_CAPVD)
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: (unit->loop_CAPVD - unit->loop_Origin);
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g_pkg_uart_report.pkg[i++] = (uint8_t)(variation & 0xFF);
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g_pkg_uart_report.pkg[i++] = (uint8_t)((variation >> 8) & 0xFF);
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```
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- 取 `|Origin − CAPVD|`，无符号，无方向信息
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- 仅上报低 **2 字节**（≤ 65535），高位被截断
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## 2. 三个操作数的更新节奏
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| 量 | 物理含义 | 更新触发 | 真实周期 | 特性 |
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|---|---|---|---|---|
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| `loop_CAPVD` | IIR 后当前线圈值 | 每次 `loop_CAP_OK` → `vd1_task_per_channel()` | **≈10ms**（固定测量窗 `LPCNT×Xn≈131072` timer counts） | 快，τ≈32ms，斜率限幅 5% |
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| `loop_Origin` | 基线 | `update_moving_average()` 窗口满才写 | **阶跃式**（见 §3） | 慢，平台期恒定不动 |
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| `variation` | 上报的变化量 | 每次组包现算 | 被 **上报窗采样**：事件 150ms / 空闲 600ms | 瞬时差，2 字节 |
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> 关键点：`variation` 没有独立状态，它只是组包那一刻两值之差。
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> 它的"更新周期"实际是 **上报采样周期**（150/600ms）；它的"波形形态"由 Origin 的阶跃周期决定。
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上报间隔宏（`inc/TaskLoop.h`，50ms tick）：
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```c
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#define REPORT_IDLE_TICKS 12 // 空闲稳定: 12×50ms = 600ms
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#define REPORT_EVENT_TICKS 3 // 事件/变化: 3×50ms = 150ms
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```
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上报调度还叠加了 **上电 3s 抑制**（`misc_counter < 60` 跳过，等基线稳定）。
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## 3. loop_Origin 基线更新的状态机（核心）
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`update_moving_average()` 是 **累加到窗口满才写一次**，中途 Origin 岿然不动：
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```c
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*p_sum += new_value; (*p_cnt)++;
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if (*p_cnt >= window) { // 只有这里改写 Origin
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*p_origin = *p_sum / window;
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*p_cnt = 0; *p_sum = 0;
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}
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```
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| 状态 | 判据 | window | 阶跃周期 @10ms | 对 variation 的影响 |
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|---|---|---|---|---|
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| **稳定期** | `!loop_stable`，`stable_cnt < 128` | 100 | **~1s** | 上电快速收敛，`CAPVD = Value` 直通 |
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| **正常跟踪** | 无车 & `dev < dlt_ORG×4` | **500** | **~5s** | Origin 每 5s 阶跃一次，锯齿主因 |
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| **冻结** | 无车 & `dev ≥ dlt_ORG×4` | — | `ORG_CNT/SUM` 清零，**不更新** | Origin 锁死，variation 保持大值 |
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| **冻结超时** | 冻结持续 & 漂移 <±2% 达 1000 次 | — | **~10s 一次性抓取** | Origin 直接 = CAPVD，variation **突然归零** |
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| **有车** | `loop_VD_FLAG == 1` | — | 不进基线分支 | Origin 全程冻结，variation 忠实跟随 CAPVD |
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相关参数宏（`inc/TaskLoop.h`）：
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```c
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#define STABLE_SAMPLES 128 // 稳定期样本数
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#define WINDOW_ORIGIN 500 // 基线跟踪窗口 (500×10ms = 5s)
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#define FREEZE_TIMEOUT 1000 // 冻结超时 ~10s @10ms
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#define FREEZE_STABILITY_RATE 2 // 稳定性窗口 ±2%
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#define MAX_SLOPE_RATE 5 // 斜率限幅 5%
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#define ENTRY_CONFIRM 3 // 进入确认次数
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```
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## 4. variation 波形特征
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### 场景 1 — 无车缓慢漂移（温漂 / 湿漂），最典型
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```
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CAPVD ─╱╱╱╱╱ 持续缓慢漂移(每10ms微动)
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Origin ───┐ ┌───┐ ┌── 每5s阶跃追一次
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└────────┘ └────────┘
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variation: ╱| ╱| ╱| ╱| ← 锯齿波!
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峰=5s漂移量, 谷≈0(基线刚追上)
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```
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- 5s 窗口内 Origin 恒定，CAPVD 漂 → variation 线性爬升
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- 窗口边界 Origin 阶跃到近 5s 均值 → variation **突然跌回 ~0**
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- **锯齿幅度 ≈ 漂移速率 × 5s**；变频器干扰下漂移快，齿更高
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### 场景 2 — 车辆进入 / 驻留（设计正确 ✅）
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- 车进入瞬间 `ORG_CNT/SUM` 清零 + `VD_FLAG=1`，Origin **完全冻结**
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- variation 快速跟随 CAPVD 拉大 → 真实反映车辆信号强度，干净无锯齿
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### 场景 3 — 大干扰但非车（半截车 / 邻道串扰 / 金属堆放）
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- `dev ≥ dlt_ORG×4` 触发冻结，variation 维持大值不被基线"吃掉"
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- 偏差稳住 ±2% 达 10s 后，Origin 一次性重锁，variation 突降 → 防污染 + 慢速重学基线
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## 5. 需警惕的问题（直击要害）
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1. **采样混叠**：用 600ms 上报窗去采一个 5s 阶跃量。后台若按单次 variation 做实时判断，会看到同一个齿被多次采到不同高度，叠加 600ms/5s 相位漂移 → 看似"忽大忽小"。
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→ **后台不能拿单次 variation 当绝对阈值**，应看趋势或直接用 MCU 已判好的 `car_state`。
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2. **2 字节截断**：`variation` 仅发 2B（≤65535）。CAPVD≈131072 量级，正常 Δf/f 才百分之几，一般到不了 65535；但 **冻结场景下偏差若超 65535 会回绕**。
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→ 建议加饱和：`if (variation > 0xFFFF) variation = 0xFFFF;`
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3. **锯齿谷值≈0 误导"无车确认"**：若有逻辑用 `variation < 小值` 判"绝对空闲"，会在每个 5s 边界被误触发。
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→ 判空闲以 `car_state` / `loop_VD_FLAG` 为准，variation 仅作辅助幅度参考。
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4. **稳定期 window=100 → 正常 500 的切换**：上电 1s 尺度基线，128 样本后切 5s 尺度。过渡期 variation 锯齿周期从 1s 突变到 5s，后台做周期特征分析要注意此拐点。
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## 6. 待现场验证
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- `loop_CAP_OK` 的 ~10ms 为 devlog 设计值。**实际周期取决于 TMR3 时钟与线圈频率**，建议现场用示波器量相邻两次 `CAP_OK` 间隔确认。
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## 7. 后续可选改进方向
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- 将 variation 改为上报 **斜率 / 趋势** 而非瞬时差，削掉锯齿混叠
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- 补 variation **饱和保护 + 随包上报当前状态（跟踪 / 冻结 / 有车）**，让后台区分锯齿谷与真空闲
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