1. 项目概述
项目名称：INV-010
版本：001.0001.199
硬件平台：Air780EPM
类型：工业物联网网关
2. 核心功能模块
2.1 串口通信模块（Exusart.lua）
2.1.1 主要功能
- MODBUS主从站功能：支持MODBUS RTU主站和从站模式
- 多串口支持：支持3个独立串口的同时操作
- 多种协议支持：支持MODBUS-RTU、MODBUS-TCP、三菱PLC、科华UPS等协议
- 数据采集与控制：支持寄存器读写、线圈控制等操作
- 分线器与转发器功能：支持多设备的串口数据转发和分发
2.1.2 主要函数
- Exusart.init()：初始化串口通信模块
- Exusart.write_data(data)：写入数据到设备寄存器
- uart_generic_read(uart_id)：通用串口读取函数
- uart_generic_write(uart_id, config)：通用串口写入函数
- Exusart.write_rtu_frame(config)：生成MODBUS RTU写入帧
- Exusart.parse_rtu_response(uartid, config, response)：解析MODBUS RTU响应
- TASK_MASTER_1/2/3()：串口主任务，处理串口读写操作
2.2 WebSocket通信模块（WSS.lua）
2.2.1 主要功能
- WebSocket连接管理：建立、维护、断开WebSocket连接
- 消息发布订阅：支持主题订阅和消息发布
- 认证机制：支持设备登录和注册
- 数据加密：安全的WebSocket通信
- 远程配置：通过WebSocket接收远程配置指令
2.2.2 主要函数
- ws.login()：设备登录和认证
- ws.get_ws_url(userInfo)：获取WebSocket连接地址
- ws.link(wssURL)：连接WebSocket服务器
- ws.subscribe(groupId, will)：订阅主题
- ws.unsubscribe(groupId)：取消订阅
- ws.publish(groupId, content)：发布消息
- connect()：WebSocket连接任务
2.3 硬件管理模块（hardware.lua）
2.3.1 主要功能
- AD转换：支持0-10V/4-20mA输入信号采集
- DA转换：支持4-20mA输出信号控制
- 数字量IO：支持数字输入和输出
- 设备状态监控：监控电源电压、CPU温度、电池电压等
- 信号强度监控：监控4G信号强度（CSQ, RSSI, RSRP, RSRQ）
2.3.2 主要函数
- hardware.init()：初始化硬件模块
- hardware.init_center(center_name)：初始化中心服务连接
2.4 网络管理模块
2.4.1 网络监控（network_watchdog.lua）
- 网络状态检测：检测网络连接状态
- 自动重连机制：网络断开时自动重连
- 故障恢复：网络故障后的恢复处理
2.4.2 广域网管理（wan.lua）
- 4G模块初始化：初始化4G网络模块
- 网络连接管理：管理4G网络连接
- APN配置：配置4G网络APN参数
2.4.3 局域网管理（lan.lua）
- 以太网初始化：初始化以太网接口
- IP配置：配置以太网IP地址
- 网络连接管理：管理以太网连接
2.5 数据管理模块
2.5.1 数据库管理（db.lua）
- 本地数据存储：存储配置参数和运行数据
- 配置数据持久化：持久化存储设备配置
- 数据读取与写入：提供数据读写接口
2.5.2 日志管理
- 系统日志：记录系统运行状态
- 错误日志：记录错误信息
- 操作日志：记录用户操作
- 日志上传：上传日志到云平台
2.6 远程管理模块
2.6.1 远程配置
- 配置参数更新：通过网络更新设备配置
- 配置持久化：持久化存储新配置
- 配置生效：配置更新后自动生效
2.6.2 远程升级（fota2.lua）
- 固件远程升级：通过网络升级设备固件
- 升级状态监控：监控升级过程
- 升级失败回滚：升级失败时自动回滚
2.6.3 远程监控
- 设备状态远程查看：通过网络查看设备运行状态
- 数据远程采集：远程采集设备数据
- 故障远程告警：设备故障时远程告警
2.7 协议支持模块
2.7.1 标准协议
- MODBUS-RTU：串行链路的MODBUS协议
- MODBUS-TCP：TCP/IP网络的MODBUS协议
- MQTT：消息队列遥测传输协议
- HTTP：超文本传输协议
- WebSocket：全双工通信协议
2.7.2 行业协议
- SL651：电力行业协议
- HJ212：环保行业协议
- SZY206：水务行业协议
2.8 系统管理模块
2.8.1 系统初始化（main.lua）
- 项目初始化：初始化项目环境
- 配置加载：加载设备配置
- 模块初始化：初始化各个功能模块
- 任务创建：创建系统任务
2.8.2 变量管理（vari.lua）
- 变量定义：定义系统变量
- 变量管理：管理变量的生命周期
- 变量访问：提供变量访问接口
2.8.3 故障管理
- 故障检测：自动检测设备故障
- 故障记录：记录故障信息
- 故障告警：发送故障告警
- 故障恢复：故障后的恢复处理
3. 主要函数功能详解
3.1 核心函数
3.1.1 串口通信核心函数
- Exusart.init()
- 功能：初始化串口通信模块
- 参数：无
- 返回值：无
- 说明：初始化串口配置，创建串口任务
- Exusart.write_data(data)
- 功能：写入数据到设备寄存器
- 参数：data - 包含地址和数据的表
- 返回值：无
- 说明：根据设备地址和寄存器地址写入数据
- uart_generic_read(uart_id)
- 功能：通用串口读取函数
- 参数：uart_id - 串口号
- 返回值：读取结果
- 说明：读取指定串口的数据并解析
- uart_generic_write(uart_id, config)
- 功能：通用串口写入函数
- 参数：uart_id - 串口号，config - 写入配置
- 返回值：写入结果
- 说明：向指定串口写入数据
3.1.2 WebSocket通信核心函数
- ws.login()
- 功能：设备登录和认证
- 参数：无
- 返回值：登录结果
- 说明：验证token或登录获取token
- ws.link(wssURL)
- 功能：连接WebSocket服务器
- 参数：wssURL - WebSocket连接地址
- 返回值：无
- 说明：建立WebSocket连接并注册设备
- ws.publish(groupId, content)
- 功能：发布消息
- 参数：groupId - 主题ID，content - 消息内容
- 返回值：无
- 说明：向指定主题发布消息
3.1.3 硬件管理核心函数
- hardware.init()
- 功能：初始化硬件模块
- 参数：无
- 返回值：无
- 说明：初始化硬件接口和传感器
- hardware.init_center(center_name)
- 功能：初始化中心服务连接
- 参数：center_name - 中心服务名称
- 返回值：无
- 说明：初始化与云平台的连接
3.2 系统函数
3.2.1 主函数
- load_fskv()
- 功能：加载配置
- 参数：无
- 返回值：无
- 说明：从本地存储加载设备配置
- sys.run()
- 功能：启动系统
- 参数：无
- 返回值：无
- 说明：启动系统任务调度
3.2.2 任务管理函数
- sys.taskInit(task_func)
- 功能：创建任务
- 参数：task_func - 任务函数
- 返回值：任务ID
- 说明：创建并启动一个任务
- sys.taskInitEx(task_func, task_name, from_task, ...)
- 功能：创建带参数的任务
- 参数：task_func - 任务函数，task_name - 任务名称，from_task - 来源任务，... - 任务参数
- 返回值：任务ID
- 说明：创建并启动一个带参数的任务
- sys.taskDel(task_func)
- 功能：删除任务
- 参数：task_func - 任务函数
- 返回值：无
- 说明：删除指定的任务
4. 功能列表汇总
4.1 通信功能
| 功能 | 描述 | 实现文件 | 主要函数 |
|---|---|---|---|
| MODBUS-RTU主站 | 支持MODBUS RTU主站模式 | Exusart.lua | uart_generic_read, uart_generic_write |
| MODBUS-RTU从站 | 支持MODBUS RTU从站模式 | Exusart.lua | TASK_MASTER_1/2/3 |
| WebSocket通信 | 支持WebSocket全双工通信 | WSS.lua | ws.link, ws.publish |
| MQTT通信 | 支持MQTT协议通信 | mqtta.lua | mqtta.connect |
| HTTP通信 | 支持HTTP协议通信 | http_API.lua | http.request |
| 多串口支持 | 支持3个独立串口同时操作 | Exusart.lua | uart_generic_read, uart_generic_write |