主逻辑(通信暂时只有抽象定义)

main/bus/bus_interface.py

@@ -0,0 +1,47 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+总线通信模块的抽象接口定义 (契约)
+
+此接口定义了面向业务操作的方法，将所有实现细节（包括解析）完全封装。
+"""
+
+from abc import ABC, abstractmethod
+
+class IBusManager(ABC):
+    """
+    总线管理器接口。
+    调用方只关心业务，不关心实现。
+    """
+
+    @abstractmethod
+    def execute_raw_command(self, bus_id: int, command: bytes) -> None:
+        """
+        【契约】执行一个“发后不理”的原始指令。
+        
+        Args:
+            bus_id (int): 目标总线的编号。
+            command (bytes): 要发送的原始命令字节。
+        """
+        pass
+
+    @abstractmethod
+    def execute_collect_task(self, task: dict) -> float | None:
+        """
+        【契约】执行一个完整的采集任务，并直接返回最终的数值。
+
+        一个符合本接口的实现必须自己处理所有细节：
+        - 从task字典中解析出 bus_id, command, parser_type。
+        - 发送指令。
+        - 接收响应。
+        - 根据parser_type选择正确的内部解析器进行解析。
+        - 返回最终的float数值，或在任何失败情况下返回None。
+
+        Args:
+            task (dict): 从Protobuf解码出的单个CollectTask消息字典。
+
+        Returns:
+            float | None: 成功解析则返回数值，否则返回None。
+        """
+        pass

main/config.py

@@ -0,0 +1,81 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+项目全局配置文件
+
+集中管理所有硬件引脚、通信参数和软件配置，
+便于统一修改和适配不同的硬件版本。
+"""
+
+# --- LoRa 模块配置 ---
+# 假设LoRa模块使用独立的UART进行通信
+LORA_CONFIG = {
+    # LoRa模块连接的UART总线ID (0, 1, or 2 on ESP32)
+    'uart_id': 2,
+
+    # LoRa模块的通信波特率
+    'baudrate': 9600,
+
+    # LoRa模块连接的GPIO引脚
+    'pins': {
+        'tx': 17,  # UART TX
+        'rx': 16,  # UART RX
+    }
+}
+
+# --- 总线配置 ---
+# 使用字典来定义项目中的所有通信总线
+# key是总线ID (bus_id)，value是该总线的详细配置字典。
+# 这种结构使得 command_processor 可以通过 bus_id 动态获取其配置。
+BUS_CONFIG = {
+    # --- 总线 1 ---
+    1: {
+        # 总线协议类型，用于程序动态选择不同的处理逻辑
+        'protocol': 'RS485',
+
+        # 该总线使用的硬件UART ID
+        'uart_id': 1,
+
+        # 该总线的通信波特率
+        'baudrate': 9600,
+
+        # 该总线使用的GPIO引脚
+        'pins': {
+            'tx': 4,  # RS485 TX
+            'rx': 5,  # RS485 RX
+            'rts': 2,  # RS485 DE/RE 方向控制引脚
+        }
+    },
+
+    # 如果未来有第二条总线，或不同协议的总线，可以直接在这里添加
+    2: {
+        'protocol': 'RS485',
+        'uart_id': 0,
+        'baudrate': 19200,  # 这条总线可以有不同的波特率
+        'pins': {
+            'tx': 25,
+            'rx': 26,
+            'rts': 27,
+        }
+    },
+}
+
+# --- 全局超时设置 (毫秒) ---
+DEFAULT_TIMEOUTS = {
+    'rs485_response': 500,  # 等待RS485设备响应的默认超时时间
+    'lora_at_command': 300,  # 等待LoRa模块AT指令响应的超时时间
+}
+
+# --- 系统参数配置 ---
+SYSTEM_PARAMS = {
+    # 任务队列的最大长度。用于主线程和工作线程之间的缓冲。
+    # 如果LoRa指令瞬间并发量大，可以适当调高此值。
+    # 如果内存紧张，可以适当调低。
+    'task_queue_max_size': 10,
+
+    # 全局调试日志开关
+    # True:  所有 logger.log() 的信息都会被打印到串口。
+    # False: logger.log() 将不执行任何操作，用于发布产品。
+    'debug_enabled': True,
+}

main/logger.py

@@ -0,0 +1,22 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+一个简单的、可配置的日志记录器模块。
+"""
+
+import config
+
+def log(message: str):
+    """
+    打印一条日志消息，是否实际输出取决于配置文件。
+
+    Args:
+        message (str): 要打印的日志消息。
+    """
+    # 从配置文件中获取调试开关的状态
+    # .get()方法可以安全地获取值，如果键不存在，则返回默认值False
+    if config.SYSTEM_PARAMS.get('debug_enabled', False):
+        print(message)
+    
+    # 如果开关为False，此函数会立即返回，不执行任何操作。

main/lora/lora_interface.py

@@ -0,0 +1,53 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+LoRa通信模块的抽象接口定义 (契约)
+
+这个文件定义了一个LoRa处理器应该具备哪些功能，
+但不包含任何具体的实现代码。任何具体的LoRa处理器，
+无论是UART的还是SPI的，都必须实现这里定义的所有方法。
+"""
+
+# abc (Abstract Base Class) 是Python定义接口的标准方式
+from abc import ABC, abstractmethod
+
+class ILoraHandler(ABC):
+    """
+    LoRa处理器接口。
+    它规定了所有LoRa处理器实现类必须提供的功能。
+    """
+
+    @abstractmethod
+    def receive_packet(self):
+        """
+        【契约】非阻塞地检查并接收一个数据包。
+        
+        一个符合本接口的实现必须:
+        - 检查是否有新的数据包。
+        - 如果有，读取、解析并返回负载数据。
+        - 如果没有，必须立刻返回None，不得阻塞。
+
+        Returns:
+            bytes: 如果成功接收到一个数据包，返回该数据包的字节。
+            None:  如果当前没有可读的数据包。
+        """
+        pass
+
+    @abstractmethod
+    def send_packet(self, data_bytes: bytes) -> bool:
+        """
+        【契约】发送一个数据包。
+
+        一个符合本接口的实现必须:
+        - 接收一个bytes类型的参数。
+        - 将这些数据通过LoRa模块发送出去。
+        - 返回一个布尔值表示发送指令是否成功提交。
+        
+        Args:
+            data_bytes (bytes): 需要发送的字节数据。
+        
+        Returns:
+            bool: True表示发送指令已成功提交，False表示因任何原因失败。
+        """
+        pass

main/main.py

@@ -2,29 +2,89 @@
 # -*- coding: utf-8 -*-
 
 """
-猪舍主控系统主程序入口
+程序主入口 (双线程生产者-消费者模型)
+
+主线程 (生产者):
+- 职责：以最高优先级不间断监听LoRa数据，并将数据包放入任务队列。
+- 特点：永远不执行耗时操作，保证LoRa数据接收的实时性。
+
+工作线程 (消费者):
+- 职责：从任务队列中取出数据包，并进行耗时的业务处理。
+- 特点：可能会长时间阻塞，但不影响主线程的数据接收。
 """
 
 import time
-# import struct # 根据需要保留或删除
-# import client_pb # 根据需要保留或删除
+import _thread
+import config
+import uqueue  # 导入我们自己创建的本地uqueue模块
+
+# 导入接口和实现
+from lora.lora_interface import ILoraHandler
+from bus.bus_interface import IBusManager
+from lora.lora_handler import LoRaHandler
+from bus.rs485_manager import RS485Manager
+from processor import Processor
+
+# 导入工作线程的执行函数
+from worker import worker_task
+from logger import log
+
+# --- 模块级变量定义 (带有类型提示) ---
+lora_controller: ILoraHandler | None = None
+bus_manager: IBusManager | None = None
+processor: Processor | None = None
+task_queue: uqueue.Queue | None = None
 
 
-def main_loop():
+def setup():
     """
-    主循环
+    初始化函数，负责创建所有对象实例、共享队列，并启动工作线程。
     """
-    print("猪舍控制系统启动...")
+    global lora_controller, bus_manager, processor, task_queue
 
-    while True:
-        # 在这里添加你的逻辑
-        time.sleep(1) # 避免空循环占用过多CPU
+    log("--- 系统初始化开始 ---")
+
+    # 1. 初始化硬件驱动和业务处理器
+    lora_controller = LoRaHandler()
+    bus_manager = RS485Manager()
+    processor = Processor(lora_handler=lora_controller, bus_manager=bus_manager)
+
+    # 2. 从配置文件读取队列长度，并创建线程安全的队列
+    queue_size = config.SYSTEM_PARAMS.get('task_queue_max_size', 10)
+    task_queue = uqueue.Queue(maxsize=queue_size)
+    log(f"任务队列已创建，最大容量: {queue_size}")
+
+    # 3. 启动工作线程
+    _thread.start_new_thread(worker_task, (task_queue, processor))
+
+    log("--- 系统初始化完成 ---")
+
+
+def loop():
+    """
+    主线程循环函数 (生产者)。
+    只负责监听LoRa，并将数据放入队列。
+    """
+    packet = lora_controller.receive_packet()
+
+    if packet:
+        if task_queue.full():
+            log("警告：任务队列已满，新的LoRa数据包被丢弃！")
+            return
 
-# 程序入口
-if __name__ == "__main__":
         try:
-        main_loop()
-    except KeyboardInterrupt:
-        print("程序被中断")
+            task_queue.put_nowait(packet)
+            log(f"主线程：新LoRa数据包已入队。当前队列大小: {task_queue.qsize()}")
         except Exception as e:
-        print(f"程序异常: {e}")
+            log(f"错误：数据包入队失败: {e}")
+
+    time.sleep_ms(10)
+
+
+# --- 程序主执行区 ---
+if __name__ == "__main__":
+    setup()
+
+    log("--- 主线程进入循环 (LoRa监听) ---")
+    while True:
+        loop()

main/processor.py

@@ -0,0 +1,111 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+核心业务逻辑处理器 (V3 - 面向业务接口)
+
+职责:
+- 编排业务流程：解码指令，并将业务任务分发给相应的管理器。
+- 完全不关心总线通信和数据解析的技术实现细节。
+"""
+
+# 导入我们定义的“契约”（接口）
+from lora.lora_interface import ILoraHandler
+from bus.bus_interface import IBusManager
+
+# 导入Protobuf解析代码
+from proto import client_pb
+
+from logger import log
+
+
+class Processor:
+    """
+    命令处理器类，项目的“大脑”。
+    它依赖于抽象的、面向业务的接口。
+    """
+
+    def __init__(self, lora_handler: ILoraHandler, bus_manager: IBusManager):
+        """
+        构造函数 (依赖注入)。
+        
+        Args:
+            lora_handler (ILoraHandler): 一个实现了LoRa接口的对象。
+            bus_manager (IBusManager): 一个实现了总线接口的对象。
+        """
+        self.lora = lora_handler
+        self.bus = bus_manager
+        log("业务处理器已初始化，准备就绪。")
+
+    def handle_packet(self, packet_bytes: bytes):
+        """
+        处理单个LoRa数据包的入口函数。
+        """
+        log(f"收到待处理数据包: {packet_bytes.hex()}")
+
+        try:
+            instruction = client_pb.decode_instruction(packet_bytes)
+        except Exception as e:
+            log(f"错误：解码指令失败: {e}")
+            return
+
+        # 根据指令类型，分发到不同的业务处理方法
+        if 'raw_485_command' in instruction:
+            self._process_exec_command(instruction['raw_485_command'])
+
+        elif 'batch_collect_command' in instruction:
+            self._process_collect_command(instruction['batch_collect_command'])
+
+        else:
+            log(f"警告：收到未知或不适用于此设备的指令类型: {instruction}")
+
+    def _process_exec_command(self, cmd: dict):
+        """
+        处理“执行命令”业务。
+        """
+        bus_id = cmd['bus_number']
+        command_bytes = cmd['command_bytes']
+        log(f"处理[执行命令]业务：向总线 {bus_id} 下发指令。")
+
+        # 直接调用总线接口的业务方法，不关心实现
+        self.bus.execute_raw_command(bus_id, command_bytes)
+        log("执行指令已下发。")
+
+    def _process_collect_command(self, cmd: dict):
+        """
+        处理“采集命令”业务。
+        """
+        correlation_id = cmd['correlation_id']
+        tasks = cmd['tasks']
+        log(f"处理[采集命令]业务 (ID: {correlation_id})：共 {len(tasks)} 个任务。")
+
+        sensor_values = []
+        for i, task in enumerate(tasks):
+            log(f"  - 执行任务 {i + 1}...")
+
+            # 调用总线接口的业务方法，直接获取最终结果
+            # 我们不再关心task的具体内容，也不关心解析过程
+            value = self.bus.execute_collect_task(task)
+
+            if value is not None:
+                sensor_values.append(value)
+                log(f"    => 成功，获取值为: {value}")
+            else:
+                # 如果返回None，表示任务失败（超时或解析错误）
+                sensor_values.append(-1)  # 添加一个默认/错误值
+                log("    => 失败，任务未返回有效值。")
+
+        # 所有任务执行完毕，构建并发送响应
+        log(f"所有采集任务完成，准备发送响应。采集到的值: {sensor_values}")
+        try:
+            response_payload = {
+                'correlation_id': correlation_id,
+                'values': sensor_values
+            }
+            response_packet = client_pb.encode_instruction('collect_result', response_payload)
+
+            # 通过LoRa接口发送出去
+            self.lora.send_packet(response_packet)
+            log("采集结果已通过LoRa发送。")
+        except Exception as e:
+            log(f"错误：编码或发送采集结果失败: {e}")

main/uqueue.py

@@ -0,0 +1,81 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+一个适用于MicroPython的、简单的线程安全队列实现。
+
+这个模块提供了一个与标准库 `queue.Queue` 类似的类，
+确保在多线程环境下的数据操作是安全的。
+"""
+
+import _thread
+from collections import deque
+
+class Queue:
+    """一个简单的、线程安全的队列。"""
+
+    def __init__(self, maxsize=0):
+        self.maxsize = maxsize
+        self._lock = _thread.allocate_lock()
+        # 使用deque可以实现更高效的头部弹出操作 (O(1))
+        self._items = deque((), maxsize if maxsize > 0 else 1024)
+
+    def qsize(self):
+        """返回队列中的项目数。"""
+        with self._lock:
+            return len(self._items)
+
+    def empty(self):
+        """如果队列为空，返回True，否则返回False。"""
+        return self.qsize() == 0
+
+    def full(self):
+        """如果队列已满，返回True，否则返回False。"""
+        if self.maxsize <= 0:
+            return False
+        return self.qsize() >= self.maxsize
+
+    def put(self, item, block=True, timeout=None):
+        """将一个项目放入队列。"""
+        if not block:
+            return self.put_nowait(item)
+        
+        # 阻塞式put的简单实现 (在实际应用中更复杂的实现会使用信号量)
+        while True:
+            with self._lock:
+                if not self.full():
+                    self._items.append(item)
+                    return
+            # 如果队列是满的，短暂休眠后重试
+            import time
+            time.sleep_ms(5)
+
+    def put_nowait(self, item):
+        """等同于 put(item, block=False)。"""
+        if self.full():
+            raise OSError("Queue full")
+        
+        with self._lock:
+            self._items.append(item)
+
+    def get(self, block=True, timeout=None):
+        """从队列中移除并返回一个项目。"""
+        if not block:
+            return self.get_nowait()
+
+        # 阻塞式get的简单实现
+        while True:
+            with self._lock:
+                if self._items:
+                    return self._items.popleft()
+            # 如果队列是空的，短暂休眠后重试
+            import time
+            time.sleep_ms(5)
+
+    def get_nowait(self):
+        """等同于 get(item, block=False)。"""
+        if self.empty():
+            raise OSError("Queue empty")
+            
+        with self._lock:
+            return self._items.popleft()

main/worker.py

@@ -0,0 +1,44 @@
+#!/usr/bin/env python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+"""
+工作线程模块
+
+职责:
+- 作为一个独立的线程运行。
+- 阻塞式地等待任务队列。
+- 从队列中取出任务，并交给Processor进行耗时处理。
+"""
+
+import uqueue
+from processor import Processor
+from logger import log
+
+
+def worker_task(task_queue: uqueue.Queue, processor: Processor):
+    """
+    工作线程的主函数。
+    
+    Args:
+        task_queue (uqueue.Queue): 共享的任务队列。
+        processor (Processor): 业务处理器实例。
+    """
+    log("工作线程已启动，等待任务...")
+    
+    while True:
+        try:
+            # 1. 阻塞式地从队列中获取任务
+            # 如果队列为空，程序会在这里自动挂起，不消耗CPU
+            # get()方法是线程安全的
+            packet_bytes = task_queue.get()
+            
+            log(f"工作线程：收到新任务，开始处理... 数据: {packet_bytes.hex()}")
+            
+            # 2. 调用processor进行耗时的、阻塞式的处理
+            # 这个处理过程不会影响主线程的LoRa监听
+            processor.handle_packet(packet_bytes)
+            
+            log("工作线程：任务处理完毕，继续等待下一个任务。")
+            
+        except Exception as e:
+            log(f"错误：工作线程在处理任务时发生异常: {e}")