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* File Name : PythonLink.h
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* Description : Python通信链路模块 - 用于发送GPS/IMU数据到Python程序
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* Created on : 2025-11-13
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* Author : Auto-generated
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*******************************************************************************/
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#ifndef FML_PYTHONLINK_H_
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#define FML_PYTHONLINK_H_
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/*******************************************************************************
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* Include Files *
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*******************************************************************************/
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#include "HIDO_TypeDef.h"
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#include "GPS.h"
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/*******************************************************************************
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* Macro *
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*******************************************************************************/
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// 协议帧格式常量
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#define PYTHONLINK_FRAME_HEADER1 0xAA // 帧头1
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#define PYTHONLINK_FRAME_HEADER2 0x55 // 帧头2
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#define PYTHONLINK_FRAME_FOOTER1 0x0D // 帧尾1 (CR)
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#define PYTHONLINK_FRAME_FOOTER2 0x0A // 帧尾2 (LF)
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// 数据类型定义 (保留以兼容旧版)
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#define PYTHONLINK_TYPE_GPS 0x01 // GPS数据包 (已停用)
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#define PYTHONLINK_TYPE_IMU 0x02 // IMU数据包 (已停用)
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#define PYTHONLINK_TYPE_CONTROL 0x10 // 控制命令包 (Python->STM32)
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// 缓冲区大小
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#define PYTHONLINK_TX_BUF_SIZE 2048 // 发送缓冲区 (增大以减少 DMA 发送队列溢出/丢包)
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#define PYTHONLINK_RX_BUF_SIZE 1024 // 接收缓冲区 (增大以适应DMA循环缓冲)
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// 调试选项: 置1则发送固定内容以排查乱码
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#define PYTHONLINK_FORCE_FIXED_PAYLOAD 0
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// ASCII 输出关键字
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#define PYTHONLINK_ASCII_KEY_CTRL "CTRL"
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#define PYTHONLINK_ASCII_KEY_POSE "POSE"
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#define PYTHONLINK_ASCII_KEY_STACK "STACK"
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#define PYTHONLINK_ASCII_KEY_STATE "STATE"
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/*******************************************************************************
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* Type Definition *
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*******************************************************************************/
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/**
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* @brief GPS数据包结构 (用于发送到Python)
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* 包含: 航向角、经纬度、东北天速度、定位质量等
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*/
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typedef struct __attribute__((packed))
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{
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HIDO_DOUBLE m_dLatitude; // 纬度(°), 正数为北纬
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HIDO_DOUBLE m_dLongitude; // 经度(°), 正数为东经
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HIDO_FLOAT m_fHeadingAngle; // 航向角(°), 0~360
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HIDO_FLOAT m_fPitchAngle; // 俯仰角(°)
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HIDO_FLOAT m_fRollAngle; // 横滚角(°)
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HIDO_FLOAT m_fEastVelocity; // 东方向速度(m/s)
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HIDO_FLOAT m_fNorthVelocity; // 北方向速度(m/s)
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HIDO_FLOAT m_fUpVelocity; // 天顶方向速度(m/s)
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HIDO_FLOAT m_fAltitude; // 高程(m)
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HIDO_UINT32 m_u32UTCTime; // UTC时间, hhmmss格式
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HIDO_UINT8 m_u8PositionQuality; // 定位质量: 0=无效,1=单点,2=差分,4=固定,5=浮点
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HIDO_UINT8 m_u8SatelliteCount; // 卫星数量
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HIDO_UINT8 m_u8Reserved[2]; // 保留字节(对齐)
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} ST_PythonLink_GPS;
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/**
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* @brief IMU数据包结构 (用于发送到Python)
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* 包含: 三轴加速度、三轴角速度、温度
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*/
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typedef struct __attribute__((packed))
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{
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HIDO_FLOAT m_fAccelX; // X轴加速度(g)
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HIDO_FLOAT m_fAccelY; // Y轴加速度(g)
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HIDO_FLOAT m_fAccelZ; // Z轴加速度(g)
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HIDO_FLOAT m_fGyroX; // X轴角速度(°/s)
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HIDO_FLOAT m_fGyroY; // Y轴角速度(°/s)
|
HIDO_FLOAT m_fGyroZ; // Z轴角速度(°/s)
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HIDO_FLOAT m_fTemperature; // 传感器温度(℃)
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HIDO_UINT32 m_u32UTCTime; // UTC时间, hhmmss.sss格式(毫秒)
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} ST_PythonLink_IMU;
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/**
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* @brief 数据帧头结构
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*/
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typedef struct __attribute__((packed))
|
{
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HIDO_UINT8 m_u8Header1; // 帧头1 (0xAA)
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HIDO_UINT8 m_u8Header2; // 帧头2 (0x55)
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HIDO_UINT8 m_u8Type; // 数据类型
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HIDO_UINT16 m_u16Length; // 数据长度(payload)
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} ST_PythonLink_FrameHeader;
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/**
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* @brief 数据帧尾结构
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*/
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typedef struct __attribute__((packed))
|
{
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HIDO_UINT16 m_u16CRC; // CRC16校验
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HIDO_UINT8 m_u8Footer1; // 帧尾1 (0x0D)
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HIDO_UINT8 m_u8Footer2; // 帧尾2 (0x0A)
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} ST_PythonLink_FrameFooter;
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/**
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* @brief 控制命令包结构 (Python -> STM32)
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* 包含: 转向PWM和油门PWM值
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*/
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typedef struct __attribute__((packed))
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{
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HIDO_UINT16 m_u16SteeringPWM; // 转向PWM值 (1000~2000us)
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HIDO_UINT16 m_u16ThrottlePWM; // 油门PWM值 (1000~2000us)
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} ST_PythonLink_Control;
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typedef struct __attribute__((packed))
|
{
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HIDO_FLOAT m_fForwardMps;
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HIDO_FLOAT m_fTurnRate;
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} ST_PythonLink_ControlFeedback;
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/*******************************************************************************
|
* Global Function *
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*******************************************************************************/
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/**
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* @brief 初始化 PythonLink 模块
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* - 配置 UART5 DMA 发送和接收
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* - 初始化内部缓冲区
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* @return HIDO_OK: 成功, HIDO_ERR: 失败
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*/
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HIDO_INT32 PythonLink_Init(HIDO_VOID);
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/**
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* @brief PythonLink 轮询函数 (在主循环中定期调用)
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* - 处理接收数据(接收Python控制命令)
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* - 解析控制命令并应用到PWM输出
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* @return 无
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*/
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HIDO_VOID PythonLink_Poll(HIDO_VOID);
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/**
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* @brief 获取最新的控制命令
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* @param _pu16SteeringPWM: 转向PWM值输出指针 (1000~2000us)
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* @param _pu16ThrottlePWM: 油门PWM值输出指针 (1000~2000us)
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* @param _pu32Timestamp: 时间戳输出指针 (ms)
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* @return HIDO_TRUE: 有有效命令, HIDO_FALSE: 无有效命令
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*/
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HIDO_BOOL PythonLink_GetControl(HIDO_UINT16 *_pu16SteeringPWM,
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HIDO_UINT16 *_pu16ThrottlePWM,
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HIDO_UINT32 *_pu32Timestamp);
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/**
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* @brief 发送GPS数据包到Python
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* - 自动封装为协议帧并通过DMA发送
|
* - 适用于10Hz GPS数据更新
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* @param _pstGPRMI: GPRMI数据结构指针
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* @return HIDO_OK: 成功, HIDO_ERR: 失败
|
*/
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HIDO_INT32 PythonLink_SendGPSData(const ST_GPRMI *_pstGPRMI);
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|
/**
|
* @brief 发送IMU数据包到Python
|
* - 自动封装为协议帧并通过DMA发送
|
* - 适用于100Hz IMU数据更新
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* @param _pstGPIMU: GPIMU数据结构指针
|
* @return HIDO_OK: 成功, HIDO_ERR: 失败
|
*/
|
HIDO_INT32 PythonLink_SendIMUData(const ST_GPIMU *_pstGPIMU);
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/**
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* @brief ASCII 输出：控制量/频率/阶段
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*/
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HIDO_VOID PythonLink_ReportControl(HIDO_FLOAT _forward_mps,
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HIDO_FLOAT _turn_rate,
|
HIDO_FLOAT _freq_hz,
|
HIDO_UINT16 _steering_pwm,
|
HIDO_UINT16 _throttle_pwm,
|
const HIDO_CHAR *_pcStage,
|
HIDO_UINT32 _timestamp_ms,
|
const HIDO_FLOAT *_pos_enu,
|
HIDO_FLOAT _heading_deg,
|
HIDO_FLOAT _target_heading_deg,
|
const HIDO_FLOAT *_target_xy);
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/**
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* @brief ASCII 输出：姿态/位置/目标点
|
*/
|
HIDO_VOID PythonLink_ReportPose(const HIDO_FLOAT _enu[3],
|
HIDO_FLOAT _heading_deg,
|
HIDO_FLOAT _pitch_deg,
|
HIDO_FLOAT _roll_deg,
|
const HIDO_FLOAT _target_xy[2],
|
HIDO_UINT32 _timestamp_ms);
|
/**
|
* @brief ASCII 输出：算法状态(阶段+误差)
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*/
|
HIDO_VOID PythonLink_ReportState(const HIDO_CHAR *_pcStage,
|
HIDO_FLOAT _xte_m,
|
HIDO_FLOAT _heading_err_deg,
|
HIDO_UINT32 _timestamp_ms);
|
/**
|
* @brief ASCII 输出：堆栈/堆监测
|
*/
|
HIDO_VOID PythonLink_ReportStack(const HIDO_CHAR *_pcTaskName,
|
HIDO_UINT32 _u32StackHighWaterWords,
|
HIDO_UINT32 _u32HeapFreeBytes,
|
HIDO_UINT32 _u32HeapMinBytes);
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/**
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* @brief 获取发送统计信息
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* @param _pu32GPSCount: GPS数据包发送计数
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* @param _pu32IMUCount: IMU数据包发送计数
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* @param _pu32ErrorCount: 发送错误计数
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* @return 无
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*/
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HIDO_VOID PythonLink_GetStats(HIDO_UINT32 *_pu32GPSCount,
|
HIDO_UINT32 *_pu32IMUCount,
|
HIDO_UINT32 *_pu32ErrorCount);
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|
/**
|
* @brief 打印调试信息
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* @return 无
|
*/
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HIDO_VOID PythonLink_PrintDebugInfo(HIDO_VOID);
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HIDO_VOID PythonLink_PrintRxDebug(HIDO_VOID);
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#endif /* FML_PYTHONLINK_H_ */
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