feat(ota_relay): 实现WiFi/AP双模式和CANFD 3通道SPI协议

- 新增AP/STA双工作模式，通过app_config.h配置切换 - 实现CANFD 3通道SPI协议，支持主通信通道和备用通道 - 添加GD32命令ID定义和HTTP API接口 - 集成上位机WebUI，支持固件上传和CAN帧发送 refactor(debug_log): 支持UDP+UART双通道调试输出 - 新增UART0串口调试功能，TX=GPIO21, RX=GPIO20, 115200波特率 - 实现UDP socket延迟创建机制，避免网络初始化冲突 - 调试日志同时输出到UDP和UART双通道 docs(README): 更新项目文档和目录结构说明 - 更新硬件平台和模块功能描述 - 添加WiFi工作模式配置说明 - 补充CANFD协议和GD32命令定义 - 增加HTTP API和上位机WebUI使用指南 fix(health_monitor): 优化健康监控和系统状态报告 - 增强温度和电压监控的警告提示信息 - 添加WiFi RSSI监控和健康状态更新 - 修复安全关机触发条件和状态变更日志 style(main): 优化程序入口和任务创建流程 - 修复网络接口初始化顺序问题 - 添加任务创建结果检查和错误处理 - 增加系统启动信息和CPU频率显示 - 新增周期性状态监控任务，每10秒打印系统状态
2026-04-28 01:06:17 +08:00
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@@ -3,14 +3,19 @@
 *
 * 通过 UDP socket 发送调试日志到上位机
 * 上位机需监听 <DEBUG_LOG_IP>:<DEBUG_LOG_PORT>
+ * 
+ * 支持双通道输出：UDP + UART0 串口
+ * UART0: TX=GPIO21, RX=GPIO20, 115200 波特率
 */
 #include <string.h>
+#include <stdio.h>
 #include <sys/socket.h>
 #include <netdb.h>
 #include <arpa/inet.h>
 #include "freertos/task.h"
 #include "esp_log.h"
 #include "esp_err.h"
+#include "driver/uart.h"

 #include "debug_log.h"

@@ -22,13 +27,104 @@ static int s_udp_sock = -1;
 static struct sockaddr_in s_debug_addr;
 static bool s_initialized = false;

-// 初始化 UDP socket
+// UART0 状态
+static bool s_uart_initialized = false;
+static uart_port_t s_uart_port = UART_NUM_0;
+
+// ============================================================
+// UART0 串口调试
+// ============================================================
+
+esp_err_t uart_debug_init(void)
+{
+    if (s_uart_initialized) {
+        return ESP_OK;
+    }
+
+    uart_config_t uart_config;
+    memset(&uart_config, 0, sizeof(uart_config));
+    uart_config.baud_rate = UART_DEBUG_BAUD_RATE;
+    uart_config.data_bits = UART_DATA_8_BITS;
+    uart_config.parity = UART_PARITY_DISABLE;
+    uart_config.stop_bits = UART_STOP_BITS_1;
+    uart_config.flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE;
+    uart_config.source_clk = UART_SCLK_DEFAULT;
+    uart_config.rx_flow_ctrl_thresh = 0;
+
+    esp_err_t ret = uart_driver_install(s_uart_port, 1024, 0, 0, NULL, 0);
+    if (ret != ESP_OK) {
+        ESP_LOGE(TAG, "UART0 驱动安装失败: %s", esp_err_to_name(ret));
+        return ret;
+    }
+
+    ret = uart_param_config(s_uart_port, &uart_config);
+    if (ret != ESP_OK) {
+        ESP_LOGE(TAG, "UART0 参数配置失败: %s", esp_err_to_name(ret));
+        return ret;
+    }
+
+    ret = uart_set_pin(s_uart_port, UART_DEBUG_TX_GPIO, UART_DEBUG_RX_GPIO,
+                       UART_PIN_NO_CHANGE, UART_PIN_NO_CHANGE);
+    if (ret != ESP_OK) {
+        ESP_LOGE(TAG, "UART0 引脚配置失败: %s", esp_err_to_name(ret));
+        return ret;
+    }
+
+    s_uart_initialized = true;
+    ESP_LOGI(TAG, "UART0 调试输出已初始化 (TX=GPIO%d, RX=GPIO%d, %d baud)",
+             UART_DEBUG_TX_GPIO, UART_DEBUG_RX_GPIO, UART_DEBUG_BAUD_RATE);
+
+    return ESP_OK;
+}
+
+esp_err_t uart_debug_send(const uint8_t *data, size_t len)
+{
+    if (!s_uart_initialized) {
+        return ESP_ERR_INVALID_STATE;
+    }
+
+    int ret = uart_write_bytes(s_uart_port, data, len);
+    if (ret < 0) {
+        return ESP_FAIL;
+    }
+
+    return ESP_OK;
+}
+
+// ============================================================
+// UDP 调试日志
+// ============================================================
+
+// 初始化 UDP socket（注意：socket 创建延迟到 debug_log_send 首次调用时）
+// 因为 esp_netif_init() 会在 wifi_ota_task 里调用，提前创建 socket 会导致 tcpip 线程未就绪而崩溃
 esp_err_t debug_log_init(void)
 {
    if (s_initialized) {
        return ESP_OK;
    }

+    // 初始化 UART0（不需要网络）
+    uart_debug_init();
+
+    // 延迟创建 socket：先只初始化目标地址，socket 在 debug_log_send 首次发 UDP 时创建
+    memset(&s_debug_addr, 0, sizeof(s_debug_addr));
+    s_debug_addr.sin_family = AF_INET;
+    s_debug_addr.sin_port = htons(DEBUG_LOG_PORT);
+    s_debug_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEBUG_LOG_IP);
+
+    s_initialized = true;
+    ESP_LOGI(TAG, "调试日志已初始化（UDP socket 延迟创建），上位机 IP=%s:%d", DEBUG_LOG_IP, DEBUG_LOG_PORT);
+
+    return ESP_OK;
+}
+
+// 延迟创建 UDP socket（仅在首次发送 UDP 时调用）
+static esp_err_t ensure_udp_socket(void)
+{
+    if (s_udp_sock >= 0) {
+        return ESP_OK;  // 已创建
+    }
+
    // 创建 UDP socket
    s_udp_sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (s_udp_sock < 0) {
@@ -36,38 +132,54 @@ esp_err_t debug_log_init(void)
        return ESP_FAIL;
    }

-    // 设置目标地址
-    memset(&s_debug_addr, 0, sizeof(s_debug_addr));
-    s_debug_addr.sin_family = AF_INET;
-    s_debug_addr.sin_port = htons(DEBUG_LOG_PORT);
-    s_debug_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEBUG_LOG_IP);
-
-    s_initialized = true;
-    ESP_LOGI(TAG, "调试日志已初始化，上位机 IP=%s:%d", DEBUG_LOG_IP, DEBUG_LOG_PORT);
-
+    ESP_LOGI(TAG, "UDP socket 创建成功");
    return ESP_OK;
 }

-// 发送原始数据到上位机
+// 发送原始数据到上位机（UDP + UART 双通道）
 esp_err_t debug_log_send(const uint8_t *data, size_t len)
 {
-    if (!s_initialized || s_udp_sock < 0) {
-        return ESP_ERR_INVALID_STATE;
+    esp_err_t udp_ret = ESP_FAIL;
+    esp_err_t uart_ret = ESP_FAIL;
+
+    // UART 通道发送
+    if (s_uart_initialized) {
+        uart_ret = uart_debug_send(data, len);
    }

-    if (len > 1024) {
-        len = 1024;  // 限制单次发送大小
+    // UDP 通道发送（延迟创建 socket）
+    if (s_initialized) {
+        // 首次 UDP 发送前才创建 socket
+        if (s_udp_sock < 0) {
+            if (ensure_udp_socket() != ESP_OK) {
+                // socket 创建失败，走 UART 通道
+            } else {
+                udp_ret = ESP_OK;  // 标记为已就绪
+            }
+        }
+
+        if (s_udp_sock >= 0) {
+            if (len > 1024) {
+                len = 1024;  // 限制单次发送大小
+            }
+
+            int ret = sendto(s_udp_sock, data, len, 0,
+                             (struct sockaddr *)&s_debug_addr, sizeof(s_debug_addr));
+
+            if (ret < 0) {
+                udp_ret = ESP_FAIL;
+            } else {
+                udp_ret = ESP_OK;
+            }
+        }
    }

-    int ret = sendto(s_udp_sock, data, len, 0,
-                     (struct sockaddr *)&s_debug_addr, sizeof(s_debug_addr));
-
-    if (ret < 0) {
-        // 静默失败，避免影响正常流程
-        return ESP_FAIL;
+    // 至少一个通道成功即返回成功
+    if (udp_ret == ESP_OK || uart_ret == ESP_OK) {
+        return ESP_OK;
    }

-    return ESP_OK;
+    return ESP_FAIL;
 }

 // 格式化日志输出
@@ -3,6 +3,9 @@
 *
 * 通过 UDP socket 将调试信息发送到上位机
 * 上位机监听 <udp_ip>/<udp_port> 接收日志
+ * 
+ * 支持双通道输出：UDP + UART0 串口
+ * UART0: TX=GPIO21, RX=GPIO20, 115200 波特率
 */
 #ifndef DEBUG_LOG_H
 #define DEBUG_LOG_H
@@ -14,6 +17,11 @@

 // 调试日志配置（DEBUG_LOG_IP/PORT/ENABLED 已在 app_config.h 中定义）

+// UART0 调试配置
+#define UART_DEBUG_TX_GPIO   21
+#define UART_DEBUG_RX_GPIO   20
+#define UART_DEBUG_BAUD_RATE 115200
+
 // 日志级别
 typedef enum {
    DEBUG_LOG_NONE  = 0,
@@ -27,9 +35,15 @@ typedef enum {
 // 当前日志级别（运行时可改）
 extern debug_log_level_t g_debug_log_level;

-// 初始化调试日志系统（启动 UDP 客户端）
+// 初始化调试日志系统（启动 UDP 客户端 + UART0）
 esp_err_t debug_log_init(void);

+// UART0 串口调试初始化
+esp_err_t uart_debug_init(void);
+
+// UART0 串口发送
+esp_err_t uart_debug_send(const uint8_t *data, size_t len);
+
 // 发送原始数据到上位机
 esp_err_t debug_log_send(const uint8_t *data, size_t len);

@@ -60,11 +60,13 @@ static void temp_monitor_callback(void *arg)

    if (temp >= TEMP_CRITICAL) {
        g_health_state = SYS_SAFE_SHUTDOWN;
-        DEBUG_ERR("TEMP", "危险: 温度 %.1f°C >= %d°C，触发安全关机", temp, TEMP_CRITICAL);
+        DEBUG_ERR("TEMP", "!!! 危险 !!! 温度 %.1f°C >= %d°C，触发安全关机", temp, TEMP_CRITICAL);
+        DEBUG_ERR("TEMP", "健康状态变更为: SYS_SAFE_SHUTDOWN");
    } else if (temp >= TEMP_WARNING) {
        if (g_health_state < SYS_WARNING) {
            g_health_state = SYS_WARNING;
            DEBUG_WARN("TEMP", "警告: 温度 %.1f°C >= %d°C", temp, TEMP_WARNING);
+            DEBUG_WARN("TEMP", "健康状态变更为: SYS_WARNING");
        }
    }
 }
@@ -79,12 +81,16 @@ static void voltage_monitor_callback(void *arg)

    if (voltage < 2.3f) {
        g_health_state = SYS_SAFE_SHUTDOWN;
-        DEBUG_ERR("VOLT", "危险: 电压 %.2fV < 2.3V，触发安全关机", voltage);
+        DEBUG_ERR("VOLT", "!!! 危险 !!! 电压 %.2fV < 2.3V，触发安全关机", voltage);
+        DEBUG_ERR("VOLT", "健康状态变更为: SYS_SAFE_SHUTDOWN");
    } else if (voltage < 2.5f) {
        if (g_health_state < SYS_WARNING) {
            g_health_state = SYS_WARNING;
            DEBUG_WARN("VOLT", "警告: 电压 %.2fV < 2.5V", voltage);
+            DEBUG_WARN("VOLT", "健康状态变更为: SYS_WARNING");
        }
+    } else {
+        DEBUG_INFO("VOLT", "电压正常: %.2fV", voltage);
    }
 }

@@ -93,7 +99,7 @@ static void voltage_monitor_callback(void *arg)
 // ----------------------------------------
 void health_monitor_task(void *pvParameters)
 {
-    DEBUG_INFO("MON", "健康监控任务启动");
+    DEBUG_INFO("MON", "=== 健康监控任务启动 ===");

    // 初始化内置温度传感器（测量范围 20°C ~ 80°C）
    temperature_sensor_config_t temp_config = TEMPERATURE_SENSOR_CONFIG_DEFAULT(20, 80);
@@ -116,13 +122,38 @@ void health_monitor_task(void *pvParameters)
    esp_timer_create(&timer_args, &temp_timer);
    esp_timer_start_periodic(temp_timer, 5 * 1000000);  // 5秒

+    DEBUG_INFO("MON", "温度监控定时器已启动 (间隔 5 秒)");
+
    // 启动时检查一次电压
    voltage_monitor_callback(NULL);

    // 每5秒打印一次健康状态
+    uint32_t loop_count = 0;
    while (1) {
-        DEBUG_INFO("MON", "健康状态: %d, 空闲堆: %lu",
-                   g_health_state, esp_get_free_heap_size());
+        loop_count++;
+        
+        uint32_t free_heap = esp_get_free_heap_size();
+        
+        const char *state_str;
+        switch (g_health_state) {
+            case SYS_NORMAL:       state_str = "正常"; break;
+            case SYS_WARNING:      state_str = "警告"; break;
+            case SYS_CRITICAL:     state_str = "危险"; break;
+            case SYS_SAFE_SHUTDOWN: state_str = "安全关机"; break;
+            default:               state_str = "未知"; break;
+        }
+        
+        DEBUG_INFO("MON", "--- 健康状态 #%lu ---", (unsigned long)loop_count);
+        DEBUG_INFO("MON", "健康状态: %s (%d)", state_str, g_health_state);
+        DEBUG_INFO("MON", "空闲堆: %lu 字节", (unsigned long)free_heap);
+        
+        // 堆内存警告
+        if (free_heap < HEAP_WARNING_MIN) {
+            DEBUG_WARN("MON", "空闲堆内存不足: %lu < %d", (unsigned long)free_heap, HEAP_WARNING_MIN);
+        }
+        
+        DEBUG_INFO("MON", "===================");
+        
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
    }
 }
@@ -132,7 +163,7 @@ void health_monitor_task(void *pvParameters)
 // ----------------------------------------
 void health_log_event(const char *event, int value)
 {
-    DEBUG_WARN("HEALTH", "[健康日志] %s: %d", event, value);
+    DEBUG_INFO("HEALTH", "[健康事件] %s: %d", event, value);
 }

 // ----------------------------------------
@@ -143,25 +174,36 @@ health_status_t health_check_before_ota(void)
    health_status_t status = HEALTH_MON_OK;

    if (g_health_state >= SYS_SAFE_SHUTDOWN) {
+        DEBUG_WARN("HEALTH", "OTA 前检查: SYS_SAFE_SHUTDOWN，禁止传输");
        return HEALTH_MON_SHUTDOWN;
    } else if (g_health_state >= SYS_CRITICAL) {
+        DEBUG_WARN("HEALTH", "OTA 前检查: SYS_CRITICAL，禁止传输");
        return HEALTH_MON_CRITICAL;
    } else if (g_health_state >= SYS_WARNING) {
        status = HEALTH_MON_WARNING;
+        DEBUG_WARN("HEALTH", "OTA 前检查: SYS_WARNING，继续传输但需注意");
    }

    wifi_ap_record_t ap_info;
    if (esp_wifi_sta_get_ap_info(&ap_info) == ESP_OK) {
        if (ap_info.rssi < WIFI_RSSI_CRITICAL) {
            g_health_state = SYS_CRITICAL;
+            DEBUG_WARN("HEALTH", "OTA 前检查: WiFi RSSI %d < %d (危险阈值)", 
+                       ap_info.rssi, WIFI_RSSI_CRITICAL);
            return HEALTH_MON_CRITICAL;
        } else if (ap_info.rssi < WIFI_RSSI_NORMAL) {
            if (status < HEALTH_MON_WARNING) {
                status = HEALTH_MON_WARNING;
            }
+            DEBUG_WARN("HEALTH", "OTA 前检查: WiFi RSSI %d < %d (警告阈值)", 
+                       ap_info.rssi, WIFI_RSSI_NORMAL);
        }
    }

+    if (status == HEALTH_MON_OK) {
+        DEBUG_DBG("HEALTH", "OTA 前检查: 正常");
+    }
+
    return status;
 }

@@ -169,11 +211,13 @@ health_status_t health_update_from_wifi_rssi(int8_t rssi)
 {
    if (rssi < WIFI_RSSI_CRITICAL) {
        g_health_state = SYS_CRITICAL;
+        DEBUG_WARN("HEALTH", "WiFi RSSI 危险: %d dBm < %d dBm", rssi, WIFI_RSSI_CRITICAL);
        health_log_event("WIFI危险", rssi);
        return HEALTH_MON_CRITICAL;
    } else if (rssi < WIFI_RSSI_NORMAL) {
        if (g_health_state < SYS_WARNING) {
            g_health_state = SYS_WARNING;
+            DEBUG_WARN("HEALTH", "WiFi RSSI 警告: %d dBm < %d dBm", rssi, WIFI_RSSI_NORMAL);
            health_log_event("WIFI警告", rssi);
        }
        return HEALTH_MON_WARNING;
@@ -181,6 +225,7 @@ health_status_t health_update_from_wifi_rssi(int8_t rssi)

    if (g_health_state == SYS_WARNING && rssi >= WIFI_RSSI_NORMAL) {
        g_health_state = SYS_NORMAL;
+        DEBUG_INFO("HEALTH", "WiFi RSSI 恢复: %d dBm >= %d dBm", rssi, WIFI_RSSI_NORMAL);
        health_log_event("WIFI恢复", rssi);
    }