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STM8 Mesh 继电器主机通信协议
本文档供主机、网关和上位机开发人员使用。通信分为两层:JDY-28M Mesh外层和设备业务内层。
1. Mesh外层帧
1.1 主机发送给设备
41 54 2B AA A1 | DST_H DST_L | A0 | BUSINESS | 0D 0A
字段说明:
| 字段 | 长度 | 说明 |
|---|---|---|
41 54 2B AA A1 |
5 | JDY-28M Mesh发送固定帧头 |
DST_H DST_L |
2 | 目标短地址,高字节在前 |
A0 |
1 | Mesh数据通信标志,固定值 |
BUSINESS |
变长 | 本文档第2节定义的业务帧 |
0D 0A |
2 | Mesh帧尾,固定值 |
广播地址:
FFFF
单播到短地址000C:
DST_H = 00
DST_L = 0C
1.2 接收端串口收到的 Mesh 数据格式
F1 DD 09 00 0A | SRC_H SRC_L | BUSINESS | 0D 0A
这是接收方 UART 侧看到的接收格式,不是设备或主机发送时使用的格式。
其中两字节是 JDY-28M 接收帧中携带的地址字段;业务发送方短地址仍然放在
业务帧 BUSINESS 的 SRC_H SRC_L 字段中。
无论发送方是主机还是设备,发送时都统一使用第1.1节的格式:
41 54 2B AA A1 | DST_H DST_L | A0 | BUSINESS | 0D 0A
1.3 长度限制
JDY-28M完整Mesh帧最大20字节。当前业务帧最大DATA长度为4字节:
BUSINESS = SRC_H SRC_L CMD LEN DATA CRC16_H CRC16_L
业务帧长度为6 + LEN,完整外层发送帧长度为16 + LEN,因此LEN最大为4。
2. 业务帧格式
SRC_H SRC_L | CMD | LEN | DATA[0..LEN-1] | CRC16_H CRC16_L
2.1 CRC16规则
算法:CRC-16/MODBUS
多项式:0xA001
初始值:0xFFFF
输入反射:是
输出反射:是
计算范围:SRC_H、SRC_L、CMD、LEN和DATA
发送顺序:CRC高字节在前,低字节在后
CRC错误时设备直接丢弃整帧,不执行命令,也不返回错误应答。
3. 通用应答规则
普通请求的应答命令通常为:
应答CMD = 请求CMD | 0x80
当请求通过 Mesh 广播地址 FFFF 发送时,设备不会立即同时回复。设备会
根据本机短地址和系统时间生成约20~170ms、按10ms分档的随机延时,然后向业务帧中的
发送方 SRC_H SRC_L 单播回复,以降低多个设备同时应答造成的网络拥塞。
单播请求仍然直接回复。
错误应答:
CMD = E0
LEN = 01
DATA[0] = 错误码
当前常用错误码:
0x02:DATA长度错误
0x03:DATA参数错误
0x05:EEPROM或配置写入失败
0x06:未知命令
3.1 0x07 设备上线广播
设备在本次上电完成基础初始化、蓝牙进入可通信状态后,向 Mesh 广播一次:
CMD = 07
LEN = 00
发送方短地址位于业务帧的 SRC_H SRC_L 字段中,因此该命令不需要 DATA,
其他设备收到后不回复。主机或其他设备可据此更新在线状态;如果后续长期
未收到该设备的上线或业务消息,可以结合应用层超时判断设备是否离线。
3.2 0x10 固件版本发现广播
主机发现服务器存在新固件后,向Mesh广播最新版本和固件长度。该命令只用于 设备发现,不会直接启动OTA。
CMD = 10
LEN = 04
DATA[0] = 最新版本高字节
DATA[1] = 最新版本低字节
DATA[2] = 固件长度高字节
DATA[3] = 固件长度低字节
设备收到后比较:
最新版本 > 当前版本:随机延时后回复
最新版本 <= 当前版本:静默丢弃,不回复
需要升级的设备返回:
CMD = 90
LEN = 04
DATA[0] = 当前版本高字节
DATA[1] = 当前版本低字节
DATA[2] = 需要升级的版本高字节
DATA[3] = 需要升级的版本低字节
设备短地址位于响应业务帧的SRC_H SRC_L字段中。主机收到多个0x90后,
生成待升级设备列表,由人工选择设备,再对选中的短地址执行后续OTA流程。
4. 主机下发的普通命令
4.1 0x01 继电器控制
主机发送:
CMD = 01
LEN = 01
DATA[0] = 00:继电器断开
DATA[0] = 01:继电器吸合
业务帧结构示例:
SRC_H SRC_L 01 01 01 CRC16_H CRC16_L
设备执行后返回:
CMD = 81
LEN = 01
DATA[0] = 当前继电器控制状态
00:断开
01:吸合
注意:当前没有继电器触点反馈,设备只能确认PA1控制输出已经设置,不能确认触点机械动作是否真实成功。电流异常由故障检测功能另行上报。
4.2 0x02 查询继电器状态
主机发送:
CMD = 02
LEN = 00
设备返回:
CMD = 82
LEN = 01
DATA[0] = 00:断开
DATA[0] = 01:吸合
4.3 0x03 查询实际电流
主机发送:
CMD = 03
LEN = 00
设备返回:
CMD = 83
LEN = 02
DATA[0] = 电流高字节
DATA[1] = 电流低字节
单位为mA,无符号整数,高字节在前。例如实际电流为1000mA = 0x03E8:
DATA = 03 E8
4.4 0x05 查询设备短地址
主机发送:
CMD = 05
LEN = 00
设备返回:
CMD = 85
LEN = 02
DATA[0] = 短地址高字节
DATA[1] = 短地址低字节
例如设备短地址为000C:
DATA = 00 0C
4.5 0x06 配置电流阈值
主机发送:
CMD = 06
LEN = 02
DATA[0] = 阈值高字节
DATA[1] = 阈值低字节
单位为mA,默认值为100mA,设备保存到内部EEPROM。例如设置100mA:
DATA = 00 64
设备成功返回:
CMD = 86
LEN = 02
DATA = 原样返回设置的阈值
5. 固件版本查询
5.1 0x0E 查询当前固件版本
主机发送:
CMD = 0E
LEN = 00
设备返回:
CMD = 8E
LEN = 02
DATA[0] = 版本高字节
DATA[1] = 版本低字节
当前版本在主程序include/app_config.h中定义:
#define FIRMWARE_VERSION 0x0001u
例如版本0x0001返回:
DATA = 01 00
6. 故障与恢复上报
故障上报由设备主动发送:
CMD = 04
LEN = 01
DATA[0] = 故障码或恢复码
故障码:
0x00:继电器吸合但持续无有效电流
0x01:继电器断开但仍存在持续电流
0x02:ACS712采样异常
0x03:蓝牙初始化异常,仅LED指示,不通过Mesh上报
0x04:电流故障恢复
0x05:蓝牙故障恢复
0x06:采样异常恢复
0x07:继电器控制失败预留码
主机确认故障或恢复上报:
CMD = 84
LEN = 01
DATA[0] = 被确认的故障码或恢复码
故障产生和恢复都需要持续至少10秒确认。故障恢复上报未收到主机确认时,设备每10秒重复上报,直到收到确认。
7. OTA命令
主机发送的OTA固件是mesh_relay.bin裸二进制文件,不是HEX文本文件,也不包含Bootloader。
7.1 0x08 进入OTA
CMD = 08
LEN = 04
DATA[0] = 固件长度高字节
DATA[1] = 固件长度低字节
DATA[2] = 版本号高字节
DATA[3] = 版本号低字节
设备收到后擦除:
OTA固件区:0x003000~0x004FFF
OTA元数据:0x005000~0x005FFF
成功应答:
CMD = 88
LEN = 01
DATA[0] = 00
7.2 0x09 固件分包
正常数据包:
CMD = 09
LEN = 04
DATA[0] = OFFSET高字节
DATA[1] = OFFSET低字节
DATA[2] = 固件数据1
DATA[3] = 固件数据2
最后只有1字节固件数据时:
CMD = 09
LEN = 03
DATA[0] = OFFSET高字节
DATA[1] = OFFSET低字节
DATA[2] = 固件数据1
设备只接受等于当前期待偏移的分包。成功后返回:
CMD = 89
LEN = 03
DATA[0] = 00:写入成功
DATA[1] = 下一期待偏移高字节
DATA[2] = 下一期待偏移低字节
如果偏移错误、Flash写入失败或OTA状态错误,返回非0状态码。主机应根据返回的期待偏移重传。
7.3 0x0A 发送完整固件CRC16
CMD = 0A
LEN = 02
DATA[0] = 完整固件CRC16高字节
DATA[1] = 完整固件CRC16低字节
CRC16使用CRC-16/MODBUS,计算范围是整个裸二进制固件文件。
设备接收后返回:
CMD = 8A
LEN = 01
DATA[0] = 00:接收成功
7.4 0x0B 请求校验并提交升级
主机发送:
CMD = 0B
LEN = 00
设备从W25Q64重新读取完整固件并计算CRC16。校验成功后写入OTA元数据:
0x005000:魔数
0x005004:固件长度
0x005008:固件版本
0x00500A:CRC16
0x00500E:镜像有效标志0xA5
0x00500F:升级请求0xA5
设备返回:
CMD = 8B
LEN = 01
DATA[0] = 00:校验成功,已提交升级
DATA[0] = 01:校验失败
当DATA[0]=00时,设备已经完成外部Flash固件校验并写入升级元数据。
设备会先发送0x8B应答,随后自动触发MCU复位,由Bootloader把OTA固件
搬运到内部Flash的0x8800区域。0x8B不代表Bootloader已经搬运完成,
主机必须继续等待设备重新启动后主动上报的0x0D。
7.5 0x0C 取消OTA
主机发送:
CMD = 0C
LEN = 00
设备返回:
CMD = 8C
LEN = 01
DATA[0] = 00:取消成功
7.6 OTA传输顺序
查询版本:0E
进入OTA:08
等待应答:88
发送分包:09
每包等待应答:89
发送完整CRC16:0A
请求校验提交:0B
等待校验结果:8B
设备发送8B后自动复位并升级
主程序启动后主动上报升级结果:0D
主机确认升级结果:8D
主机等待最终升级结果的建议规则:
收到 0x8B=00 后,继续等待 0x0D,默认超时时间为20秒;
收到 0x0D 且 DATA[0]=0x01:升级成功;
收到 0x0D 且 DATA[0]不是0x01:升级失败;
超过20秒没有收到0x0D:升级失败;
收到升级结果后,主机向该设备短地址发送0x8D确认。
8. OTA升级结果上报
设备启动后从0x005010读取升级结果,蓝牙初始化成功后主动广播:
CMD = 0D
LEN = 01
DATA[0] = 升级结果码
结果码:
0x00:无结果
0x01:升级成功
0x02:固件CRC错误
0x03:内部Flash写入失败
0x04:写入后校验失败
0x05:固件长度非法
0x06:W25Q64读取失败
主机确认:
CMD = 8D
LEN = 01
DATA[0] = 对应的升级结果码
设备收到确认后清除0x005010。
如果主机没有发送0x8D,设备不会清除结果记录,后续启动时可能再次上报,
便于主机发现升级结果确认丢失。