modbus_sensor.h

См. документацию.

#ifndef MODBUS_SENSOR_H
#define MODBUS_SENSOR_H
 
#ifdef TEST_BUILD
#include "esp32_stubs.h"
#elif defined(ESP32) || defined(ARDUINO)
#include <ModbusMaster.h>
#include "Arduino.h"
#else
#include "esp32_stubs.h"
#endif
 
// ===================== КОНСТАНТЫ MODBUS И ДАННЫХ =====================
constexpr uint16_t REG_PH = 0x0006;
constexpr uint16_t REG_SOIL_MOISTURE = 0x0012;
constexpr uint16_t REG_SOIL_TEMP = 0x0013;
constexpr uint16_t REG_CONDUCTIVITY = 0x0015;
constexpr uint16_t REG_NITROGEN = 0x001E;
constexpr uint16_t REG_PHOSPHORUS = 0x001F;
constexpr uint16_t REG_POTASSIUM = 0x0020;
constexpr uint16_t REG_FIRMWARE_VERSION = 0x07;
constexpr uint16_t REG_CALIBRATION = 0x08;
constexpr uint16_t REG_ERROR_STATUS = 0x0B;
constexpr uint16_t REG_DEVICE_ADDRESS = 0x0C;
constexpr size_t SENSOR_BUFFER_SIZE = 15;
constexpr float SENSOR_DEFAULT_FLOAT = 0.0F;
constexpr float SENSOR_DEFAULT_SCALE = 1.0F;
constexpr int SENSOR_MAX_VALUE = 1000;
constexpr int SENSOR_MIN_VALUE = 100;
 
// Допустимые пределы измерений (используем единые константы из jxct_constants.h)
#include "jxct_constants.h"
#include "sensor_types.h"
#define MIN_TEMPERATURE SENSOR_TEMP_MIN
#define MAX_TEMPERATURE SENSOR_TEMP_MAX
#define MIN_HUMIDITY SENSOR_HUMIDITY_MIN
#define MAX_HUMIDITY SENSOR_HUMIDITY_MAX
#define MIN_EC SENSOR_EC_MIN
#define MAX_EC SENSOR_EC_MAX
#define MIN_PH SENSOR_PH_MIN
#define MAX_PH SENSOR_PH_MAX
#define MIN_NPK SENSOR_NPK_MIN
#define MAX_NPK SENSOR_NPK_MAX
 
// Структура для хранения данных с датчика (расширенная версия SensorData из sensor_types.h)
struct ModbusSensorData : public SensorData
{
    float moisture;             // Добавляем поле для влажности
    float conductivity;         // Добавляем поле для электропроводности
    uint16_t firmware_version;  // Версия прошивки
    uint8_t error_status;       // Статус ошибок
    bool valid;                 // Флаг валидности данных
    bool isValid;               // Альтернативное поле валидности для веб-интерфейса
    unsigned long last_update;  // Время последнего обновления
    unsigned long timestamp;    // Альтернативное поле времени для веб-интерфейса
 
    // ДЕЛЬТА-ФИЛЬТР v2.2.1: Поля для хранения предыдущих значений
    float prev_temperature;           // Предыдущая температура для дельта-фильтра
    float prev_humidity;              // Предыдущая влажность для дельта-фильтра
    float prev_ec;                    // Предыдущая EC для дельта-фильтра
    float prev_ph;                    // Предыдущий pH для дельта-фильтра
    float prev_nitrogen;              // Предыдущий азот для дельта-фильтра
    float prev_phosphorus;            // Предыдущий фосфор для дельта-фильтра
    float prev_potassium;             // Предыдущий калий для дельта-фильтра
    unsigned long last_mqtt_publish;  // Время последней публикации MQTT
 
    // СКОЛЬЗЯЩЕЕ СРЕДНЕЕ v2.3.0: Кольцевые буферы для усреднения
    float temp_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];  // Буфер температуры (макс 15 значений)
    float hum_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];   // Буфер влажности
    float ec_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];    // Буфер EC
    float ph_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];    // Буфер pH
    float n_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];     // Буфер азота
    float p_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];     // Буфер фосфора
    float k_buffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];     // Буфер калия
    uint8_t buffer_index;   // Текущий индекс в буферах
    uint8_t buffer_filled;  // Количество заполненных элементов (0-15)
 
    // RAW значения до компенсации (v2.5.1)
    float raw_temperature;
    float raw_humidity;
    float raw_ec;
    float raw_ph;
    float raw_nitrogen;
    float raw_phosphorus;
    float raw_potassium;
    bool recentIrrigation;
 
    ModbusSensorData()
        : SensorData(),
          moisture(0.0F),
          conductivity(0.0F),
          firmware_version(0),
          error_status(0),
          valid(false),
          isValid(false),
          last_update(0),
          timestamp(0),
          prev_temperature(0.0F),
          prev_humidity(0.0F),
          prev_ec(0.0F),
          prev_ph(0.0F),
          prev_nitrogen(0.0F),
          prev_phosphorus(0.0F),
          prev_potassium(0.0F),
          last_mqtt_publish(0),
          buffer_index(0),
          buffer_filled(0),
          raw_temperature(0.0F),
          raw_humidity(0.0F),
          raw_ec(0.0F),
          raw_ph(0.0F),
          raw_nitrogen(0.0F),
          raw_phosphorus(0.0F),
          raw_potassium(0.0F),
          recentIrrigation(false)
    {
        // Инициализация буферов
        for (int i = 0; i < 15; i++)
        {
            temp_buffer[i] = 0.0F;
            hum_buffer[i] = 0.0F;
            ec_buffer[i] = 0.0F;
            ph_buffer[i] = 0.0F;
            n_buffer[i] = 0.0F;
            p_buffer[i] = 0.0F;
            k_buffer[i] = 0.0F;
        }
    }
};
 
// Структура для кэширования данных
struct SensorCache
{
    ModbusSensorData data;
    bool is_valid;
    unsigned long timestamp;
};
 
extern ModbusSensorData sensorData;
extern SensorCache sensorCache;
String& getSensorLastError();
 
// Получение текущих данных датчика
ModbusSensorData getSensorData();
 
// Инициализация Modbus
void setupModbus();
 
// Чтение данных с датчика
void readSensorData();
 
// Чтение версии прошивки
bool readFirmwareVersion();
 
// Чтение статуса ошибок
bool readErrorStatus();
 
// Изменение адреса устройства
bool changeDeviceAddress(uint8_t new_address);
 
// Проверка валидности значений
bool validateSensorData(ModbusSensorData& data);
 
// Получение кэшированных данных
bool getCachedData(ModbusSensorData& data);
 
// Преобразование значения регистра в число с плавающей точкой
float convertRegisterToFloat(uint16_t value, float multiplier);
 
// Функция предварительной передачи для управления SP3485E
void preTransmission();
 
// Функция после передачи для управления SP3485E
void postTransmission();
 
// Функция для вывода ошибок Modbus
void printModbusError(uint8_t errNum);
 
void startRealSensorTask();
 
// v2.3.0: Функции скользящего среднего
void addToMovingAverage(ModbusSensorData& data, const ModbusSensorData& newReading);
float calculateMovingAverage(const float* buffer, uint8_t window_size, uint8_t filled);
void initMovingAverageBuffers(ModbusSensorData& data);
 
// Тестовые функции
void testSP3485E();               // Тест драйвера SP3485E
bool testModbusConnection();      // Диагностика Modbus связи
void testSerialConfigurations();  // Тест конфигураций Serial2
 
#endif  // MODBUS_SENSOR_H