charging-cabinet/README.md

# 充电柜矩阵系统 (Power Matrix System / PMS)

产品名：安知充（anzhizhichong）

## 项目简介

36仓体直流电瓶车充电柜，仓数不固定：1柜控板+N仓控板，每仓控板管6仓，最小6仓。

## 技术栈

- **后端**：Rust + Axum
- **前端**：React + Arco Design Pro（管理端）
- **H5用户端**：uni-app + Vue 3（跨平台，支持 H5 / 微信小程序）
- **数据库**：MySQL（阿里云RDS）
- **缓存**：Redis（阿里云Redis）
- **设备通讯**：TCP长连接（柜控板4G模块，Air780E Cat.1）

## 项目结构

```
charging-cabinet/
├── tasks/              # 任务文件（opencode执行）
├── docs/               # 开发文档、协议文档
├── software/
│   ├── api-server/     # Rust API服务
│   ├── device-server/  # Rust TCP设备服务
│   ├── web/            # React管理端前端
│   └── h5-uniapp/      # H5用户端（uni-app + Vue 3）
├── hardware/           # 硬件资料（原理图/PCB等）
├── deploy/             # 部署配置
└── test/               # 测试用例/报告
```

## 部署架构

| 环境 | 域名 | 说明 |
|------|------|------|
| 正式环境 | app.anzhizhichong.com | 后台管理 + API服务 |
| 测试环境 | test.anzhizhichong.com | 测试环境 |

**服务器**：CentOS Stream 9

**内部服务**：
- Gitea: https://app.anzhizhichong.com/doc/
- 文档Wiki: https://app.anzhizhichong.com/doc/anzhizhichong/charging-cabinet/wiki/

## 服务架构

```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  API服务 (api-server) — 主服务                               │
│  - HTTP API（后台管理 + H5）端口: 3000                       │
│  - 前端轮询刷新（每5秒）                                      │
│  - 业务逻辑处理（验证/存DB/告警）                             │
│  - 节点管理（设备服务注册/心跳）                               │
│  - 后台协程处理Redis队列                                     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
         ↑ Redis LIST                      ↑ Redis LIST
         │ device:report:{imei}            │ device:cmd:{imei}
         │ (设备上报)                       │ (平台指令)
         │                                 │
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  设备服务 (device-server) — 轻量化                           │
│  - TCP监听: 3002（设备长连接）                                │
│  - 只处理通信和指令解析                                      │
│  - 不存DB、不验证签名、不处理业务                            │
│  - 注册到API服务（启动/心跳/注销）                           │
│  - Redis连接注册: device:{imei} → {node_id, ip, port}       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
```

**核心设计原则：**
1. **TCP服务轻量化** — 只处理TCP通信和指令解析，不处理业务逻辑
2. **Redis做缓冲** — 服务间通信用Redis LIST，不用HTTP直接调用
3. **全异步处理** — 所有指令异步处理，msg_id匹配响应
4. **协程处理任务** — API服务用tokio::spawn处理Redis队列消息

**通信流程：**
- **设备上报**：设备 → TCP → 设备服务 → Redis LIST → API服务协程处理
- **平台指令**：API服务 → Redis LIST → 设备服务 → TCP → 设备
- **指令响应**：设备 → TCP → 设备服务 → Redis LIST → API服务匹配msg_id

**节点管理：**
- 设备服务启动时注册到API服务
- 每60秒心跳，180秒无心跳视为离线
- 支持多节点扩展（当前单节点）

## TCP通讯协议

### 通信规则

- TCP长连接，无需PING包
- 空闲1分钟上报，充电15秒上报
- 超时5000ms
- JSON去空格回车省流量，LF处理粘包
- `dev_id`：IMEI（10进制），`sub_device_id`：485 ID
- `msg_id`：自增会话ID
- 全局通道号：`dev_id-sub_device_id-通道号`（如`123456789012345-01-6`）

### 签名机制

- 设备首次连接调 `auth_str` 接口获取8位安全码（仅一次）
- `sign = SHA256(dev_id + auth_str + timestamp).substring(56, 63)`
- 时间戳秒级，平台校验±60秒

### 指令清单

| 动作 | 方向 | id格式 | 说明 |
|------|------|--------|------|
| `login` | 设备→平台 | 无 | 登录（含sign+timestamp） |
| `auth_str` | 设备→平台 | 无 | 获取安全码（仅首次） |
| `status_post` | 设备→平台 | 无 | 定时上报（rssi+status字典） |
| `pow_fail` | 设备→平台 | 无 | 电源掉电上报（含info区分交直流） |
| `bat_in` | 设备→平台 | `IMEI-仓控板-通道` | 电池插入（含BMS数据，字段待定） |
| `bat_out` | 设备→平台 | `IMEI-仓控板-通道` | 电池拔出 |
| `on` | **双向** | `IMEI-仓控板-通道` | 开始充电（平台下发/设备上报） |
| `off` | **双向** | `IMEI-仓控板-通道` | 停止供电（平台手动/设备自动） |
| `open` | 平台→设备 | `IMEI` | 开门 |
| `pow_on` | 平台→设备 | `IMEI` | 接触器合闸（恢复380V供电） |
| `pow_off` | 平台→设备 | `IMEI` | 接触器分闸（切断380V供电） |
| `reset` | 平台→设备 | `IMEI` 或 `IMEI-仓控板` | 重启整柜或仓控板 |

### status_post格式

```json
{
  "act": "status_post",
  "msg_id": 42,
  "dev_id": "123456789012345",
  "rssi": 85,
  "status": {
    "123456789012345-01": "000100020003000400050006",
    "123456789012345-02": "000100020003000400050006"
  }
}
```

- key: `IMEI-仓控板ID`
- value: 6个通道状态拼接（每通道2字节=4个HEX字符）
- 平台从key解析仓控板数量

### 指令详情

#### login（设备→平台）

设备登录，验证签名。

```json
// 请求
{"act":"login","msg_id":1,"dev_id":"123456789012345","sign":"abc12345","timestamp":1719800000,"h_ver":"1.0.0","s_ver":"1.0.0"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":1,"cell":6}
```

**字段说明：**
- `sign` — 签名（SHA256(dev_id+auth_str+timestamp)后8位）
- `timestamp` — 秒级时间戳（平台校验±60秒）
- `h_ver` — 硬件版本
- `s_ver` — 软件版本
- `cell` — 仓控板数量

---

#### auth_str（设备→平台）

获取8位安全码，仅首次连接调用。

```json
// 请求
{"act":"auth_str","msg_id":2,"dev_id":"123456789012345","ccid":"89860000000000000000"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":2,"data":{"auth_str":"abcd1234"}}
```

**字段说明：**
- `ccid` — SIM卡ICCID号
- `auth_str` — 8位随机安全码（仅返回一次）

---

#### status_post（设备→平台）

定时上报，空闲60秒/充电15秒。

```json
// 请求
{"act":"status_post","msg_id":10,"dev_id":"123456789012345","rssi":85,"status":{"123456789012345-01":"000100020003000400050006","123456789012345-02":"000100020003000400050006"}}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":10}
```

**status字段说明：**
- key: `IMEI-仓控板ID`
- value: 6个通道状态拼接（每通道2字节=4个HEX字符）
- 平台从key解析仓控板数量

---

#### pow_fail（设备→平台）

电源掉电上报。

```json
// 请求
{"act":"pow_fail","msg_id":15,"dev_id":"123456789012345","info":"0"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":15}
```

**字段说明：**
- `info` — 停电类型：`0`=直流停电(12V掉电)，`1`=交流停电(380V掉电)

---

#### pow_on（平台→设备）

接触器合闸，恢复380V充电电源供电。

```json
// 请求
{"act":"pow_on","msg_id":16,"dev_id":"123456789012345"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":16}
```

---

#### pow_off（平台→设备）

接触器分闸，切断380V充电电源供电。

```json
// 请求
{"act":"pow_off","msg_id":16,"dev_id":"123456789012345"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":16}
```

---

#### bat_in（设备→平台）

电池插入事件，立即上报。

```json
// 请求
{"act":"bat_in","msg_id":20,"id":"123456789012345-01-6","bms":{"soc":45,"voltage":52.3}}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":20}
```

**平台处理：**
1. 记录电池信息
2. 验证电池合规性
3. 自动下发 `on` 指令

**BMS数据字段待定。**

---

#### bat_out（设备→平台）

电池拔出事件，立即上报。

```json
// 请求
{"act":"bat_out","msg_id":21,"id":"123456789012345-01-6"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":21}
```

---

#### on（双向）

**平台→设备：** 开始充电

```json
// 请求
{"act":"on","msg_id":30,"id":"123456789012345-01-6"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":30}
```

**设备→平台：** 充电开始确认（自动充电模式）

```json
// 上报
{"act":"on","msg_id":30,"id":"123456789012345-01-6"}
```

---

#### off（双向）

**平台→设备：** 手动停止充电

```json
// 请求
{"act":"off","msg_id":31,"id":"123456789012345-01-6"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":31}
```

**设备→平台：** 充满自动停止

```json
// 上报
{"act":"off","msg_id":31,"id":"123456789012345-01-6"}
```

---

#### open（平台→设备）

开门，只需IMEI。

```json
// 请求
{"act":"open","msg_id":40,"id":"123456789012345"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":40}
```

**错误码63 = 门锁故障。**

---

#### reset（平台→设备）

重启整柜或仓控板。

```json
// 重启整柜
{"act":"reset","msg_id":60,"id":"123456789012345"}

// 重启仓控板
{"act":"reset","msg_id":61,"id":"123456789012345-01"}

// 响应
{"suc":1,"msg_id":60}
```

### 充电结束原因（平台判断）

| 平台收到 | 判断原因 |
|---------|---------|
| `off` (设备→平台) | `normal` — 正常充满 |
| `off` (平台→设备) | `user_stop` — 用户手动停止 |
| `bat_out` | `normal` — 电池拔出 |
| `bat_in` (通道已有电池) | `forced` — 新电池插入，旧电池强制结束 |
| 超时未响应 | `timeout` — 通信超时 |

## 开发规范

- 任务需求写到 `tasks/` 目录的md文件
- 通过Agent子代理包裹opencode执行，异步通知
- 质量约束模板固定追加到每个任务文件
- 完成代码后执行对应栈静态校验（Rust→cargo check，TS→tsc --noEmit），零报错零警告