#ifndef STAR_SENSORHS_H #define STAR_SENSORHS_H #include #include #include #include /* ================== 错误码定义 ================== */ #ifndef SAT_ERR_OK #define SAT_ERR_OK 0 // 成功 #endif #ifndef SAT_ERR_SERIAL #define SAT_ERR_SERIAL -1 // 串口未打开或无效 #endif #ifndef SAT_ERR_SEND_CMD #define SAT_ERR_SEND_CMD -2 // 发送命令失败 #endif #ifndef SAT_ERR_NO_RESPONSE #define SAT_ERR_NO_RESPONSE -3 // 无响应 #endif #ifndef SAT_ERR_SELECT #define SAT_ERR_SELECT -4 // select() 系统调用失败 #endif #ifndef SAT_ERR_HEADER #define SAT_ERR_HEADER -5 // 帧头错误 #endif #ifndef SAT_ERR_DATA #define SAT_ERR_DATA -6 // 数据解析失败 #endif #ifndef SAT_ERR_UNKNOWN #define SAT_ERR_UNKNOWN -7 // 未知错误 #endif #ifndef SAT_ERR_LEN #define SAT_ERR_LEN -8 // 帧长度错误 #endif #ifndef SAT_ERR_CHECKSUM #define SAT_ERR_CHECKSUM -9 // 校验和错误 #endif #ifndef SAT_ERR_TIMEOUT #define SAT_ERR_TIMEOUT -10 // 接收数据超时 #endif /* ================== 常量定义 ================== */ #define SS_SCP_ARR_LEN 20 #define DS_SCP_ARR_LEN 20 #define MAX_STAR_NUM_PER_TYPE 8 #define MAX_BUF_SIZE 256 /* ================== 类型定义 ================== */ // 星敏子类型 typedef enum { STAR_TYPE_NANO = 0, STAR_TYPE_PICO, STAR_TYPE_MAX } star_type_t; // 星敏配置结构体 typedef struct { star_type_t type; // 星敏类型 std::string device; // 串口设备 int baudrate; // 波特率 bool enabled; // 是否启用 int star_num; // 星敏编号 } StarConfig; // 星敏感器状态字位域 #pragma pack(push, 1) typedef union { uint8_t ext; struct { uint8_t str_state1_data4 : 1; uint8_t str_state1_data3 : 1; uint8_t str_state1_data2 : 2; uint8_t str_state1_data1 : 4; }; } Bitpara_State; #pragma pack(pop) // 统一遥测数据帧（包含数据和错误信息） #pragma pack(push, 1) typedef struct { // 四元数数据 float q0, q1, q2, q3; // 角速度 float wx, wy, wz; // 状态信息 Bitpara_State bitpara_state; // 星敏感器状态字 uint8_t star_num_d; // 定姿星数 uint8_t on_off_status; // 设备开关状态 // 错误计数部分 uint16_t header_err_cnt; // 帧头错误累计 uint16_t check_err_cnt; // 校验错误累计 uint16_t length_err_cnt; // 长度错误累计 uint16_t uart_reset_cnt; // 串口复位累计 uint16_t fault_cnt; // 故障计数（所有错误的总和） } Star_sensorHS_Frame; #pragma pack(pop) // 星敏命令枚举 enum SENSOR_Cmder { CMD_MCT_OST=0, // 光信号激励 CMD_MCT_ESI, // 电信号激励 CMD_MCT_PD_ON, // 无 CMD_MCT_PD_OFF, // 无 CMD_SAT, // UTC时间(校时) CMD_WM_NORM, // 正常工作流程 CMD_WM_ALSKY, // 仅工作于全天识别模式 CMD_WM_TST, // 测试模式，用于标定 CMD_WM_DLD, // 星图下传 CMD_WM_IDLE, // 待机模式 CMD_WM_HK, // 至启动模式进行在轨维护 CMD_WM_RST, // 软件复位重启 CMD_SEN_EXPO, // 曝光时间设置 CMD_SEN_AGAIN, // 模拟增益设置 CMD_SEN_DGAIN, // 数字增益设置 CMD_PAR_ADE, // 设置星对角距匹配容差 CMD_PAR_SSE, // 设置单星匹配容差 CMD_PAR_TKR, // 星跟踪半径/二次迭代容差 CMD_PAR_ADN, // 设置定姿星数 CMD_PAR_OFST, // 波门星点提取阈值偏移量 CMD_PAR_OFST_IMG_0, // 星图子块灰度均值0~5 CMD_PAR_OFST_IMG_1, // 星图子块灰度均值6~100 CMD_PAR_OFST_IMG_2, // 星图子块灰度均值101~150 CMD_PAR_OFST_IMG_3, // 星图子块灰度均值151~200 CMD_PAR_OFST_IMG_4, // 星图子块灰度均值201~255 CMD_PAR_WIN, // 波门图像大小 CMD_PAR_RST, // 软件参数恢复默认值 CMD_ESD, // 电星模数据注入命令 CMD_MCT_FLT_ON, // 姿态滤波开 CMD_MCT_FLT_OFF, // 姿态滤波关 CMD_MCT_PPS_ON, // PPS校时使能开 CMD_MCT_PPS_OFF, // PPS使能关 CMD_MCT_PPS_CNT_RST, // PPS计数清零 CMD_TLM_1, // 读取遥测数据包1（64字节） CMD_TLM_2 // 读取遥测数据包2（256字节） }; // 电星模数据注入命令结构体 #pragma pack(push, 1) typedef struct { uint16_t FRAME_HEAD; // 帧头 uint16_t FRAME_ID; uint8_t UTC[5]; uint8_t STAR_NUM_S[10]; float SS_SCP_X; float SS_SCP_Y; float SS_SCP_G; uint8_t RESERVED[45]; uint8_t SUM_CRC; } CMD_ESD_S; #pragma pack(pop) // 设备管理结构体 typedef struct { int fd; // 串口文件描述符 const char *dev; // 设备节点 int baudrate; // 波特率 uint8_t header_err_cnt; // 帧头错误计数 uint8_t check_err_cnt; // 校验错误计数 uint8_t length_err_cnt; // 帧长错误计数 uint8_t uart_reset_cnt; // 串口复位计数 uint16_t fault_cnt; // 故障计数（所有错误的总和） uint8_t send_cmd_cnt; // 命令发送计数 uint8_t on_off_status; // 上电状态（1=正常，0=异常） } Star_Device; // 全局变量声明（在对应的.cpp文件中定义） extern Star_Device nano_stars[]; extern Star_Device pico_stars[]; /** * @brief 解析JSON配置文件 * @param filename 配置文件名 * @param star_configs 星敏配置数组 * @param max_stars 最大星敏数量 * @return 成功解析的星敏数量，-1表示失败 */ int parse_config_file(const char* filename, StarConfig star_configs[], int max_stars); /* ================== FastDDS接口声明 ================== */ /** * @brief 初始化FastDDS硬件服务化 * @param domainid 域名 * @param appname 服务名称 */ void Fastdds_init(uint8_t domainid, std::string appname); /** * @brief 发布遥测数据 * @param data 数据指针 * @param dest 目标地址 * @param len 数据长度 */ void Star_sensorHS_telemetry_Pub(uint8_t *data, const std::string& dest, uint16_t len); /** * @brief 命令回调函数 */ void command_callback(std::string src, std::string dest, std::string type, std::string reserve1, std::string reserve2, std::vector& data); /** * @brief 遥测回调函数 */ void telemetry_callback(std::string src, std::string dest, std::string type, std::string reserve1, std::string reserve2, std::vector& data); /* ================== 工具函数 ================== */ /** * @brief 验证数据的校验和 * @param data 指向数据缓冲区的指针 * @param len 数据长度（包括校验和字节） * @return SAT_ERR_OK 如果校验和正确，SAT_ERR_CHECKSUM 如果校验和错误，SAT_ERR_DATA 如果参数无效 * @note 校验和计算方式：所有字节（除了最后一个校验和字节）的和与最后一个字节相等 */ int checksum_verify(const uint8_t *data, int len); /* ================== 硬件操作函数声明 ================== */ /** * @brief 初始化星敏串口 * @param type 星敏类型 (NANO/PICO) * @param num 星敏编号 (1~MAX_STAR_NUM_PER_TYPE) * @param dev 串口设备路径 * @param baudrate 波特率 * @return 错误码，SAT_ERR_OK表示成功 */ int star_uart_init(star_type_t type, uint8_t num, const char *dev, int baudrate); /** * @brief 发送星敏命令 * @param type 星敏类型 * @param num 星敏编号 * @param cmd 命令枚举 * @param param 命令参数 * @return 错误码 */ int send_star_cmd(star_type_t type, uint8_t num, enum SENSOR_Cmder cmd, uint8_t param); /** * @brief 读取单个星敏数据 * @param type 星敏类型 * @param num 星敏编号 * @param cmd 遥测命令 (CMD_TLM_1或CMD_TLM_2) * @param frame 输出数据帧 * @return 错误码 */ int read_single_star_data(star_type_t type, uint8_t num, enum SENSOR_Cmder cmd, Star_sensorHS_Frame *frame); /** * @brief 初始化所有星敏设备 * @return 成功返回0，失败返回-1 */ int star_devices_init(void); /** * @brief 清理硬件服务化资源 */ void Star_sensorHS_cleanup(void); /** * @brief 解析纳型星敏四元数数据 * @param buf 原始数据缓冲区 * @param frame 输出数据帧 * @return 错误码 */ int parse_nano_quaternion(const uint8_t *buf, Star_sensorHS_Frame *frame); /** * @brief 解析皮型星敏四元数数据 * @param buf 原始数据缓冲区 * @param frame 输出数据帧 * @return 错误码 */ int parse_pico_quaternion(const uint8_t *buf, Star_sensorHS_Frame *frame); /** * @brief 验证校验和 * @param data 数据指针 * @param len 数据长度 * @return 错误码 */ int checksum_verify(const uint8_t *data, int len); /** * @brief 更新故障计数 * @param star 设备指针 */ static inline void update_fault_count(Star_Device *star) { star->fault_cnt = star->header_err_cnt + star->check_err_cnt + star->length_err_cnt + star->uart_reset_cnt; } /** * @brief 获取错误码对应的字符串描述 * @param err 错误码 * @return 错误描述字符串 */ static inline const char *star_strerror(int err) { switch (err) { case SAT_ERR_OK: return "OK"; case SAT_ERR_SERIAL: return "Serial not open or invalid"; case SAT_ERR_SEND_CMD: return "Failed to send command"; case SAT_ERR_NO_RESPONSE: return "No response after sending command"; case SAT_ERR_SELECT: return "Select() system call failed"; case SAT_ERR_HEADER: return "Invalid frame header"; case SAT_ERR_DATA: return "Failed to parse data"; case SAT_ERR_UNKNOWN: return "Unknown error, check connection or output format"; case SAT_ERR_LEN: return "Frame length error"; case SAT_ERR_CHECKSUM: return "Checksum error"; case SAT_ERR_TIMEOUT: return "Timeout while waiting for response"; default: return "Unrecognized error"; } } #endif /* STAR_SENSORHS_H */