走完初步流程
This commit is contained in:
12
.llm-wiki/ingest-cache/0f2f46f5402bda30.json
Normal file
12
.llm-wiki/ingest-cache/0f2f46f5402bda30.json
Normal file
@@ -0,0 +1,12 @@
|
||||
{
|
||||
"source_identity": "DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md",
|
||||
"content_hash": "2bae7b422a2e5b4473206999912cc834155fb6c751e2798d2f64e20120fe00e8",
|
||||
"files": [
|
||||
"wiki/sources/DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md",
|
||||
"wiki/concepts/rtu-remote-terminal-unit.md",
|
||||
"wiki/concepts/三遥系统.md",
|
||||
"wiki/index.md",
|
||||
"wiki/log.md",
|
||||
"wiki/overview.md"
|
||||
]
|
||||
}
|
||||
13
.llm-wiki/ingest-cache/29489efeb95e90eb.json
Normal file
13
.llm-wiki/ingest-cache/29489efeb95e90eb.json
Normal file
@@ -0,0 +1,13 @@
|
||||
{
|
||||
"source_identity": "DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md",
|
||||
"content_hash": "b9cd3e12112d95033cd225074191948cc9a41142f55f29a5ca610591802a6d38",
|
||||
"files": [
|
||||
"wiki/sources/DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md",
|
||||
"wiki/entities/dtu-站所终端.md",
|
||||
"wiki/concepts/三遥协同机制.md",
|
||||
"wiki/concepts/故障自愈逻辑.md",
|
||||
"wiki/index.md",
|
||||
"wiki/log.md",
|
||||
"wiki/overview.md"
|
||||
]
|
||||
}
|
||||
16
.obsidian/workspace.json
vendored
16
.obsidian/workspace.json
vendored
@@ -178,17 +178,18 @@
|
||||
},
|
||||
"active": "86ea5b392fefdddd",
|
||||
"lastOpenFiles": [
|
||||
"tests/test_llm.py",
|
||||
"tests/test_language_rule.py",
|
||||
"tests/test_config.py",
|
||||
"tests/test_analysis_prompt.py",
|
||||
"src/prompt.py",
|
||||
"src/llm.py",
|
||||
"README.md",
|
||||
"LICENSE",
|
||||
"src/__pycache__/config.cpython-312.pyc",
|
||||
"src/config.py",
|
||||
"config.json",
|
||||
"src/__pycache__/main.cpython-312.pyc",
|
||||
"src/__pycache__",
|
||||
"tests/__pycache__/test_main.cpython-312-pytest-9.0.3.pyc",
|
||||
"tests/__pycache__",
|
||||
"uv.lock",
|
||||
"tests/test_main.py",
|
||||
"Makefile",
|
||||
"tasks.py",
|
||||
"wiki/index.md",
|
||||
"wiki/purpose.md",
|
||||
"wiki/来源-FTU.md",
|
||||
@@ -213,7 +214,6 @@
|
||||
"硬件设计/元器件/时钟芯片_SD2506API-G.md",
|
||||
"wiki/来源-硬件设计.md",
|
||||
"raw/DTU/DTU 相关知识.md",
|
||||
"raw/DTU/硬件设计.md",
|
||||
"未命名.canvas"
|
||||
]
|
||||
}
|
||||
@@ -1,6 +1,6 @@
|
||||
{
|
||||
"language": "Chinese",
|
||||
"raw_dir": "raw",
|
||||
"raw_dir": "raw/sources",
|
||||
"wiki_dir": "wiki",
|
||||
"llm": {
|
||||
"model": "qwen/qwen3.6-27b",
|
||||
|
||||
462
example-analysis.md
Normal file
462
example-analysis.md
Normal file
@@ -0,0 +1,462 @@
|
||||
# example.ts 代码分析文档
|
||||
|
||||
## 一、文件概述
|
||||
|
||||
`example.ts` 是 LLMWiki 项目的**核心导入管道（Ingest Pipeline）**实现，负责将源文档（PDF/DOCX/PPTX/Markdown 等）自动转换为结构化的 Wiki 页面。
|
||||
|
||||
**核心职责：**
|
||||
- 读取源文件内容
|
||||
- 提取嵌入图片并生成描述
|
||||
- 通过 LLM 两阶段分析（分析 → 生成）将源文档转化为 Wiki 页面
|
||||
- 处理长文档的分块分析
|
||||
- 写入文件并管理缓存
|
||||
- 生成嵌入向量（可选）
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 二、整体架构
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||||
|
||||
```
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||||
源文件输入
|
||||
│
|
||||
▼
|
||||
┌─────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ autoIngest() │
|
||||
│ （项目级锁入口） │
|
||||
│ │
|
||||
│ ┌─ Step 0: 缓存检查 │
|
||||
│ │ ├─ HIT → 跳至图片处理 → 返回 │
|
||||
│ │ └─ MISS → 继续全量管道 │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 0.5: 图片提取 │
|
||||
│ │ └─ extractAndSaveSourceImages() │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 0.6: 图片描述（Caption） │
|
||||
│ │ └─ captionMarkdownImages() │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ 长文档预算检查 │
|
||||
│ │ ├─ 超长 → analyzeLongSourceInChunks() │
|
||||
│ │ └─ 正常 → 直接传入 │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 1: 分析阶段 │
|
||||
│ │ └─ streamChat(buildAnalysisPrompt()) │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 2: 生成阶段 │
|
||||
│ │ └─ streamChat(buildGenerationPrompt()) │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 2.5: Review 建议（可选） │
|
||||
│ │ └─ streamChat(buildReviewSuggestionPrompt()) │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 3: 文件写入 │
|
||||
│ │ └─ writeFileBlocks() │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 3.5: 图片注入源摘要页 │
|
||||
│ │ └─ injectImagesIntoSourceSummary() │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 4: Review 项解析 │
|
||||
│ │ └─ parseReviewBlocks() │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 5: 缓存保存 │
|
||||
│ │ └─ saveIngestCache() │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ Step 6: 嵌入生成（可选） │
|
||||
│ │ └─ embedPage() │
|
||||
│ └───────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
│
|
||||
▼
|
||||
Wiki 页面输出
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 三、核心流程详解
|
||||
|
||||
### 3.1 入口：`autoIngest()`
|
||||
|
||||
```typescript
|
||||
autoIngest(
|
||||
projectPath: string, // 项目根目录
|
||||
sourcePath: string, // 源文件路径
|
||||
llmConfig: LlmConfig, // LLM 配置
|
||||
signal?: AbortSignal, // 取消信号
|
||||
folderContext?: string, // 文件夹上下文（用于分类提示）
|
||||
): Promise<string[]> // 返回已写入文件路径列表
|
||||
```
|
||||
|
||||
**关键设计：**
|
||||
- 使用 `withProjectLock()` 确保同一项目不会并发执行多个导入任务
|
||||
- 锁的必要性：分析阶段读取 `wiki/index.md`，生成阶段覆盖它，不串行化会导致互相覆盖
|
||||
|
||||
### 3.2 缓存机制
|
||||
|
||||
**检查逻辑：**
|
||||
```
|
||||
checkIngestCache(projectPath, sourceIdentity, sourceContent)
|
||||
├─ 源内容未变化 → 返回缓存的文件列表（跳过 LLM 调用）
|
||||
└─ 源内容有变化 → 返回 null（走全量管道）
|
||||
```
|
||||
|
||||
**缓存命中时的行为：**
|
||||
- 仍然执行图片提取（用户可能在旧版本导入过，当时没有图片功能）
|
||||
- 仍然执行图片描述注入
|
||||
- 跳过 Step 1~2（LLM 分析 + 生成）
|
||||
|
||||
### 3.3 图片处理管道
|
||||
|
||||
#### Step 0.5：图片提取
|
||||
|
||||
```
|
||||
extractAndSaveSourceImages(projectPath, sourcePath, sourceSummarySlug)
|
||||
↓
|
||||
wiki/media/<source-slug>/image1.png
|
||||
wiki/media/<source-slug>/image2.png
|
||||
...
|
||||
```
|
||||
|
||||
**支持格式：** PDF、PPTX、DOCX（通过 pdfium 等后端提取）
|
||||
|
||||
**去重策略：**
|
||||
- 使用 `ingestImageExtractionPromises` Map 缓存 Promise
|
||||
- 键 = `项目路径 + 源路径 + slug + 文件大小:修改时间`
|
||||
- 最大 32 个缓存条目，超出时淘汰最旧
|
||||
|
||||
#### Step 0.6：图片描述（Caption）
|
||||
|
||||
```
|
||||
captionMarkdownImages(projectPath, enrichedSourceContent, captionLlm, {
|
||||
shouldCaption: (url) => url.startsWith(ourMediaPrefix), // 只处理当前导入的图片
|
||||
urlToAbsPath: (url) => promptImageUrlToAbs(pp, url),
|
||||
concurrency: mmCfg.concurrency,
|
||||
onProgress: (done, total) => activity.updateItem(...),
|
||||
})
|
||||
```
|
||||
|
||||
**为什么需要描述：**
|
||||
- 空 `alt` 的图片在文本摘要时会被 LLM 静默丢弃
|
||||
- 有了描述后，alt 文本携带足够语义，生成 LLM 会保留图片引用
|
||||
|
||||
**描述缓存：**
|
||||
- SHA-256 键值缓存（`.llm-wiki/image-caption-cache.json`）
|
||||
- 跨文档去重（共享的 logo/图表模板只描述一次）
|
||||
|
||||
**主开关行为：**
|
||||
- 当 `multimodalConfig.enabled = false` 时：
|
||||
- 不仅跳过 Caption LLM 调用
|
||||
- 还会从 `sourceContent` 中剥离 `` 引用
|
||||
- 跳过后续的图片注入
|
||||
- 净效果：Wiki 侧完全不引用图片
|
||||
|
||||
### 3.4 长文档处理
|
||||
|
||||
**触发条件：** `enrichedSourceContent.length > sourceBudget`
|
||||
|
||||
**预算计算：**
|
||||
```typescript
|
||||
sourceBudget = maxCtx - responseReserve - stableReserve - instructionReserve
|
||||
// 范围限制在 [8000, min(300000, maxCtx * 0.6)]
|
||||
```
|
||||
|
||||
**分块策略：**
|
||||
```
|
||||
splitSourceIntoSemanticChunks(content, targetChars, overlapChars)
|
||||
↓
|
||||
按段落/章节边界分割，每块带 8% 重叠（800~3000 字符）
|
||||
```
|
||||
|
||||
**分块分析流程：**
|
||||
```
|
||||
对每个 chunk：
|
||||
├─ streamChat(buildChunkAnalysisSystemPrompt(), buildChunkAnalysisUserPrompt())
|
||||
├─ 提取 "Chunk Analysis" 和 "Updated Global Digest"
|
||||
├─ 更新全局摘要（最长 15000 字符）
|
||||
└─ 保存检查点（支持中断恢复）
|
||||
```
|
||||
|
||||
**检查点机制：**
|
||||
- 路径：`.llm-wiki/ingest-progress/<slug>-<hash>.json`
|
||||
- 包含：源哈希、块数量、已完成进度、全局摘要、各块分析
|
||||
- 兼容性验证：版本、源哈希、源长度、块参数全部匹配才恢复
|
||||
|
||||
**最终合并：**
|
||||
```
|
||||
Consolidated Long-Document Analysis
|
||||
├─ Final Global Digest
|
||||
└─ Per-Chunk Analyses
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.5 Step 1：分析阶段
|
||||
|
||||
**System Prompt 结构：**
|
||||
```
|
||||
buildAnalysisPrompt(purpose, index, sourceContent)
|
||||
├─ 角色设定：专业研究分析师
|
||||
├─ 语言规则
|
||||
├─ 分析框架：
|
||||
│ ├─ 关键实体（人物、组织、产品、数据集、工具）
|
||||
│ ├─ 关键概念（理论、方法、技术、现象）
|
||||
│ ├─ 主要论点与发现
|
||||
│ ├─ 与现有 Wiki 的关联
|
||||
│ ├─ 矛盾与张力
|
||||
│ └─ 建议
|
||||
├─ Wiki 目的（可选）
|
||||
└─ 当前 Wiki 索引（可选）
|
||||
```
|
||||
|
||||
**User Message 结构：**
|
||||
```
|
||||
Analyze this source document:
|
||||
|
||||
**File:** ${sourceIdentity}
|
||||
**Folder context:** ${folderContext} （可选）
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
${sourceContext}
|
||||
```
|
||||
|
||||
**LLM 参数：**
|
||||
- `temperature: 0.1`（低随机性，确保一致性）
|
||||
- `reasoning.mode: "off"`（关闭推理模式）
|
||||
- `max_tokens: 4096`
|
||||
|
||||
### 3.6 Step 2：生成阶段
|
||||
|
||||
**System Prompt 结构：**
|
||||
```
|
||||
buildGenerationPrompt(schema, purpose, index, sourceFileName, ...)
|
||||
├─ 角色设定：Wiki 维护者
|
||||
├─ 语言规则
|
||||
├─ 源文件信息
|
||||
├─ 项目 Schema（如有）
|
||||
├─ 生成清单：
|
||||
│ 1. 源摘要页（wiki/sources/<slug>.md）
|
||||
│ 2. 实体页（wiki/entities/ 或 schema 定义目录）
|
||||
│ 3. 概念页（wiki/concepts/ 或 schema 定义目录）
|
||||
│ 4. 更新 wiki/index.md
|
||||
│ 5. 日志条目（wiki/log.md）
|
||||
│ 6. 更新 wiki/overview.md
|
||||
├─ Frontmatter 规则（严格 YAML 格式）
|
||||
├─ Review 块类型
|
||||
└─ 输出格式（FILE 块 + 可选 REVIEW 块）
|
||||
```
|
||||
|
||||
**User Message 结构：**
|
||||
```
|
||||
Source document to process: **${sourceIdentity}**
|
||||
|
||||
The Stage 1 analysis below is CONTEXT to inform your output.
|
||||
Do NOT echo its tables, bullet points, or prose.
|
||||
|
||||
## Stage 1 Analysis (context only — do not repeat)
|
||||
|
||||
${analysis}
|
||||
|
||||
## Source Context
|
||||
|
||||
${sourceContext}
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
Now emit the FILE blocks for the wiki files derived from **${sourceIdentity}**.
|
||||
Your response MUST begin with `---FILE:` as the very first characters.
|
||||
```
|
||||
|
||||
**LLM 参数：**
|
||||
- `max_tokens` 根据上下文窗口动态计算：
|
||||
- 默认：8192
|
||||
- 128K 上下文：16384
|
||||
- 256K 上下文：24576
|
||||
- 512K 上下文：32768
|
||||
|
||||
### 3.7 Step 2.5：Review 建议（可选）
|
||||
|
||||
**触发条件：**
|
||||
```typescript
|
||||
shouldRunDedicatedReviewStage(generation):
|
||||
generation.length >= 10000 // 响应足够长
|
||||
|| countFileBlocks(generation) >= 4 // 生成了足够多文件
|
||||
|| /---REVIEW:/.test(generation) // 已有 REVIEW 块
|
||||
```
|
||||
|
||||
**System Prompt：**
|
||||
```
|
||||
buildReviewSuggestionPrompt(purpose, index, sourceIdentity, analysis, sourceContext, generation)
|
||||
├─ 角色：识别高价值后续研究项
|
||||
├─ 仅输出 REVIEW 块（不生成 Wiki 页面）
|
||||
├─ 来源上下文（截断到预算内）
|
||||
└─ 生成的 Wiki 输出（截断到预算内）
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.8 Step 3：文件写入
|
||||
|
||||
**解析 FILE 块：**
|
||||
```typescript
|
||||
parseFileBlocks(text): ParseFileBlocksResult
|
||||
├─ blocks: ParsedFileBlock[]
|
||||
└─ warnings: string[]
|
||||
```
|
||||
|
||||
**解析器修复的问题：**
|
||||
| 问题 | 描述 | 修复方式 |
|
||||
|------|------|----------|
|
||||
| H1 | Windows CRLF 行尾 | 先规范化为 LF |
|
||||
| H2 | 流截断导致最后一个块丢失 | 发出警告 |
|
||||
| H3 | 标记空白/大小写变体 | 正则不区分大小写，容忍空白 |
|
||||
| H5 | 代码块内的字面量 `---END FILE---` | 追踪 fence 状态，fence 内不关闭 |
|
||||
| H6 | 空路径块静默丢弃 | 发出警告 |
|
||||
|
||||
**路径安全校验：**
|
||||
```typescript
|
||||
isSafeIngestPath(p): boolean
|
||||
├─ 必须是 wiki/ 下的路径
|
||||
├─ 禁止绝对路径
|
||||
├─ 禁止 .. 片段
|
||||
├─ 禁止 Windows 无效字符
|
||||
├─ 禁止保留设备名（CON、PRN、AUX、NUL、COM1-9、LPT1-9）
|
||||
└─ 禁止 NUL/控制字符
|
||||
```
|
||||
|
||||
**写入策略（按路径类型）：**
|
||||
|
||||
| 路径类型 | 策略 |
|
||||
|----------|------|
|
||||
| `wiki/log.md` | 追加模式（append） |
|
||||
| `wiki/index.md` / `wiki/overview.md` | 全覆盖（overwrite） |
|
||||
| 内容页（entities/concepts/等） | 合并模式（merge） |
|
||||
|
||||
**合并策略三层：**
|
||||
1. Frontmatter 数组字段（sources、tags、related）→ 并集合并
|
||||
2. 正文内容不同 → LLM 生成合并版本
|
||||
3. 锁定字段（type、title、created）→ 保留原值，updated 更新为当天
|
||||
|
||||
**合并失败回退：**
|
||||
- LLM 合并失败 → 使用传入正文 + 数组字段并集
|
||||
- 合并前备份原文件到 `.llm-wiki/page-history/`
|
||||
|
||||
**语言守卫：**
|
||||
```typescript
|
||||
contentMatchesTargetLanguage(content, target): boolean
|
||||
├─ 剥离 frontmatter + 代码块 + 数学块
|
||||
├─ 检测剩余文本语言
|
||||
└─ CJK 目标接受 CJK 变体，Latin 目标接受 Latin 家族
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.9 Step 4~6：收尾
|
||||
|
||||
**Step 4：Review 项解析**
|
||||
```typescript
|
||||
parseReviewBlocks(text, sourcePath): ReviewItem[]
|
||||
├─ 类型：contradiction / duplicate / missing-page / suggestion
|
||||
├─ OPTIONS：预定义选项
|
||||
├─ PAGES：受影响页面
|
||||
└─ SEARCH：优化搜索查询（用于 Deep Research）
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Step 5：缓存保存**
|
||||
- 仅当无硬失败（磁盘满、权限错误等）时保存
|
||||
- 软丢弃（语言不匹配、路径穿越拒绝）不影响缓存
|
||||
|
||||
**Step 6：嵌入生成**
|
||||
- 跳过 index、log、overview 页面
|
||||
- 从 frontmatter 提取 title
|
||||
- 调用 `embedPage()` 生成向量
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 四、辅助入口：`startIngest()` 和 `executeIngestWrites()`
|
||||
|
||||
这两个函数服务于**交互式聊天模式**（用户在 UI 中手动触发导入）：
|
||||
|
||||
### `startIngest()`
|
||||
- 设置聊天模式为 "ingest"
|
||||
- 提前提取图片（与 LLM 分析并行）
|
||||
- 发送分析请求并流式展示结果
|
||||
|
||||
### `executeIngestWrites()`
|
||||
- 接收聊天历史作为上下文
|
||||
- 构建生成提示
|
||||
- 解析 FILE 块并写入文件
|
||||
- 注入图片引用到源摘要页
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 五、关键数据结构
|
||||
|
||||
### FILE 块格式
|
||||
```
|
||||
---FILE: wiki/path/to/page.md---
|
||||
---
|
||||
type: entity
|
||||
title: Example Entity
|
||||
created: 2026-04-29
|
||||
updated: 2026-04-29
|
||||
tags: [example, demo]
|
||||
related: [related-slug-1]
|
||||
sources: ["source-file.pdf"]
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Example Entity
|
||||
|
||||
Body content here.
|
||||
---END FILE---
|
||||
```
|
||||
|
||||
### REVIEW 块格式
|
||||
```
|
||||
---REVIEW: suggestion | Precise Title---
|
||||
Description of the gap and why it matters.
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SEARCH: query 1 | query 2 | query 3
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---END REVIEW---
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### 检查点结构
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```typescript
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interface LongSourceCheckpoint {
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version: 1
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sourceIdentity: string
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sourceHash: string // FNV-1a 64-bit hash
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sourceLength: number
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sourceBudget: number
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targetChars: number
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overlapChars: number
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chunkTotal: number
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completedThrough: number // 已完成到第几个块
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globalDigest: string // 全局摘要
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analyses: string[] // 各块分析
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updatedAt: number
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}
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```
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---
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## 六、常量配置
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| 常量 | 值 | 说明 |
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|------|-----|------|
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| `LONG_SOURCE_MIN_BUDGET` | 8,000 | 长文档最小预算 |
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| `LONG_SOURCE_MAX_SINGLE_PASS_BUDGET` | 300,000 | 长文档单次最大预算 |
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| `LONG_SOURCE_CHUNK_MIN` | 12,000 | 分块最小大小 |
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| `LONG_SOURCE_CHUNK_MAX` | 60,000 | 分块最大大小 |
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| `LONG_SOURCE_DIGEST_MAX` | 15,000 | 全局摘要最大长度 |
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| `LONG_SOURCE_CHUNK_ANALYSIS_MAX` | 40,000 | 单块分析最大长度 |
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| `REVIEW_STAGE_MIN_SIGNAL_CHARS` | 10,000 | Review 阶段最小信号字符 |
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| `REVIEW_STAGE_MIN_FILE_BLOCKS` | 4 | Review 阶段最小文件块数 |
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## 七、与 Python 项目的映射关系
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| TypeScript 模块 | Python 对应模块 | 状态 |
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| `autoIngest()` | `src/main.py::main()` | 部分实现 |
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| `buildAnalysisPrompt()` | `src/prompt.py::build_analysis_prompt()` | 已实现 |
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| `sourceIdentityForPath()` | `src/source.py::source_identity_for_path()` | 已实现 |
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| `streamChat()` | `src/llm.py::query_analysis()` | 已实现 |
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| `parseFileBlocks()` | 待实现 | 未实现 |
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| `writeFileBlocks()` | 待实现 | 未实现 |
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| `splitSourceIntoSemanticChunks()` | 待实现 | 未实现 |
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| `analyzeLongSourceInChunks()` | 待实现 | 未实现 |
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| `checkIngestCache()` | 待实现 | 未实现 |
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| 图片提取管道 | 待实现 | 未实现 |
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2600
example.ts
Normal file
2600
example.ts
Normal file
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -1,114 +0,0 @@
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## 简介
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TPAFE5160是一款16位、8通道同时采样、逐次逼近型（SAR）ADC。每个通道都具备完整的模拟前端，且每个通道的ADC工作速率为350 kSPS。该模拟前端包括输入钳位、具有高输入阻抗（1 MΩ）的可编程增益放大器（PGA）、低通滤波器以及ADC输入驱动器。使用采样芯片而不用MCU自带ADC的最大特点是：
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1. 8 通道独立采样
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2. 16-Bit ADC （量化误差 0.0015%）
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3. 工作速率为 350 kSPS 远远大于 6400 SPS
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**淘宝价格：29**
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TPAFE5160 是思瑞浦推出的**Pin-to-Pin 完全兼容 AD7606B**的国产 16 位 8 通道同步采样 ADC，在**采样率、输入保护、数字电源范围**上优于原始 AD7606，**价格仅为 ADI 的 1/3~1/2**，且已进入国网认证白名单，是电力、工控领域首选国产化替代方案。
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## 引脚
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| 引脚号 | 引脚名称 | I/O 类型 | 功能描述 |
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| --- | ---------------- | ------ | --------------------------------------------------------- |
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| 1 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
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| 2 | AGND | P | 模拟地引脚 |
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| 3 | OS0 | DI | 过采样控制引脚 |
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| 4 | OS1 | DI | 过采样控制引脚 |
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| 5 | OS2 | DI | 过采样控制引脚 |
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| 6 | PAR/SER/BYTE SEL | DI | 控制引脚，选择串行、并行或并行字节接口模式 |
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| 7 | STBY | DI | 低电平有效，选择待机 / 关断模式；STBY 为高时，配合 RANGE 引脚选择输入电压范围 |
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| 8 | RANGE | DI | 多功能引脚：STBY 为低时配合选择待机 / 关断；STBY 为高时选 ±10V (高)/±5V (低) 范围 |
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| 9 | CONVSTA | DI | 高电平有效，启动通道 1-4 的同步采样与转换 |
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| 10 | CONVSTB | DI | 高电平有效，启动通道 5-8 的同步采样与转换 |
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| 11 | RESET | DI | 高电平有效，复位数字逻辑；并行模式下为低有效就绪输入；串行模式下为时钟输入 |
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| 12 | RD/SCLK | DI | 多功能引脚：并行模式下为低有效读信号；串行模式下为串行时钟输入 |
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| 13 | CS | DI | 低电平有效，芯片选择信号 |
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| 14 | BUSY | DO | 高电平有效，指示转换正在进行 |
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| 15 | FRSTDATA | DO | 高电平有效，指示当前输出为通道 1 的转换数据 |
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| 16 | DB0 | DO | 并行接口数据输出位 0（最低有效位 LSB） |
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| 17 | DB1 | DO | 并行接口数据输出位 1 |
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| 18 | DB2 | DO | 并行接口数据输出位 2 |
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| 19 | DB3 | DO | 并行接口数据输出位 3 |
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| 20 | DB4 | DO | 并行接口数据输出位 4 |
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| 21 | DB5 | DO | 并行接口数据输出位 5 |
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| 22 | DB6 | DO | 并行接口数据输出位 6 |
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| 23 | DVDD | P | 数字电源引脚，需与引脚 26 的 AGND 去耦 |
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| 24 | DOUTA/DB7 | DO | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 7；串行模式下为串行数据输出 A |
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| 25 | DOUTB/DB8 | DO | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 8；串行模式下为串行数据输出 B |
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| 26 | AGND | P | 模拟地引脚 |
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| 27 | DB9 | DO | 并行接口数据输出位 9 |
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| 28 | DB10 | DO | 并行接口数据输出位 10 |
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| 29 | DB11 | DO | 并行接口数据输出位 11 |
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| 30 | DB12 | DO | 并行接口数据输出位 12 |
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| 31 | DB13 | DO | 并行接口数据输出位 13 |
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| 32 | HBEN/DB14 | DO/DI | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 14；并行字节模式下为高低字节选择输入 |
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| 33 | BYTE SEL/DB15 | DO/DI | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 15（最高有效位 MSB）；并行字节模式下为模式使能输入 |
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| 34 | REFSEL | DI | 高电平有效，启用内部基准电压源 |
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| 35 | AGND | P | 模拟地引脚 |
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| 36 | REGCAP1 | AO | 内部稳压器输出 1，接 1μF 电容去耦至 AGND，典型值 4V |
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| 37 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
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| 38 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
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| 39 | REGCAP2 | AO | 内部稳压器输出 2，接 1μF 电容去耦至 AGND，典型值 4V |
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| 40 | AGND | P | 模拟地引脚 |
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| 41 | AGND | P | 模拟地引脚 |
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| 42 | REFIN/REFOUT | AIO | 多功能引脚：REFSEL=1 时输出内部 2.5V 基准；REFSEL=0 时输入外部基准，接 10μF 电容去耦 |
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| 43 | REFGND | P | 基准地引脚，需短接至模拟地平面，与引脚 42 接 10μF 电容去耦 |
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| 44 | REFCAPA | AO | 基准放大器输出 A，需与 REFCAPB 短接，接 10μF 低 ESR 陶瓷电容去耦至 AGND，典型值 4V |
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| 45 | REFCAPB | AO | 基准放大器输出 B，需与 REFCAPA 短接，接 10μF 低 ESR 陶瓷电容去耦至 AGND，典型值 4V |
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| 46 | REFGND | P | 基准地引脚，需短接至模拟地平面，与引脚 42 接 10μF 电容去耦 |
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| 47 | AGND | P | 模拟地引脚 |
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| 48 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
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| 49 | AIN_1P | AIO | 模拟输入通道 1 正端 |
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| 50 | AIN_1GND | AIO | 模拟输入通道 1 负端 |
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| 51 | AIN_2P | AIO | 模拟输入通道 2 正端 |
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| 52 | AIN_2GND | AIO | 模拟输入通道 2 负端 |
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| 53 | AIN_3P | AIO | 模拟输入通道 3 正端 |
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| 54 | AIN_3GND | AIO | 模拟输入通道 3 负端 |
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| 55 | AIN_4P | AIO | 模拟输入通道 4 正端 |
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| 56 | AIN_4GND | AIO | 模拟输入通道 4 负端 |
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| 57 | AIN_5P | AIO | 模拟输入通道 5 正端 |
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| 58 | AIN_5GND | AIO | 模拟输入通道 5 负端 |
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| 59 | AIN_6P | AIO | 模拟输入通道 6 正端 |
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| 60 | AIN_6GND | AIO | 模拟输入通道 6 负端 |
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| 61 | AIN_7P | AIO | 模拟输入通道 7 正端 |
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| 62 | AIN_7GND | AIO | 模拟输入通道 7 负端 |
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| 63 | AIN_8P | AIO | 模拟输入通道 8 正端 |
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| 64 | AIN_8GND | AIO | 模拟输入通道 8 负端 |
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**I/O 类型说明**：P = 电源 / 地；DI = 数字输入；DO = 数字输出；AIO = 模拟输入 / 输出；AO = 模拟输出
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模拟电源：5V
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数字电源：3.3V
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## 接口模式引脚对比
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|引脚类型|配置时机|动态切换能力|
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|---|---|---|
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|过采样控制 OS [2:0]|BUSY 下降沿锁存|支持|
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|接口模式 PAR/SER/BYTE SEL|上电 / 复位时锁存|不支持|
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|输入范围 RANGE|上电 / 复位时锁存|不支持|
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|基准选择 REFSEL|上电 / 复位时锁存|不支持|
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## 极限参数
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## 数字滤波器配置
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TPAFE5160 提供可选的数字平均滤波器，适用于需要更低噪声和更高动态范围的吞吐量较低的应用场景。数字滤波器的过采样率由 OS[2:0] 引脚的配置决定。
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在过采样模式下，通过对采样值进行平均来降低信号链的噪声并提高 ADC（模数转换器）的信噪比（SNR）。最终输出也会经过抽取处理，以提供每个通道的数据。
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| OS [2:0] (引脚配置) | OS RATIO (过采样比率) | MAX THROUGHPUT PER CHANNEL (kSPS) (每通道最大吞吐量) |
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| :-------------: | :--------------: | :------------------------------------------: |
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| **000** | **NO OS (无过采样)** | **350** |
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| **001** | **2** | **175** |
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| **010** | **4** | **87.5** |
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| **011** | **8** | **43.75** |
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| **100** | **16** | **21.875** |
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| **101** | **32** | **10.94** |
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| **110** | **64** | **5.47** |
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| **111** | **NA (不适用)** | **350** |
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## 通讯接口模式选择
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***需在上电 / 复位前固定电平配置，无动态切换能力***
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| 接口模式 | PAR/SER/BYTE SEL（引脚 6） | DB15/BYTE SEL（引脚 33） | 核心特点 | 适用场景 |
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| ------------ | ---------------------- | -------------------- | ---------------- | ------------------- |
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| **16 位并行接口** | 低电平（0） | x | 速度最快，16 位数据一次性输出 | 高速采集、32 位 MCU、无引脚限制 |
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| **串行接口** | 高电平（1） | 低电平（0） | 引脚最少，SPI 兼容 | 布线紧张、低速采集、多片级联 |
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| **并行字节接口** | 高电平（1） | 高电平（1） | 8 位数据分两次输出 | 8 位 MCU、兼容旧硬件平台 |
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@@ -1,93 +0,0 @@
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1. DTU一般安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。
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2. FTU 是装设 在馈线开关旁的开关监控装置。这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。
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3. TTU监测并记录配电变压器运行工况，根据低压侧三相电压、电流采样值，每隔1～2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数，记录并保存一段时间（一周或一个月）和典型日上述数组的整点值，电压、电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断时间及恢复时间，记录数据保存在装置的不挥发内存中，在装置断电时记录内容不丢失
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4. RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。
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## 配电自动化核心：遥信、遥控、遥测（三摇）知识详解
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**三摇（遥信 YX、遥控 YK、遥测 YC）是远程监控系统的三大核心功能**，通过 DTU、FTU、TTU、RTU 等现场终端设备，实现对电力设备的远程状态监测、数据采集和控制操作，是配电自动化、工业测控系统的基础能力。
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三者分工明确：**遥信看状态、遥测读数据、遥控做操作**，共同构成 “监测 - 分析 - 控制” 的完整闭环。
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## 一、遥信（YX，Remote Signaling）—— 远程状态采集
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### 1. 核心定义
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**遥信是远程采集现场设备的开关量状态信号**，本质是对设备 “开 / 关、有 / 无、正常 / 故障” 等离散状态的远程监测，无需复杂计算，只需要判断状态。
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### 2. 核心作用
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- 实时掌握设备运行状态，判断是否正常工作；
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- 捕捉故障告警信号（如短路、过载、设备异常），为故障定位提供依据；
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- 记录状态变化事件（如开关分合闸时间），用于运维追溯。
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### 3. 采集对象（典型开关量）
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|设备类型|遥信采集内容|
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|---|---|
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|柱上开关 / 断路器|分闸状态、合闸状态、储能完成状态、故障跳闸信号|
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|配电变压器|油温过高告警、柜门开关状态、瓦斯保护动作信号|
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|开闭所 / 环网柜|隔离开关位置、接地开关位置、熔断器熔断信号|
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|终端设备（DTU/FTU）|自身电源故障、通信故障、装置异常信号|
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### 4. 技术特点
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- **信号类型**：无源接点（干接点，如开关辅助触点）或有源接点（湿接点，如 DC 24V 电平信号）；
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- **数据格式**：布尔值（0/1、ON/OFF），无需模数转换（ADC）；
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- **传输特点**：状态变化时主动上报（变位遥信）或定时轮询上报，数据量小、实时性要求高；
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- **实现载体**：FTU 采集柱上开关遥信、DTU 采集开闭所设备遥信、TTU 采集变压器告警遥信。
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### 5. 典型应用
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配电线路发生短路时，FTU 采集到断路器**故障跳闸遥信信号**，并立即上传到配电自动化主站，主站据此判断故障区间。
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## 二、遥测（YC，Remote Telemetry）—— 远程数据测量
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### 1. 核心定义
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**遥测是远程采集现场设备的模拟量 / 数值型数据**，通过传感器、互感器将物理量（电压、电流等）转换为电信号，再经终端的 ADC（模数转换器）量化后上传，是对设备运行参数的精准测量。
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### 2. 核心作用
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- 监测设备运行的核心电气参数，判断是否在额定范围内；
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- 计算电能质量指标（如功率因数、谐波含量）；
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- 统计电能量数据（有功 / 无功电能），用于计量和线损分析；
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- 为故障分析提供量化数据（如故障电流大小）。
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### 3. 采集对象（典型模拟量 / 数值量）
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|设备类型|遥测采集内容|
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|---|---|
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|配电线路|三相电压、三相电流、线路有功功率、无功功率、功率因数、频率|
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|配电变压器|高低压侧电压电流、负载率、有功 / 无功电能、油温|
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|开闭所 / 环网柜|母线电压、出线电流、电能累计值|
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### 4. 技术特点
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- **信号类型**：模拟量（如 0~5V 电压、4~20mA 电流），需经 ADC 转换为数字量；
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- **数据格式**：数值型（如电压 220V、电流 100A），带有量纲和精度要求；
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- **传输特点**：定时周期上报（如 1~2 分钟 / 次，TTU 的典型周期），数据量比遥信大，对精度要求高；
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- **关键指标**：量程、精度（如 0.5 级、1 级）、分辨率，直接影响测量准确性；
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- **实现载体**：TTU 侧重变压器遥测计算、DTU/FTU 侧重线路遥测采集。
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### 5. 典型应用
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TTU 每隔 1 分钟采集配电变压器低压侧三相电压 / 电流，计算出**有功功率和功率因数**，并上传主站，主站分析变压器是否过载或轻载运行。
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## 三、遥控（YK，Remote Control）—— 远程操作控制
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### 1. 核心定义
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**遥控是主站系统向现场终端下发指令，远程控制设备的运行状态**，是主动干预设备运行的操作，直接改变设备的工作模式，是配电自动化 “闭环控制” 的关键环节。
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### 2. 核心作用
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- 远程实现开关设备的分合闸操作，无需人工到现场；
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- 故障时远程隔离故障区间、恢复非故障区域供电；
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- 远程调整设备定值（如保护定值、电容器投切）；
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- 实现无人值守站的自动控制（如负荷转供、无功补偿）。
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### 3. 控制对象（典型操作）
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|设备类型|遥控操作内容|
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|---|---|
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|断路器 / 负荷开关|远程分闸、远程合闸|
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|电容器组|投切控制（无功补偿调节）|
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|终端设备|远程复位、参数整定、校时|
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### 4. 技术特点
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- **指令类型**：控制命令（如 “分闸”“合闸”），需包含操作对象、操作类型、校验信息；
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- **安全机制**：严格的权限管理 + 操作返校确认（终端收到指令后，先回传指令内容，主站确认无误后再执行）+ 防误操作逻辑（如禁止带负荷分闸隔离开关）；
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- **传输特点**：主站主动下发，终端执行后反馈操作结果（成功 / 失败），实时性要求极高；
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- **实现载体**：FTU 执行柱上开关遥控、DTU 执行开闭所开关遥控，是 “故障自愈” 的核心执行单元。
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### 5. 典型应用
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配电自动化主站通过遥信发现某线路故障、遥测确认故障电流后，自动向故障点两侧的 FTU 下发**遥控分闸指令**，隔离故障区间，再向联络开关下发**遥控合闸指令**，恢复非故障区域供电。
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## 四、三摇功能的联动关系（配电自动化闭环流程）
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1. **监测阶段**：遥测采集线路电压电流 → 遥信采集开关位置 → 数据上传主站；
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2. **分析阶段**：主站根据遥测 / 遥信数据判断故障位置、故障类型；
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||||
3. **控制阶段**：主站下发遥控指令 → 终端执行分合闸操作 → 遥信反馈操作结果 → 遥测确认供电恢复。
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这个流程无需人工干预，即可实现**故障自愈**，大幅提升供电可靠性。
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## 五、三摇功能与现场终端的对应关系
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|终端类型|遥信功能|遥测功能|遥控功能|
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|---|---|---|---|
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|**FTU**|柱上开关分合闸状态、故障信号|线路电压、电流、功率|开关远程分合闸|
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|**DTU**|开闭所开关位置、告警信号|母线电压、出线电流、电能|开关远程分合闸、电容器投切|
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|**TTU**|变压器告警、柜门状态|电压、电流、功率、电能、油温|（部分型号支持）远程复位、定值调整|
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||||
|**RTU**|工业设备运行状态、故障信号|工业过程参数（压力、温度、流量）|工业设备启停、阀门开关|
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||||
## 总结
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三摇功能是远程监控的基石：**遥信是 “眼睛”，看设备状态；遥测是 “尺子”，量运行参数；遥控是 “手”，做远程操作**。三者结合，才能实现从 “人工巡检” 到 “无人值守、自动控制” 的升级，广泛应用于电力、石油、化工、智能制造等领域。
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||||
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||||
@@ -1,31 +0,0 @@
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||||
## 定义
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||||
馈线终端单元，装设在馈线开关旁的开关监控装置。
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||||
## 部署场景
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- 10kV 线路上的户外柱上开关
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- 断路器、负荷开关、分段开关
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## 容量规则
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- 通常 1 台 FTU 监控 1 台柱上开关
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- 柱上开关大多分散安装
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- 同杆架设时，1 台 FTU 可监控 2 台柱上开关
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||||
## 功能
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||||
### 状态采集
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- 柱上开关分合闸状态
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||||
- 故障跳闸信号
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||||
### 数据测量
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- 线路电压、电流、功率
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||||
### 控制执行
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||||
- 开关远程分合闸
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## 三遥能力
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| 能力 | 内容 |
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| --- | --- |
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| [[遥信（YX，Remote Signaling）]] | 柱上开关分合闸状态、故障信号 |
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||||
| [[遥测（YC，Remote Telemetry）]] | 线路电压、电流、功率 |
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||||
| [[遥控（YK，Remote Control）]] | 开关远程分合闸 |
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## 在 [[配电自动化]] 系统中的角色
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||||
配电线路发生短路时，FTU 采集到断路器**故障跳闸遥信信号**，立即上传到 [[配电主站]]。主站据此判断故障区间，向故障点两侧的 FTU 下发遥控分闸指令隔离故障，再向联络开关下发合闸指令恢复供电。
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||||
## 与同类终端的区别
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||||
- vs [DTU（Distribution Terminal Unit）](DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md)：FTU 专注单台柱上开关；DTU 部署在开闭所，管理范围更大。
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- vs [TTU（Transformer Terminal Unit）](TTU（Transformer%20Terminal%20Unit）.md)：TTU 监测变压器；FTU 监测馈线开关。
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||||
- vs [RTU（Remote Terminal Unit）](RTU（Remote%20Terminal%20Unit）.md)：RTU 是通用工业测控；FTU 是电力馈线专用。
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@@ -1,31 +0,0 @@
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||||
## 定义
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||||
配电变压器终端单元，监测并记录配电变压器运行工况。
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## 部署场景
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- 配电变压器
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## 功能
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### 数据采集周期
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每隔 **1~2 分钟**计算一次：
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- 电压有效值、电流有效值
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- 有功功率、无功功率、功率因数
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- 有功电能、无功电能
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### 数据记录
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- 保存一段时间（一周或一个月）的运行参数
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- 记录典型日的整点值数组
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- 电压/电流最大值、最小值及出现时间
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- 供电中断时间及恢复时间
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### 存储特性
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- 数据保存在装置的不挥发内存中
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- 装置断电时记录内容不丢失
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## 三遥能力
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| 能力 | 内容 |
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| --- | --- |
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| [[遥信（YX，Remote Signaling）]] | 变压器告警、柜门状态 |
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||||
| [[遥测（YC，Remote Telemetry）]] | 电压、电流、功率、电能、油温 |
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||||
| [[遥控（YK，Remote Control）]] | （部分型号支持）远程复位、定值调整 |
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## 在 [[配电自动化]] 系统中的角色
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TTU 侧重变压器遥测计算。[[配电主站]] 根据 TTU 上传的有功功率和功率因数，分析变压器是否过载或轻载运行，用于计量和线损分析。
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## 与同类终端的区别
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||||
- vs [DTU（Distribution Terminal Unit）](相关知识/DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md)：TTU 专注变压器监测，遥控能力有限；DTU 覆盖开闭所全设备，控制能力强。
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||||
- vs [FTU（Feeder Terminal Unit）](相关知识/FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md)：FTU 监控馈线开关；TTU 监控变压器。
|
||||
- vs [[相关知识/RTU（Remote Terminal Unit）]]：RTU 是通用工业测控；TTU 是电力变压器专用。
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||||
@@ -1,26 +0,0 @@
|
||||
三遥（遥信 YX、遥控 YK、遥测 YC）是远程监控系统的三大核心功能，通过 [DTU（Distribution Terminal Unit）](DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md)、[FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md)、[TTU（Transformer Terminal Unit）](TTU（Transformer%20Terminal%20Unit）.md)、[RTU（Remote Terminal Unit）](RTU（Remote%20Terminal%20Unit）.md) 等现场终端设备，实现对电力设备的远程状态监测、数据采集和控制操作。
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||||
## 遥测分级
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| 级别 | 包含功能 | 说明 |
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| --- | --- | --- |
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| 一遥 | 遥信 | 仅状态监测，无数据采集和控制 |
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| 二遥 | 遥信 + 遥测 | 状态监测 + 数据测量，无远程控制 |
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| 三遥 | 遥信 + 遥测 + 遥控 | 完整闭环：监测、测量、控制 |
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||||
## 核心比喻
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> **遥信是"眼睛"**，看设备状态；**遥测是"尺子"**，量运行参数；**遥控是"手"**，做远程操作。
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||||
## 三大功能
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||||
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| 功能 | 简称 | 作用 | 详细说明 |
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| ------------------------------------------------------- | --- | ------ | ------------------------ |
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| [[遥信（YX，Remote Signaling）]] | YX | 远程状态采集 | 采集开关量（0/1），判断设备开/关、正常/故障 |
|
||||
| [遥测（YC，Remote Telemetry）](遥测（YC，Remote%20Telemetry）.md) | YC | 远程数据测量 | 采集模拟量，经 ADC 量化后上传精确数值 |
|
||||
| [遥控（YK，Remote Control）](遥控（YK，Remote%20Control）.md) | YK | 远程操作控制 | 主站下发指令，远程控制设备运行状态 |
|
||||
- [[遥信（YX，Remote Signaling）]] — 远程状态采集
|
||||
- [[遥测（YC，Remote Telemetry）]] — 远程数据测量
|
||||
- [[遥控（YK，Remote Control）]] — 远程操作控制
|
||||
## 闭环流程
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||||
三遥构成"监测 - 分析 - 控制"的完整闭环：
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1. **监测阶段**：遥测采集线路电压电流 → 遥信采集开关位置 → 数据上传主站
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2. **分析阶段**：主站根据遥测/遥信数据判断故障位置、故障类型
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3. **控制阶段**：主站下发遥控指令 → 终端执行分合闸操作 → 遥信反馈操作结果 → 遥测确认供电恢复
|
||||
此流程无需人工干预，即可实现**故障自愈**，大幅提升供电可靠性。
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||||
@@ -1,113 +0,0 @@
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## 引脚定义
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| RTL8305NBI-CG 引脚号 | 引脚名称 | 类型 | 引脚说明 |
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| ----------------- | ------------------ | ------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 1 | AVDDL | P | 模拟电源 1.0V，芯片内部产生 |
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| 2 | RXIP1 | I/O | 差分接收数据输入，Port1 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
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||||
| 3 | RXIN1 | I/O | 差分接收数据输入，Port1 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 4 | TXON1 | I/O | 差分发送数据输出，Port1 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 5 | TXOP1 | I/O | 差分发送数据输出，Port1 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 6 | AVDDH | P | 模拟电源 3.3V |
|
||||
| 7 | DVDDL | P | 数字电源 1.0V，用于核心电压 |
|
||||
| 8 | AVDDH | P | 模拟电源 3.3V |
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||||
| 9 | TXOP2 | I/O | 差分发送数据输出，Port2 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
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||||
| 10 | TXON2 | I/O | 差分发送数据输出，Port2 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
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||||
| 11 | RXIN2 | I/O | 差分接收数据输入，Port2 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
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||||
| 12 | RXIP2 | I/O | 差分接收数据输入，Port2 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 13 | AVDDL | P | 模拟电源 1.0V |
|
||||
| 14 | RXIP3 | I/O | 差分接收数据输入，Port3 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 15 | RXIN3 | I/O | 差分接收数据输入，Port3 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 16 | TXON3 | I/O | 差分发送数据输出，Port3 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 17 | TXOP3 | I/O | 差分发送数据输出，Port3 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 18 | AVDDH | P | 模拟电源 3.3V |
|
||||
| 19 | TXOP4 | I/O | 差分发送数据输出，Port4 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 20 | TXON4 | I/O | 差分发送数据输出，Port4 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 21 | RXIN4 | I/O | 差分接收数据输入，Port4 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 22 | RXIP4 | I/O | 差分接收数据输入，Port4 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 23 | AVDDL | P | 模拟电源 1.0V |
|
||||
| 24 | DVDDL | P | 数字电源 1.0V，用于核心电压 |
|
||||
| 25 | SCL/MDC | I/O, PU | 双功能引脚：上电时为 I2C 接口时钟，用于 EEPROM 自动加载；上电后为 SMI（MII 管理接口）时钟，用于访问寄存器；驱动能力 4mA；内置上拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 26 | SDA/MDIO | I/O, PU | 双功能引脚：上电时为 I2C 接口数据输入输出，用于 EEPROM 自动加载；上电后为 SMI（MII 管理接口）数据输入输出，用于访问寄存器；驱动能力 4mA；内置上拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 27 | RESETB | I, PU | 系统引脚复位输入，低电平有效；内置上拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 28 | LDIND/DIS_LD | I/O, PU | 双功能引脚：复位时为环路检测功能禁用输入（0 = 启用，1 = 禁用，默认禁用）；复位后为环路指示输出，用于驱动 LED 和蜂鸣器；驱动能力 10mA；内置上拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 29 | P0LED/DIS_EEE | I/O, PD | 双功能引脚：复位时为 EEE（节能以太网）功能禁用输入（0 = 启用，1 = 禁用，默认启用）；复位后为 Port0 状态指示 LED 输出；驱动能力 10mA；内置下拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 30 | P1LED | I/O, PD | Port1 状态指示 LED 输出；驱动能力 10mA；内置下拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 31 | DVDDH | P | 数字电源 3.3V，用于 IO 引脚 |
|
||||
| 32 | P2LED/DIS_RST_BLNK | I/O, PD | 双功能引脚：复位时为 LED 上电闪烁禁用输入（0 = 启用，1 = 禁用，默认启用）；复位后为 Port2 状态指示 LED 输出；驱动能力 10mA；内置下拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 33 | P3LED | I/O, PD | Port3 状态指示 LED 输出；驱动能力 10mA；内置下拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 34 | P4LED | I/O, PD | Port4 状态指示 LED 输出；驱动能力 10mA；内置下拉电阻（典型值 75KΩ） |
|
||||
| 35 | DVDDL | P | 数字电源 1.0V，用于核心电压 |
|
||||
| 36 | V10OUT | O | 内部 LDO 稳压器 1.0V 输出，由 3.3V 输入转换而来，仅供芯片内部使用 |
|
||||
| 37 | V33IN | P | 内部 LDO 稳压器 3.3V 输入 |
|
||||
| 38 | AVDDHPLL | P | PLL 模块的 3.3V 电源 |
|
||||
| 39 | XO | O | 25MHz 晶体振荡器输出；使用外部振荡器时该引脚悬空 |
|
||||
| 40 | XI | I | 25MHz 晶体振荡器输入；可接外部 25MHz 时钟输入；时钟容差 ±50ppm |
|
||||
| 41 | AVDDLPLL | P | PLL 模块的 1.0V 电源 |
|
||||
| 42 | IBREF | O | PHY 带隙参考电阻引脚，需外接 2.49KΩ（1% 精度）电阻到地 |
|
||||
| 43 | AVDDL | P | 模拟电源 1.0V |
|
||||
| 44 | RXIP0 | I/O | 差分接收数据输入，Port0 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 45 | RXIN0 | I/O | 差分接收数据输入，Port0 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输出 |
|
||||
| 46 | TXON0 | I/O | 差分发送数据输出，Port0 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 47 | TXOP0 | I/O | 差分发送数据输出，Port0 支持 10Base-T、100Base-TX；MDI/MDIX 自动切换模式下可作为差分输入 |
|
||||
| 48 | AVDDH | P | 模拟电源 3.3V |
|
||||
| E-PAD | GND | P | 整个芯片的公共接地端 |
|
||||
* AVDDL 是36引脚芯片内部产生的LDO产生的1.0V输出，连接所有AVDDL 和 DVDLL 引脚，一共七个
|
||||
* AVDDH 需要外部提供3.3V电源，需要连接所有AVDDH和DVDDH一共有6个
|
||||
## 引脚连接注意事项
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||||
#### LED 引脚
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||||
统一表示**对应网口的状态**：
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||||
1. **常亮**：网口 Link 已建立（10/100M 已连接）
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||||
2. **闪烁**：有数据收发（Activity）
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||||
3. **熄灭**：无连接 / 端口 Down
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||||
4. **同步快速闪烁**：芯片检测到**网络环路（Loop）**
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||||
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||||
> **LED 是高有效还是低有效，由复位时该引脚的电平决定**
|
||||
- **复位时引脚悬空（默认下拉）→ LED 高电平有效**
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||||
- **复位时引脚被上拉 → LED 低电平有效**
|
||||
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||||
#### DIS_EEE
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||||
禁用 EEE（Energy-Efficient Ethernet） 节能以太网功能。
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||||
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||||
|引脚 29 复位电平|DIS_EEE 状态|芯片行为|适用场景|
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||||
|---|---|---|---|
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||||
|0（悬空 / 接地）|**不禁用**（启用 EEE）|空闲自动低功耗，更省电|家用交换机、IP 摄像头、无特殊时延要求|
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||||
|1（上拉 3.3V）|**禁用 EEE**|始终全速工作，不休眠|工业控制、实时传输、对延迟敏感设备|
|
||||
#### DIS_RST_BLNK = Disable Reset Blinking
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||||
是否禁用芯片复位完成后的 LED 上电自检闪烁
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||||
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||||
| 复位时引脚 32 电平 | DIS_RST_BLNK 状态 | 芯片行为 |
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||||
| ----------------- | --------------- | --------------------------------------- |
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||||
| **0（接地 / 悬空，默认）** | 0 = 不禁用 | 复位释放后，**所有端口 LED（P0~P4）统一闪烁一轮**，完成上电自检 |
|
||||
| **1（上拉到 3.3V）** | 1 = 禁用 | 复位释放后，**LED 不做上电闪烁**，直接进入正常 Link/Act 指示 |
|
||||
#### DIS_LD（Loop Detection 使能）
|
||||
硬件复位期间，此脚作为**配置脚**，决定是否开启**环路检测**：
|
||||
- **0（拉低）**：使能环路检测（Loop Detection Enable）
|
||||
- **1（悬空 / 拉高，默认）**：禁用环路检测（Loop Detection Disable）
|
||||
复位后：状态输出 LDIND（Loop Indicator）
|
||||
复位完成后，自动切换为**输出脚**，用于：
|
||||
- 驱动**环路告警 LED**
|
||||
- 驱动**蜂鸣器**（有源 / 无源均可）
|
||||
当芯片检测到**网口环路**时：
|
||||
- LDIND 输出**周期性方波**，LED 闪烁、蜂鸣器鸣叫
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||||
- 闪烁 / 鸣叫频率可通过寄存器配置为 **400ms 或 800ms** 周期
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||||
#### 上电时序
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||||
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||||
**RTL8305NBI 正常工作需要两种电源电压类型：3.3V 和 1.0V。其中，1.0V 是通过 RTL8305NBI 内部的 LDO（低压差线性稳压器）从 3.3V 转换而来的。**
|
||||
- **Ta** 是指 3.3V 电源电压高于 2.6V (±5%) 的时刻。在 Ta 之后，3.3V 电源电压永远不会低于 2.6V (±5%)。
|
||||
- **Tb** 是指 1.0V 电源电压高于 0.71V (±10%) 的时刻。在 Tb 之后，1.0V 电源电压永远不会低于 0.71V (±10%)。
|
||||
- **Tc** 是指 3.3V 和 1.0V 电源均稳定（即电压始终处于合规操作范围内）的时刻。
|
||||
- **Td** 是引脚复位信号被解除断言（变为无效/撤销）的时刻。
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||||
- **Te** 是 RTL8305NBI 设备准备好被外部 CPU 访问的时刻。
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||||
要求如下：
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||||
- **Ta 的时长**应在 500微秒 (μsμs) 到 20毫秒 (msms) 之间。
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||||
- 对于 RTL8305NBI 芯片的 LDO（低压差线性稳压器），**Ta 的发生顺序始终早于 Tb**。原则上，Td 与 Ta/Tb/Tc 之间的时序先后关系也不是必须的。**推荐 Td 的时间大于 5ms**。
|
||||
- **从 Te 时刻到 Ta/Tb/Td 中较晚发生的那个时刻的时间间隔**，等于 EEPROM 加载时间加上 30毫秒。EEPROM 的加载时间会根据串行 EEPROM 中的自动加载数据字节数量而变化。
|
||||
- **复位 (Reset)**
|
||||
根据复位类型的不同，RTL8305NBI 的全部或部分内容会被初始化。有几种方法可以复位 RTL8305NBI：
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||||
- **通过引脚 RESET# 或上电对整片芯片进行硬件复位**
|
||||
- **通过寄存器 SoftReset 对数据包缓冲区、队列和 MIB 计数器进行软复位**
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||||
- **通过寄存器复位对每个 PHY 进行 PHY 软件复位**
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||||
**硬件复位 (Hardware Reset)：** 上电，或者将 RESET# 引脚拉低至少 1µs（微秒）。RTL8305NBI 会复位整个芯片。在所有电源准备就绪且 RESET# 引脚解除断言（de-asserted，即变为高电平/无效状态）后，它将从引脚和串行 EEPROM 获取初始值。
|
||||
**软复位 (Soft Reset)：** RTL8305NBI **不会**复位 LUT（查找表）、LED 电路和所有寄存器，也不会从串行 EEPROM 和引脚向寄存器加载数据。**数据包缓冲区、队列和 MIB 计数器将被复位**。通过 SMI（串行管理接口）更改队列号后，外部设备必须执行软复位以更新配置。
|
||||
**PHY 软件复位 (PHY Software Reset)：** 将某个 PHY 的 Reg0 的第 15 位写为 1。随后 RTL8305NBI 将复位该 PHY。
|
||||
111
raw/DTU/存储芯片.md
111
raw/DTU/存储芯片.md
@@ -1,111 +0,0 @@
|
||||
## Flash 芯片分类
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||||
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||||
| 特性 | NOR Flash | NAND Flash |
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||||
| ----------- | ---------------------------- | ------------------------------- |
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||||
| 存储单元结构 | 或非门（NOR）结构，每个单元独立寻址 | 与非门（NAND）结构，单元串联成块共享地址线 |
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||||
| 随机读取能力 | ✅ 支持**真正的随机读取**，可直接按地址访问任意字节 | ❌ 不支持随机读取，只能按 "页" 为单位批量读取 |
|
||||
| 读取速度 | 随机读极快（纳秒级），连续读中等 | 随机读极慢（微秒级），连续读很快 |
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||||
| 擦写速度 | 慢（按 "扇区" 擦除，毫秒级） | 快（按 "块" 擦除，微秒级） |
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||||
| 擦写寿命 | 短（1 万～10 万次） | 长（SLC:10 万～100 万次；MLC:3 千～1 万次） |
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||||
| 坏块问题 | 几乎无坏块，可靠性极高 | 出厂即有坏块，使用中会产生新坏块，需坏块管理 |
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||||
| ECC 纠错 | 不需要 | 必须需要（否则会出现数据错误） |
|
||||
| XIP（就地执行代码） | ✅ 支持，代码可直接在 Flash 上运行 | ❌ 不支持，必须先加载到 RAM 中运行 |
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||||
| 单位容量成本 | 高 | 低（仅为 NOR 的 1/5~1/20） |
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||||
| 典型容量 | 几 KB~512MB | 几百 MB~ 几十 TB |
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||||
## GD9FU2G8F3A
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||||
### 简介
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||||
兆易创新并行NAND Flash产品符合ONFI 1.0协议标准。该系列产品涵盖1Gb至8Gb四个容量范围，支持3V和1.8V供电，提供x8及x16 I/O接口选择，封装形式包括主流的TSOP48和BGA63。
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||||
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||||
凭借兆易创新的技术创新、成熟的设计理念、独立研发能力及严格的质量管控，并行NAND Flash系列为工业、通信及消费电子等领域提供高速、高可靠性且多样化的存储解决方案。
|
||||
[Parallel NAND Flash 官网](https://www.gigadevice.com.cn/product/flash/parallel-nand-flash)
|
||||
- 带 ECC 时 P/E 循环次数：100,000 次
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||||
- 数据保留时间：10 年
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||||
- ECC 要求：4bit/512 字节
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||||
- 硬件写保护 (WP#)、OTP 区域、唯一设备 ID (UID)
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||||
- 上电 / 掉电数据保护机制
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||||
- 读取电流 (25ns 周期)：15mA
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||||
- 编程 / 擦除典型电流：15mA
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||||
- 待机电流 (85℃)：最大 50μA
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||||
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||||
### IO 口定义
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||||
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||||
| 信号名称 | 输入 / 输出 | 功能描述 |
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||||
| -------- | ------- | ------------------------------------------ |
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||||
| R/B# | O | 就绪 / 忙输出（开漏），低电平表示操作正在进行 |
|
||||
| RE# | I | 读使能，低电平有效，控制串行数据输出 |
|
||||
| CE# | I | 片选，低电平选中芯片，高电平进入低功耗待机状态 |
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||||
| CLE | I | 命令锁存使能，高电平时在 WE# 上升沿锁存命令 |
|
||||
| ALE | I | 地址锁存使能，高电平时在 WE# 上升沿锁存地址 |
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||||
| WE# | I | 写使能，上升沿锁存数据、命令和地址 |
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||||
| WP# | I | 写保护，低电平禁止 Flash 阵列的编程和擦除操作 |
|
||||
| IO0~IO7 | I/O | 8 位双向数据端口，传输地址、命令和数据；x8/x16 模式均使用 |
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||||
| IO8~IO15 | I/O | 16 位模式下的高 8 位数据端口，仅 x16 器件使用，x8 器件对应引脚为 NC |
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||||
| VCC | I | 电源输入 |
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||||
| VSS | I | 电源地 |
|
||||
| NC | - | 无内部连接，悬空即可 |
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||||
### GD9FU2G8F2A 与 GD9FU2G8F3A 核心区别对比
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||||
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||||
|参数|GD9FU2G8F2A|GD9FU2G8F3A|
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||||
|---|---|---|
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||||
|**页面大小（X8）**|2K + 128 字节|2K + 64 字节|
|
||||
|**块大小（64 页 / 块）**|128K + 8K 字节|128K + 4K 字节|
|
||||
|**总备用容量**|128Mbit|64Mbit|
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|**设备 ID 第 4 字节**|对应 2K+128B 配置|95H（对应 2K+64B 配置）|
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|**支持封装**|TSOP48、FBGA63|TSOP48、FBGA63、FBGA48|
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若对备用区需求较小，追求**更高的有效存储密度**或需要**FBGA48 封装**，选择**GD9FU2G8F3A**
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### 价格
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淘宝价格：20
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## GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 芯片
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GD5F2GQ5UE 是兆易创新（GigaDevice）推出的**2Gb 容量 SLC SPI NAND Flash**，属于 GD5F2GQ5xExxG 系列的 3.3V 电压版本，是一款低引脚数、高性价比的非易失性存储解决方案，专为嵌入式系统设计，可替代传统 SPI NOR 和并行 NAND Flash。
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### 核心基本参数
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| 参数项 | 具体规格 |
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| ---- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 存储容量 | 2Gb（256MB）SLC NAND |
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| 工作电压 | 2.7V ~ 3.6V |
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| 页大小 | 内部 ECC 开启（默认）：2048 字节 + 64 字节<br><br>内部 ECC 关闭：2048 字节 + 128 字节 |
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| 块大小 | ECC 开启：128KB+4KB<br><br>ECC 关闭：128KB+8KB |
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| 总块数 | 2048 个块，每个块包含 64 页 |
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| 工作温度 | 工业级（I/F）：-40℃ ~ 85℃<br><br>高温工业级（J）：-40℃ ~ 105℃ |
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| 接口类型 | [标准 SPI](../../../../知识库/嵌入式/通信/SPI%20通信.md#模式一：标准%20SPI（Single%20SPI，1%20线）)、[双线 SPI](../../../../知识库/嵌入式/通信/SPI%20通信.md#模式二：Dual%20SPI（双线%20SPI，2%20线）)、[四线 SPI](../../../../知识库/嵌入式/通信/SPI%20通信.md#模式三：Quad%20SPI（四线%20SPI，4%20线）)、DTR 四 SPI |
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### 常用封装引脚
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| 引脚号 | 引脚名 | 功能 |
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| --- | ---------- | ---------------- |
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| 1 | CS# | 片选输入，低电平有效 |
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| 2 | SO/SIO1 | 串行数据输出 / 双向 I/O1 |
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| 3 | WP#/SIO2 | 写保护输入 / 双向 I/O2 |
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| 4 | VSS | 地 |
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| 5 | SI/SIO0 | 串行数据输入 / 双向 I/O0 |
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| 6 | SCLK | 串行时钟输入 |
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| 7 | HOLD#/SIO3 | 保持输入 / 双向 I/O3 |
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| 8 | VCC | 电源 |
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### 型号与封装
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命令规则
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GD5F2GQ5UE 系列提供三种封装选项，对应不同后缀：
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- **WSON8(8*6mm)**：GD5F2GQ5UEYIG（工业级）、UEYFG（工业 + 级）、UEYJG（高温工业级）
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- **TFBGA24 (5*5 球阵列)**：GD5F2GQ5UEBIG、UEBFG、UEBJG
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- **TFBGA24 (4*6 球阵列)**：GD5F2GQ5UEZIG、UEZFG、UEZJG
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> 注：工业 + 级（F）经过额外测试流程，可靠性更高；高温工业级（J）支持 - 40℃~105℃工作温度。
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@@ -1,19 +0,0 @@
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## 简介
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淘宝价格：**13.84**
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**SD2505API-G 是深圳兴威帆（Sunweifan）出品的**超高集成度工业级实时时钟芯片，**内置 32.768kHz 高精度晶振 + 可充电锂电池**，通过 I2C 接口提供计时功能，是工业采集板、电力仪表、物联网设备的**免维护时间基准首选**。
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## 主要参数
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| 项目 | 参数 | 说明 |
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| :------- | :------------------------------------------------------ | :----------------------- |
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| **供电电压** | 主电源：2.5V~5.5V<br><br>内置电池：3.0V（可充电锂锰电池） | 完美兼容 3.3V/5V 系统 |
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| **计时精度** | 典型 ±5ppm（25℃）<br><br>-40~85℃ 全温区 ±25ppm | 月误差约 ±32 秒，与 RTC8025T 相当 |
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| **接口** | I2C（最高 400kHz） | 标准 I2C，与 RTC8025T 引脚兼容 |
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| **内置资源** | 32.768kHz 高精度晶振<br><br>12mAh 可充电锂锰电池<br><br>内置充电管理电路 | 无需任何外部时钟和电池 |
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| **工作温度** | **-40℃ ~ +85℃** | 工业级宽温 |
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| **封装** | **SOP-8** | 标准贴片，与 RTC8025T 引脚完全兼容 |
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| **掉电电流** | **典型 0.15μA** | 内置电池满电可连续走时 **≥5 年** |
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| **核心功能** | 日历计时（到 2099 年）、2 组闹钟、1Hz/32.768kHz 输出、定时中断、自动闰年、电池低电压检测 | 功能全覆盖 |
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## 极限参数
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@@ -1,43 +0,0 @@
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## 简介
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## 官方硬件参考设计
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## 引脚定义
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| CH395F 引脚号 | 引脚名称 | 类型 | 引脚说明 |
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| ---------- | -------------- | ------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 2 | RXP | I/O | 10BASE-T/100BASE-TX MDI 模式下的差分输入；10BASE-T/100BASE-TX MDIX 模式下的差分输出。 |
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| 3 | RXN | I/O | 10BASE-T/100BASE-TX MDI 模式下的差分输入；10BASE-T/100BASE-TX MDIX 模式下的差分输出。 |
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| 4 | TXP | I/O | 10BASE-T/100BASE-TX MDI 模式下的差分输出；10BASE-T/100BASE-TX MDIX 模式下的差分输入。 |
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| 5 | TXN | I/O | 10BASE-T/100BASE-TX MDI 模式下的差分输出；10BASE-T/100BASE-TX MDIX 模式下的差分输入。 |
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| 6 | VCC33 | P | 3.3V 电源输入，建议 0.1uF 并联 10uF 或 4.7uF 对地电容贴近芯片放置。 |
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| 19 | VCCIO | P | I/O 接口的电源输入，建议 0.1uF 对地电容贴近芯片放置。 |
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| 9 | VDDK | P | 外接 1uF 对地电容贴近芯片放置。 |
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| 0 | GND | P | 公共接地端。 |
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| 1、7、8 | NC | - | 保留引脚，建议悬空。 |
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| 12 | XI | I | 晶体振荡器输入，需外接 25MHz 晶体一端，或外部时钟输入，内置晶振匹配电容。 |
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| 13 | XO | O | 晶体振荡器反相输出，需外接 25MHz 晶体另一端，内置晶振匹配电容。 |
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| 10 | RSTI | I, PU | 外部复位输入，低电平有效，内置上拉电阻。 |
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| 11 | TNOW | O | 发送状态输出，用于控制串口的 RS485 收发切换。 |
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| 14 | RST | O | 复位和外部复位输出，高电平有效。 |
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| 15 | INT# | O | 中断请求输出，低电平有效。 |
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| 16 | ELINK# | O | 网络连接指示 LED 输出：低电平表示以太网 PHY 已连接；高电平表示以太网 PHY 未连接。 |
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| 17 | SEL | I, PU | 在芯片内部复位期间作为接口配置输入使用，其具体配置方法详见章节 6.1。 |
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| 18 | EACT# | O | 载波感应指示 LED 输出：LED 闪烁表示有载波感应信号。 |
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| 20 | GPIO0 | I/O | 通用输入输出引脚 0，默认配置为输入模式。 |
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| 21 | A0/GPIO1 | I/O, PU | A0：并口的地址输入，区分命令口与数据口，内置上拉电阻；当 A0=1 时可以写命令，当 A0=0 时可以读写数据。GPIO1：通用输入输出引脚 1，默认配置为输入模式。 |
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||||
| 22 | RD#/GPIO2 | I/O, PU | RD#：并口的读选通输入，低电平有效，内置上拉电阻。GPIO2：通用输入输出引脚 2，默认配置为输入模式。 |
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| 23 | WR#/GPIO3/RDY# | I/O, PU | WR#：并口的写选通输入，低电平有效，内置上拉电阻。GPIO3：通用输入输出引脚 3，默认配置为输出模式。RDY#：CH395F 复位完成后，输出低电平；在并口模式下 RDY# 功能不生效。 |
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||||
| 24 | PCS#/GPIO4 | I/O, PU | PCS#：并口的片选控制信号输入，低电平有效，内置上拉电阻。GPIO4：通用输入输出引脚 4，默认配置为输入模式。 |
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||||
| 25 | D0/GPIO5 | I/O, PU | D0：并口的 8 位双向数据总线中的第 0 位，内置上拉电阻。GPIO5：通用输入输出引脚 5，默认配置为输入模式。 |
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||||
| 26 | D1/GPIO6 | I/O, PU | D1：并口的 8 位双向数据总线中的第 1 位，内置上拉电阻。GPIO6：通用输入输出引脚 6，默认配置为输入模式。 |
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||||
| 27 | RXD/D2/GPIO7 | I/O, PU | RXD：异步串口的串行数据输入，内置上拉电阻；D2：并口的 8 位双向数据总线中的第 2 位，内置上拉电阻。GPIO7：通用输入输出引脚 7，默认配置为输入模式。 |
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||||
| 28 | TXD/D3 | I/O, PU | 在芯片内部复位期间作为接口配置输入，内置上拉电阻，配置方法详见 6.1 章节；在芯片复位完成后作为接口引脚使用。TXD：异步串口的串行数据输出。D3：并口的 8 位双向数据总线中的第 3 位，内置上拉电阻。 |
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||||
| 29 | SCS/D4 | I/O, PU | SCS：SPI 接口的片选输入 SCS，低电平有效，内置上拉电阻。D4：并口的 8 位双向数据总线中的第 4 位，内置上拉电阻。 |
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||||
| 30 | SCK/CTS/D5 | I/O, PU | SCK：SPI 接口的串行时钟输入 SCK，内置上拉电阻。CTS：清除发送输入，内置上拉电阻。若是高电平，串口在当前数据传输结束时阻断下一次的数据发送，可以连接对端 RTS 实现硬件流控（串口流控功能默认关闭，可通过 CMD_SET_FUN_PARA 命令开启）。D5：并口的 8 位双向数据总线中的第 5 位，内置上拉电阻。 |
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||||
| 31 | SDI/D6 | I/O, PU | SDI：SPI 接口的串行数据输入 SDI，内置上拉电阻。D6：并口的 8 位双向数据总线中的第 6 位，内置上拉电阻。 |
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||||
| 32 | SDO/RTS/D7 | I/O, PU | SDO：作为 SPI 接口的串行数据输出。RTS：发送请求输出，若是低电平，表明串口准备好接收数据，可以连接对端 CTS 实现硬件流控（串口流控功能默认关闭，可通过 CMD_SET_FUN_PARA 命令开启）。D7：并口的 8 位双向数据总线中的第 7 位，内置上拉电阻。 |
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#### VCCIO
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CH395 所有**通用 I/O 引脚、通信接口引脚**的输入输出电平标准，**完全由 VCCIO 引脚的供电电压决定**，与芯片内核电源 VCC33（必须 3.3V）完全独立。
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## 复位设计
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CH395 芯片**内置了电源上电复位电路**，也可通过 RSTI 引脚拉低控制复位。RSTI 引脚用于从外部输入异步复位信号；当 RSTI 引脚为低电平时，CH395 芯片被复位；当 RSTI 引脚恢复为高电平后，CH395 将进入初始化阶段约 15ms，在这段时间内主机禁止操作 CH395。
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||||
144
raw/DTU/硬件设计.md
144
raw/DTU/硬件设计.md
@@ -1,144 +0,0 @@
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## 总结架构设计
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## 1. 时钟功能设计
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### 需求分析
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根据 [3.5 时间同步功能（FUN-004）](站所终端项目需求.md#3.5%20时间同步功能（FUN-004）)
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* `FUN-004-03`: **正常供电守时：** 无外部授时信号时，依靠内部高精度时钟源（如温补晶振 TCXO）实现守时，24h 守时误差≤1s。
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||||
* `FUN-004-03`:**电源中断守时：** 主电源失电切换至后备电源（蓄电池 / 超级电容）期间，守时功能不中断；后备电源耗尽后，时钟芯片应保留时间信息至少 72h（可选：配置纽扣电池实现永久时钟保持）。
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||||
### 时钟模块选择 SD2506API-G
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||||
详见：[[硬件设计/元器件/时钟芯片_SD2506API-G.md]]
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## 2. 网络功能设计
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[经过比较功能的稳定性与设计的便利性](网络方案设计.md)，准备采用硬件 TCP/IP 协议栈的方案：
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* STM32F407ZET6 22.5
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* CH395F 8.5
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* RTL8305NBI-CG 7
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* 带网络变压器的 RJ45 网口 HY911105AE 淘宝 8.5
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## 3. 存储功能设计
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根据 [3.6 存储功能（FUN-006）](站所终端项目需求.md#3.6%20存储功能（FUN-005）)，计划选取 [GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 芯片](元器件/存储芯片.md#GD5F2GQ5UE%20SPI%20NAND%20Flash%20芯片)作为DTU项目的存储芯片。计算首先使用简单的 [标准 SPI](../../../../知识库/嵌入式/通信/SPI%20通信.md#模式一：标准%20SPI（Single%20SPI，1%20线）)通信方式与主控芯片连接。
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| 需求指标 | DTU 要求 | GD5F2GQ5UE 参数 | 满足度 |
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||||
| ------ | ------------ | ----------------------- | ------ |
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||||
| 接口类型 | SPI/QSPI | 支持标准 SPI、双 SPI、四路 SPI | ✅ 完全满足 |
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||||
| 最高时钟频率 | ≥50MHz | 104MHz | ✅ 超额满足 |
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||||
| 数据传输速率 | ≥100Mbits/s | Quad I/O 模式下 416Mbits/s | ✅ 超额满足 |
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||||
| 页写入时间 | ≤500μs | 典型 300μs | ✅ 完全满足 |
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||||
| 块擦除时间 | ≤5ms | 典型 3ms | ✅ 完全满足 |
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||||
| 存储空间 | ≥256MB（标准款） | 2Gb | ✅ 完全满足 |
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||||
| 擦写寿命 | ≥10 万次 | 10 万次 (SLC 架构) | ✅ 完全满足 |
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||||
| 工作温度范围 | 户外：-40℃~+70℃ | 工业级：-40℃~+85℃ | ✅ 完全满足 |
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## 4. 模拟量采样设计
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||||
为了满足`FUN-001-01:交流工频模拟量采集`
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||||
### 需求分析
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1. `FUN-001-01:交流工频模拟量采集`采样频率适配工频 50Hz，工频采样范围 45Hz~55Hz，频率测量误差≤0.02Hz
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||||
2. `FUN-001-01:交流工频模拟量采集`测量精度：1.2 倍标称值范围内，电压/电流引用误差≤0.5%，有功 / 无功功率、功率因数引用误差≤1%
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||||
3. 支持谐波分析、功率方向判断
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||||
4. 满足分合闸回路录波、绝缘异常录波等扩展功能
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||||
5. 准确还原短路、接地、断线等故障的暂态波形细节
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6. 故障录波、故障处理、事件顺序记录 (SOE) 分辨率≤2ms
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||||
电力系统标准工频$f₀=50\text{Hz}$，采样率与每周期采样点数的关系为：
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||||
**N（每周期点数）= 采样率(SPS) ÷ 工频(Hz)**
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||||
建议采样率为：6400SPS = 128点/周波，这是兼顾精度、算力和成本的最优平衡点。
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||||
#### 1. 频率误差需求
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||||
测量相邻两个**基波过零点**的时间间隔T，频率f=1/T。误差来源于**ADC离散采样的量化误差**——真实过零点必然落在两个采样点之间，最大时间误差为**半个采样周期**。
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||||
- 采样周期：$T_s = \frac{1}{f_s} = \frac{1}{6400} \approx 156.25\ \mu s$
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||||
- 半周期（相邻过零点间隔）：$T_{1/2} = \frac{1}{2f_0} = 10\ ms$
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||||
- 半周期最大量化误差：$\Delta T_{max} = \frac{T_s}{2} \approx 78.125\ \mu s$
|
||||
- 频率绝对误差：$\Delta f = f_0 \times \frac{\Delta T_{max}}{T_{1/2}} = 50 \times \frac{78.125\ \mu s}{10\ ms} \approx 0.0039\ Hz$
|
||||
不同采样率的过零检测误差对比：
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||||
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||||
| 采样率 (SPS) | 每周期点数 | 采样周期 (μs) | 最大频率误差 (Hz) | 是否满足≤0.02Hz |
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||||
| --------- | ----- | --------- | ----------- | ----------- |
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||||
| 6400 | 128 | 156.25 | 0.0039 | ✅ 余量充足 |
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||||
| 3200 | 64 | 312.5 | 0.0078 | ✅ 余量一般 |
|
||||
| 1600 | 32 | 625 | 0.0156 | ✅ 余量极小 |
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||||
| 800 | 16 | 1250 | 0.0312 | ❌ 不满足 |
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||||
实际工况的误差叠加
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||||
* 电网谐波（3/5/7 次谐波占比可达 10%）
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||||
* 电磁干扰（电快速瞬变、浪涌等）
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||||
* ADC 非线性、温漂、噪声
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||||
* 频率波动（45Hz~55Hz）
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||||
这些因素会使实际误差放大**3~5 倍**：
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||||
- 1600SPS实际误差≈0.0156×4≈0.0624Hz，**超过0.02Hz要求**
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||||
- 6400SPS实际误差≈0.0039×4≈0.0156Hz，**仍满足要求**
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||||
#### 2. 测量精度误差需求
|
||||
**功率因数引用误差≤1%分析：**
|
||||
相位检测精度直接决定**功率测量精度**和**功率方向判断正确性**。
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||||
相位误差与功率误差的关系：$P = UI\cos\phi$
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||||
对相位求导得相对误差：
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||||
$$
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||||
\left| \frac{\Delta P}{P} \right| = |\tan\phi| \times \Delta\phi \quad (\Delta\phi单位：弧度)
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||||
$$
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||||
最恶劣工况：功率因数 $\cos\phi=0.5$（感性/容性负载），此时$\tan\phi=\sqrt{3}\approx1.732$。代入得允许的最大相位误差1%：
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||||
$$
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||||
\Delta\phi_{max} \leq \frac{0.01}{1.732} \approx 0.00577\ 弧度 \approx 0.331^\circ
|
||||
$$
|
||||
终端采用**同步采样 + 基波 DFT**计算相位，量化噪声导致的基波相位误差标准差为：
|
||||
$$
|
||||
\sigma_\phi = \frac{1}{\sqrt{12} \times N} \quad (弧度)
|
||||
$$
|
||||
其中N为每周期采样点数，量化噪声均匀分布，方差为 $q^2/12$
|
||||
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||||
| 采样率 (SPS) | 每周期点数 N | 相位误差标准差 (弧度) | 相位误差标准差 (度) | 是否满足≤0.331° |
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||||
| --------- | ------- | ------------ | ----------- | ----------- |
|
||||
| 6400 | 128 | 0.00226 | 0.129 | ✅ 余量充足 |
|
||||
| 3200 | 64 | 0.00451 | 0.258 | ✅ 余量不足 |
|
||||
| 1600 | 32 | 0.00902 | 0.517 | ❌ 不满足 |
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||||
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||||
**电压/电流引用误差 ≤0.5% 分析**
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||||
每周波 N 点同步采样，理想条件下：
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||||
* 电压 / 电流 RMS 误差 ∝ **1/N²**
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||||
* 功率误差 ∝ **1/N**
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||||
6400 SPS = **128 点 / 周波**，误差远远的小于0.5%。
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### 芯片选型
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||||
根据前面的分析 TPAFE5160 芯片满足上述需求。
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## 主控芯片连接方案设计 STM32F407ZGT6
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### ADC 引脚使用
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| ADC 通道号 | ADC1 | ADC2 | ADC3 | 对应 IO 口 | 连接节点 |
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| ------- | ---- | ---- | ---- | ------- | ----- |
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| 0 | ✅ | ✅ | ✅ | PA0 | ADIN1 |
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| 1 | ✅ | ✅ | ✅ | PA1 | ADIN2 |
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| 2 | ✅ | ✅ | ✅ | PA2 | ADIN3 |
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||||
| 3 | ✅ | ✅ | ✅ | PA3 | ADIN4 |
|
||||
| 4 | ✅ | ✅ | ❌ | PA4 | ADIN5 |
|
||||
| 5 | ✅ | ✅ | ❌ | PA5 | ADIN6 |
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||||
| 6 | ✅ | ✅ | ❌ | PA6 | ADIN7 |
|
||||
| 7 | ✅ | ✅ | ❌ | PA7 | ADIN8 |
|
||||
| 8 | ✅ | ✅ | ❌ | PB0 | |
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||||
| 9 | ✅ | ✅ | ❌ | PB1 | |
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||||
### UART 引脚使用
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| UART编号 | STM32 UART | TX | RX |
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| -------- | ---------- | ---- | ---- |
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| ST_UART0 | USART1 | PA9 | PA10 |
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| ST_UART1 | USART2 | PD5 | PD6 |
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| ST_UART2 | USART3 | PB10 | PB11 |
|
||||
| ST_UART3 | USART4 | PC10 | PC11 |
|
||||
| ST_UART4 | USART5 | PC12 | PD2 |
|
||||
### SPI 引脚使用
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||||
| UART编号 | STM32 UART | SCK | MISO | MOSI |
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||||
| ------ | ---------- | ---- | ---- | ---- |
|
||||
| GD | SPI1 | PB3 | PB4 | PB5 |
|
||||
| CH395F | SPI2 | PB13 | PB14 | PB15 |
|
||||
| | | | | |
|
||||
|
||||
### IIC 引脚使用
|
||||
|
||||
| IIC 编号 | STM32 I2C | SCK | MISO | MOSI |
|
||||
| ------ | --------- | --- | ---- | ---- |
|
||||
| SD | SPI1 | PB3 | PB4 | PB5 |
|
||||
| | | | | |
|
||||
| | | | | |
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| | | | | |
|
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||||
## 启动模式设置（Flash 启动）
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BOOT0 和 (PB2/BOOT1) 用于设置 STM32 的启动方式，本项目选用Flash 启动 J-Link 下载程序，因此 BOOT0 直接接地就好了。
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| 138 BOOT0 | 48 BOOT1 | 启动模式 | 说明 |
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| --------- | -------- | -------- | -------------- |
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| 0 | X | Flash 启动 | 程序正常从 flash 运行 |
|
||||
| 1 | 0 | 系统存储器 | 用于串口下载代码 |
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||||
| 1 | 1 | SRAM 启动 | 用于在SRAM中调试代码 |
|
||||
@@ -1,728 +0,0 @@
|
||||
|
||||
**文档版本**：V0.0.0
|
||||
**项目名称**：站所终端
|
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**保密等级**：内部公开
|
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**编制单位**：阜阳师范大学
|
||||
**编制人**：王建锋
|
||||
**审核人**：王建锋
|
||||
**批准人**：王建锋
|
||||
**发布日期**：
|
||||
**生效日期**：
|
||||
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||||
---
|
||||
## 版本修订历史
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||||
| 版本号 | 修订日期 | 修订内容摘要 | 修订人 | 审核人 | 批准人 | 备注 |
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||||
| ------ | ---------- | ------ | --- | --- | --- | ---- |
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||||
| V0.0.0 | 2026.06.01 | 初始版本发布 | | | | 正式生效 |
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| | | | | | | |
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| | | | | | | |
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## 目录
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1. 引言
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2. 总体描述
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3. 功能性需求
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4. 非功能性需求
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5. 接口需求
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6. 数据需求
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7. 验收测试标准
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8. 项目约束与交付要求
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9. 知识产权与合规声明
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10. 附录
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## 1 引言
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### 1.1 文档目的
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本文档为站所终端的嵌入式系统需求规格说明书，完整定义该产品的**功能需求、非功能需求、接口规范、验收标准**，是项目设计开发、测试验证、交付验收、运维升级的唯一核心依据。
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||||
本文档预期覆盖产品全生命周期，所有变更需遵循正式的变更管控流程。
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||||
### 1.2 项目范围
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||||
#### 1.2.1 包含范围
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||||
本项目旨在研发一款面向国家电网配电网场景，符合[GB/T 35732-2025](https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/index)等国家标准及企业规范，具备高可靠性、模块化可扩展的配电终端单元，实现：
|
||||
* **核心功能1：** 配电网运行数据采集、处理、存储与远传，支持遥信、遥测等基础功能及故障检测、录波与处理功能；
|
||||
* **核心功能2：** 满足信息安全防护要求，采用硬件国密芯片实现双向身份认证、数据加解密等功能，支持DL/T 634.5101/5104等标准通信规约；
|
||||
* **核心功能3：** 具备自诊断、自恢复及远程运维能力，适配复杂电网运行环境，可实现就地与远方控制切换。
|
||||
应用于 **国家电网所辖配电网开关站、环网柜、箱式变电站、电缆分支箱等全工况场景**，支撑配电自动化系统稳定运行。
|
||||
#### 1.2.2 不包含范围
|
||||
1. 上位机平台软件的开发与维护
|
||||
2. 产品现场安装的土建、布线工程
|
||||
3. 超出本协议约定的定制化功能开发
|
||||
4. 全套EMC、环境适应性（高低温/湿热/振动/盐雾）及绝缘耐压等型式试验（ **需委外**）。
|
||||
### 1.3 预期读者
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||||
| 读者角色 | 阅读范围与用途 |
|
||||
| -------- | ------------------- |
|
||||
| 项目经理 | 全文，用于项目管控、里程碑验收 |
|
||||
| 硬件工程师 | 第2、4、5、7章，用于硬件原理图设计 |
|
||||
| 嵌入式软件工程师 | 第3、4、5、6、7章，用于软件开发 |
|
||||
| 测试工程师 | 第3、4、7章，用于测试用例编写与执行 |
|
||||
| 产品经理 | 全文，用于需求管控与客户对接 |
|
||||
| 认证机构 | 第4、7、9章，用于产品合规认证 |
|
||||
| 客户方对接人 | 全文，用于需求确认与交付验收 |
|
||||
### 1.4 参考文档
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||||
- GB/T 9385-2008《计算机软件需求规格说明规范》
|
||||
- [GB/T 35732-2025《配电自动化终端技术规范》](相关标准/配电自动化终端技术规范.md)
|
||||
- GB/T 36572-2018《电力监控系统网络安全防护导则》
|
||||
- GB/T 14285-2023《继电保护和安全自动装置技术规程》
|
||||
- GB/T 14598.24-2017《量度继电器和保护装置 第24部分：电力系统暂态数据交换通用格式》
|
||||
- DL/T 634.5101-2002《远动设备及系统 第5-101部分：传输规约》
|
||||
- DL/T 634.5104-2009《远动设备及系统 第5-104部分：传输规约》
|
||||
- GB/T 17215.321-2021《电测量设备（交流）特殊要求 第21部分：静止式有功电能表（A级、B级、C级、D级和E级）》
|
||||
- GB/T 36276《电力储能用锂离子电池》
|
||||
### 1.5 术语与缩写定义
|
||||
|
||||
| 术语/缩写 | 全称与定义 |
|
||||
| ----- | -------------------------------------------- |
|
||||
| SRS | 需求规格说明书（Software Requirements Specification） |
|
||||
| RTOS | 实时操作系统（Real Time Operating System） |
|
||||
| MCU | 微控制单元（Microcontroller Unit），即主控芯片 |
|
||||
| MTBF | 平均无故障时间（Mean Time Between Failures） |
|
||||
| EMC | 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility） |
|
||||
| OTA | 空中下载技术（Over-the-Air Technology），即远程固件升级 |
|
||||
| ADC | 模数转换器（Analog-to-Digital Converter） |
|
||||
| DTU | 站所终端 （Distribution Terminal Unit） |
|
||||
| SOE | 事件顺序记录(Sequence Of Events) |
|
||||
| FA | 馈线自动化(Feeder Automation) |
|
||||
### 1.6 需求优先级定义
|
||||
|
||||
| 优先级 | 定义 |
|
||||
| --- | ----------------------------------------- |
|
||||
| P0 | 核心必选需求，产品交付的必要条件，无此功能产品无法正常使用，必须在V0.0版本实现 |
|
||||
| P1 | 重要需求，提升产品核心竞争力，必须在V0.1版本实现 |
|
||||
| P2 | 优化需求，不影响产品核心功能，可在后续迭代版本实现 |
|
||||
| P3 | 可选需求，仅作为产品增值项，可根据项目进度与成本情况裁剪 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
## 2 总体描述
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||||
### 2.1 产品愿景与核心目标
|
||||
#### 2.1.1 产品愿景
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||||
本产品旨在解决配电网站所侧数据采集不全面、故障处理响应慢、多通信方式适配难、电源供电稳定性不足的痛点，打造一款高可靠、强适配、智运维、高安全的站所配电自动化终端，成为中压配电网站所侧监测与控制的核心智能硬件产品。
|
||||
#### 2.1.2 核心目标
|
||||
1. 功能目标：实现遥信、遥控、遥测、故障检测与保护，满足配电网业务需求。
|
||||
2. 性能目标：达到电压/电流引用误差≤0.5%，频率测量误差≤0.02Hz。
|
||||
3. 商业目标：量产 BOM 成本≤1500元、上市时间≤12个月
|
||||
4. 合规目标：严格符合 [GB/T 35732-2025](相关标准/配电自动化终端技术规范.md) 标准，通过国密信息安全认证，EMC、环境等委外试验合格。
|
||||
### 2.2 产品整体功能框架
|
||||
硬件层：
|
||||
```mermaid
|
||||
block-beta
|
||||
columns 1
|
||||
a["硬件层"]
|
||||
block:zucheng
|
||||
b1["主控单元
|
||||
(STM32F407)"]
|
||||
b2["采集单元
|
||||
(TPAFE5160 +信号调理)"]
|
||||
b3["通信单元
|
||||
(CH395H+PHY, 4G模块, RS485)"]
|
||||
b4["电源管理单元
|
||||
(隔离DC-DC, 锂电池BMS)"]
|
||||
b5["人机交互单元
|
||||
(LED, 按键, LCD)"]
|
||||
b6["存储单元
|
||||
(SPI Flash, FRAM)"]
|
||||
end
|
||||
```
|
||||
软件层：
|
||||
```mermaid
|
||||
block-beta
|
||||
columns 1
|
||||
a["软件层"]
|
||||
block:zucheng
|
||||
b1["数据采集模块"]
|
||||
b2["数据处理模块"]
|
||||
b3["通信协议模块(101/104)"]
|
||||
b4["人机交互模块"]
|
||||
b5["固件升级模块"]
|
||||
b6["故障诊断与保护模块"]
|
||||
end
|
||||
```
|
||||
### 2.3 运行环境
|
||||
#### 2.3.1 硬件运行环境
|
||||
1. 核心硬件平台
|
||||
- **主控芯片**：STM32F407VGT6，Cortex-M4内核，主频168MHz（工业级，-40℃~85℃）。
|
||||
- **内存**：SRAM 192KB，外部 SDRAM ≥ 8MB（可选，预留接口）。
|
||||
- **存储**：片内 Flash 1MB，外部 SPI Flash 2GB（存储历史数据、日志、固件）。
|
||||
- **外挂ADC**：TPAFE5160（16位，SPI接口，用于高精度交流采样）。
|
||||
- **核心外设**：8路16位ADC、4路RS485接口、2路以太网（10/100M）
|
||||
2. 供电要求
|
||||
- 供电电压：DC 24V（标称，容差-20%~+15%）。
|
||||
- 额定功率：整机功耗 ≤60VA`集中式结构-配电自动化终端技术规范GBT+35732-2025标准8.4.1.2`。
|
||||
- 保护功能：反接保护、过压保护、过流保护、防浪涌/脉冲群。
|
||||
#### 2.3.2 软件运行环境
|
||||
1. 操作系统：RTthread
|
||||
2. 开发环境：Keil MDK 5
|
||||
3. 驱动与中间件：HAL库、CH395H驱动库、FatFS文件系统、国密算法库。
|
||||
#### 2.3.3 现场工况环境
|
||||
1. 气候环境`基于GB/T 35732-2025表1 C2级`
|
||||
- 工作温度范围：-40℃ ~ +70℃
|
||||
- 存储温度范围：-40℃ ~ +70℃
|
||||
- 工作相对湿度：10% ~ 98%
|
||||
- 工作海拔高度：1000m~3000m
|
||||
2. 机械环境`基于GB/T 35732-202 标准8.7`
|
||||
- 抗振动等级：【如：GB/T 2423.10，10-500Hz，2g加速度】
|
||||
- 抗冲击等级：【如：GB/T 2423.5，半正弦波，15g，11ms】
|
||||
3. 防护等级`基于GB/T 35732-202 标准6.5.2`
|
||||
- 外壳防护等级：IP30 室内型
|
||||
4. 电磁环境`基于GB/T 35732-202 标准8.6 表7`
|
||||
- **静电放电抗扰度**：接触放电±8kV，空气放电±15kV。
|
||||
- **电快速瞬变脉冲群抗扰度**：电源口4kV，信号口2kV。
|
||||
- **浪涌抗扰度**：线对地4kV，线对线2kV。
|
||||
- **射频辐射电磁场抗扰度**：10V/m (80-1000MHz)，30V/m (1.4-2GHz)。
|
||||
### 2.4 用户特征
|
||||
1. **终端用户**：配电运维人员，负责日常监控、故障处理和报表查看。
|
||||
2. **配置用户**：主站系统管理员，负责参数整定、定值修改、策略配置。
|
||||
3. **运维用户**：现场维护工程师，负责设备安装、调试、更换、本地诊断。
|
||||
4. **权限划分**：三级权限。一级（只读）、二级（可修改运行参数）、三级（可配置所有参数及升级固件）。
|
||||
### 2.5 通用约束
|
||||
1. **成本约束**：量产 BOM 成本上限为 1500 元/台（不含机箱、线缆），核心器件选型不得超出成本预算。
|
||||
2. **周期约束**：项目总开发周期 12 个月，V0.0 版本量产交付时间为 2026 年 12 月 1 日
|
||||
3. **供应链约束**：核心器件必须为工业级（-40℃~85℃）。主控、ADC、协议栈芯片、4G模块、安全芯片优先选用国产器件，国产化率≥80%。
|
||||
4. **合规约束**：产品必须通过 GB/T 35732-2025 标准要求的各项试验。对于 **不具备自测能力的项目（EMC、环境、绝缘等）**，必须委外完成，并取得合格报告。
|
||||
5. **国产化约束**：主控芯片（ST）、ADC（TPAFE5160）、协议栈芯片（CH395F）、4G模块（移远EC20）、安全芯片（LKT系列）均为国产或成熟工业级芯片，满足国产化率要求。
|
||||
### 2.6 假设与依赖
|
||||
1. **项目假设**：核心器件供货周期稳定，无重大缺货风险；客户需求无重大变更；委外实验室排期正常。
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||||
2. **项目依赖**：国密安全芯片的驱动及协议栈适配开发正常；第三方实验室可按时完成委外测试。
|
||||
---
|
||||
## 3 功能性需求
|
||||
### 3.1 总体功能描述
|
||||
本产品为站所终端(DTU)，依据 **GB/T 35732—2025** 要求设计，核心实现 **数据采集、控制执行、通信协议、电源管理、故障诊断与保护**五大核心基础功能，配套 **人机交互、数据存储与管理**等辅助功能。功能清单如下：
|
||||
|
||||
| 功能模块编号 | 功能模块名称 | 优先级 | 实现版本 | 功能依据GB/T 35732—2025核心要求 |
|
||||
| :------ | :-------- | :-- | :--- | :---------------------- |
|
||||
| FUN-001 | 数据采集功能 | P0 | V1.0 | 6.2.1测量控制功能 |
|
||||
| FUN-002 | 控制执行功能 | P0 | V1.0 | 6.2.1, 6.2.2故障处理 |
|
||||
| FUN-003 | 通信协议功能 | P0 | V1.0 | 6.2.3通信功能, 6.1.5对时 |
|
||||
| FUN-004 | 时间同步功能 | P0 | V1.0 | 6.1.5对时、定位、守时; 8.3通信和对时 |
|
||||
| FUN-005 | 数据存储功能 | P0 | V1.0 | 6.2.1.d, 6.2.2.l |
|
||||
| FUN-006 | 电源管理功能 | P0 | V1.0 | 6.2.4电源管理, 6.2.5后备电源 |
|
||||
| FUN-007 | 故障诊断与保护功能 | P0 | V1.0 | 6.2.2故障处理功能, 6.1.1自诊断 |
|
||||
| FUN-008 | 信息安全功能 | P0 | V1.0 | 5.6总体要求 |
|
||||
| FUN-009 | 人机交互与运维功能 | P1 | V1.0 | 6.1.3, 6.4运维功能 |
|
||||
| FUN-010 | 固件升级功能 | P1 | V1.0 | 6.4.1运维功能 |
|
||||
### 3.2 数据采集功能（FUN-001）
|
||||
#### 3.2.1 功能概述
|
||||
依据 GB/T 35732—2025 配电自动化终端技术规范 6.2.1 测量控制功能要求，实现配电网站所侧交流电气量、直流模拟量、开关状态量的精准采集、滤波、校准与预处理，支持模拟量越限告警、状态量变位优先传送及防误报，分布式电源 / 储能公共连接点可实现双侧电压 / 频率、功率方向采集，为终端控制执行、故障诊断、数据远传提供准确、带时标的基础数据，同时满足电能量采集、电能质量监测的基础数据需求
|
||||
**优先级：P0，实现版本：V0.0**
|
||||
#### 3.2.2 子功能需求
|
||||
| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
|
||||
| ---------- | ---------- | --- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
|
||||
| FUN-001-01 | 交流工频模拟量采集 | P0 | 1. 支持三相电压、三相电流、频率等交流工频电气量采集，采用交流采样方式，电流回路功率消耗≤0.75VA，电压回路功率消耗≤0.5VA<br>2. 采样频率适配工频 50Hz，工频采样范围 45Hz~55Hz，频率测量误差≤0.02Hz<br>3. 测量精度：<br>3.1 测量精度：1.2 倍标称值范围内，电压/电流引用误差≤0.5%<br>3.2.测量精度：有功 / 无功功率引用误差≤1%<br>3.3 测量精度：功率因数引用误差≤1%<br>4. 支持连续过量输入（标称值 120%，24h）、短时过量输入（电流 20 倍标称值 / 5次 / 1s，电压 2 倍标称值 / 10 次 / 1s），过量输入后测量精度仍满足要求<br>5. 分布式电源 / 储能公共连接点适配双侧电压 / 频率、功率方向采集，支持电能质量监测基础数据采集 |
|
||||
| FUN-001-02 | 直流模拟量采集 | P0 | 1. 支持直流电压模拟量采集，输入范围 0V~60V，引用误差≤0.5%<br>2. 采集通道支持独立零点校准与量程配置，适配站所侧直流电源、后备电源状态监测需求<br>3. 采样数据带毫秒级时间戳，与交流量采集时间同步 |
|
||||
| FUN-001-03 | 开关状态量采集 | P0 | 1. 支持多路无源空触点开关量采集，遥信电源由终端提供（DC24V），输入回路实现电气隔离及滤波回路<br>2. 支持开关量防抖功能，防抖时间 10ms~60000ms 可配置，满足状态量变位防误报要求<br>3. 支持状态量变位优先传送，变位事件触发主动上送，事件顺序记录（SOE）分辨率≤2ms<br>4. 采集状态包含开关分合闸位置、设备运行状态、告警状态等站所侧关键状态量<br> |
|
||||
| FUN-001-04 | 电能量采集 | P0 | 1. 支持有功、无功电能量采集，有功电能量采集符合 GB/T17215.321—2021 C 级要求，无功电能量采集符合 GB/T17215.323—2022 2 级要求<br>2. 支持电能量数据冻结、历史数据累计，数据带时标且可远程调阅<br>3. 采集数据与主站通信协议适配，支持电能量数据主动上报与召测 |
|
||||
| FUN-001-05 | 数字滤波与数据预处理 | P1 | 1. 支持滑动平均滤波、限幅滤波算法，交流量、直流量采集通道可独立配置滤波策略<br>2. 对采集数据进行工程值转换、合法性校验，支持模拟量越限阈值配置，越限后触发本地及远传告警<br>3. 滤波及预处理参数可通过本地运维接口、主站远程配置，无需重启设备 |
|
||||
#### 3.2.3 输入要求
|
||||
1. 输入信号类型：4-20mA电流信号、干接点DI信号
|
||||
2. 输入信号范围：电流信号0~24mA，DI信号电平0~30V DC
|
||||
3. 配置参数输入：通道量程、采样频率、滤波参数、校准参数
|
||||
#### 3.2.4 输出要求
|
||||
1. 采集数据输出：带时间戳的原始采样值、工程转换值、通道状态标识
|
||||
2. 状态输出：通道故障状态、超量程告警、信号丢失告警
|
||||
3. 数据格式：32位浮点型工程值，16位整型原始值
|
||||
#### 3.2.5 处理流程
|
||||
1. 系统初始化后，按配置的采样频率启动ADC采集
|
||||
2. 对原始采样数据进行数字滤波处理
|
||||
3. 执行零点与量程校准，转换为工程值
|
||||
4. 对数据进行合法性校验，判断是否超量程、信号异常
|
||||
5. 将处理后的数据存入数据缓冲区，供其他模块调用
|
||||
6. 异常状态触发告警，上报至故障诊断模块
|
||||
#### 3.2.6 异常处理
|
||||
1. 采集通道超量程：立即触发告警，保持上一周期有效数据，记录故障日志
|
||||
2. 信号断线/丢失：3个采样周期内未检测到有效信号，触发断线告警，记录故障日志
|
||||
3. ADC采集故障：启动自检，若硬件故障，触发系统告警，进入安全状态
|
||||
#### 3.2.7 硬件关联要求
|
||||
1. 关联硬件：ADC采集电路、信号调理电路、隔离电路、DI输入电路
|
||||
2. 硬件要求：所有采集通道必须实现光电隔离，隔离电压≥2500Vrms
|
||||
3. 驱动交互：通过ADC驱动接口获取原始采样数据，通过GPIO驱动获取DI状态
|
||||
#### 3.2.8 遥测量
|
||||
* 交流通道
|
||||
* A/B/C相测量电流
|
||||
* A/B/C相测量电压
|
||||
* AB相电压
|
||||
* AB相电压
|
||||
* CA相电压
|
||||
* 零序电流
|
||||
* 零序电压
|
||||
* 遥测量直流通道
|
||||
### 3.3 控制执行功能（FUN-002）
|
||||
#### 3.3.1 功能概述
|
||||
接收并执行主站或本地发出的遥控命令，并支持本地手动操作（远方/就地切换），实现开关的分合闸控制，同时具备故障隔离与恢复功能
|
||||
#### 3.3.2 子功能需求
|
||||
| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
|
||||
| :--------- | :------ | :-- | :--------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
|
||||
| FUN-002-01 | 遥控输出 | P0 | 1. 支持多路继电器输出，触点容量满足标准8.1.5要求[1]：连续电流≥5A，短时(200ms)≥30A，最大断开容量(L/R=40ms)≥30W。<br>2. 保护与控制分开输出[1]（标准6.2.1.c）。 |
|
||||
| FUN-002-02 | 远方/就地切换 | P0 | 1. 具备远方/就地操作切换功能，切换不应影响保护分合闸出口功能[1]（标准7.3.2.a）。<br>2. 终端异常时（如自检失败），不应影响手动分合闸功能[1]（标准6.2.1.c）。 |
|
||||
| FUN-002-03 | 防跳跃与自保持 | P0 | 1. 配套断路器采用弹簧电动操作机构时，应具备防跳跃功能[1]（标准7.3.2.b）。<br>2. 应具备合闸、跳闸的自保持功能[1]（标准7.3.2.c）。 |
|
||||
| FUN-002-04 | 故障隔离与恢复 | P0 | 1. 与主站或相邻终端配合，实现集中型/就地型/分布式FA逻辑[1]（标准6.2.2.b）。<br>2. 支持重合闸与合闸后加速保护[1]（标准6.2.2.g）。 |
|
||||
#### 3.3.3 输入要求
|
||||
- 遥控指令：来自主站的101/104协议的遥控选择/执行命令，或本地面板的操作按钮。
|
||||
- 逻辑参数：FA策略、保护定值、防抖时间等
|
||||
#### 3.3.4 输出要求
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- 继电器状态输出：分/合闸继电器的驱动信号。
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||||
- 返校信号：对主站遥控命令的成功/失败/超时应答。
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- 状态指示：对应的遥控输出指示灯
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#### 3.3.5 处理流程
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- 接收遥控命令（选择-执行两步法或直接执行）。
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- 校验命令合法性（CRC、源地址、对象、权限）。
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- 执行返校（如果在选择阶段）。
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- 启动硬件看门狗，执行继电器动作。
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- 监控动作反馈（辅助触点），判断是否成功。
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- 生成SOE事件，并通过状态指示和SOE上送。
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#### 3.3.6 异常处理
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- **控制失效**：在规定时间内（如100ms）未收到反馈信号，判定为控制失败，闭锁该路输出，上送告警。
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- **通信中断**：停止执行远方遥控，进入安全状态，等待通信恢复。
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||||
- **电源异常**：检测到电源跌落或中断，强制保持所有遥控输出，进入安全状态。
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#### 3.3.7 硬件关联要求
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- 关联硬件：外部继电器、光耦隔离驱动电路、操作把手/切换开关。
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- 硬件要求：继电器需满足标准8.1.5要求，驱动电路需具备电气隔离。
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### 3.4 通信协议功能（FUN-003）
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#### 3.4.1 功能概述
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实现DTU与配电自动化主站、本地设备（FA控制器、其他终端）的通信交互，支持多种通信方式与协议，实现数据上报、指令下发、参数配置等功能
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#### 3.4.2 子功能需求
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| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
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| :--------- | :-------------- | :-- | :---------------------------------------------------------------------------------- |
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| FUN-003-01 | IEC 60870-5-104 | P0 | 1. 通过CH395F芯片实现以太网通信，运行104协议与主站通信 [1]（标准6.2.3.b）。<br>2. 支持数据主动上报、总召、遥控、参数修改等所有标准功能。 |
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| FUN-003-02 | IEC 60870-5-101 | P0 | 1. 通过RS485串口运行101协议与主站或本地设备通信 [1]（标准6.2.3.b）。<br>2. 支持点对点、多点共线等多种网络拓扑。 |
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| FUN-003-03 | 4G无线虚拟专网 | P0 | 1. 通过外接4G模块（如EC20）建立APN通道，用于数据远传 [1]（标准6.2.3.a）。<br>2. 支持TCP/UDP通信，运行104协议。 |
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| FUN-003-04 | 对上电自动注册 | P1 | 宜支持上电自动向主站进行注册、自动识别及自动接入 [1]（标准6.2.3.c）。 |
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| FUN-003-05 | 通信模块复位 | P0 | 通信异常（如长时间无应答）时，支持通过硬件GPIO对4G模块或CH395H进行复位 [1]（标准6.1.4）。 |
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#### 3.4.3 输入要求
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- 协议指令：104/101协议的控制命令、参数设置命令、时间同步命令。
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- 配置参数：主站IP地址/端口、从站地址、通信参数（波特率、校验位）。
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#### 3.4.4 输出要求
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- 数据上报：根据协议规则，定时或定值变化时上送遥测、遥信、SOE、录波文件。
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- 协议帧：按照104/101协议格式的报文。
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#### 3.4.5 处理流程
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- 系统初始化，配置通信接口（以太网/RS485/4G）。
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- 建立与主站的连接（TCP客户端/服务端）。
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- 接收和解码主站协议帧。
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- 执行对应命令（控制、读取、设置）。
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- 组织应答数据帧并回发。
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- 周期发送遥测/遥信，应用心跳保活。
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#### 3.4.6 异常处理
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- **通信中断**：启用断线重连机制，间隔时间可配置（如10s/30s/60s），直至连接恢复。
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- **校验错误**：丢弃错误报文，不回应答，等待下一帧有效报文。
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- **超时无应答**：执行本地异常处理（如闭锁遥控出口）。
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#### 3.4.7 硬件关联要求
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||||
- 关联硬件：CH395F芯片（以太网）、4G模块、RS485收发器（SP3485）。
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- 硬件要求：所有串口及以太网PHY需具备隔离防护（如光耦/变压器隔离）。
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### 3.5 时间同步功能（FUN-004）
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#### 3.5.1 功能概述
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||||
依据**GB/T 35732-2025《配电自动化终端技术规范》**，DTU 作为安装在开关站、环网室、配电室、箱式变电站等场所的核心配电自动化终端，其时间同步功能是保障**SOE 事件顺序记录、故障录波、馈线自动化（FA）协同、保护动作时序、遥控操作溯源、数据采集时间戳**等核心业务准确运行的基础。本需求分析严格对标国标强制条款，明确 DTU 时间同步的功能、性能、接口、安全、运维及试验验证要求，覆盖产品全生命周期的设计、采购、检测与运维环节。
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||||
#### 3.5.2 子功能需求
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| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
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||||
| ---------- | --------- | --- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
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| FUN-004-01 | 多对时源支持 | P0 | 1. **主站对时:** 支持通过 DL/T 634.5101（串口）、DL/T 634.5104（以太网）规约接收配电自动化主站的对时命令，支持广播对时和点对点对时。<br>2. **卫星对时：** 支持北斗二代 / 三代 + GPS 双模卫星授时，优先采用北斗系统；支持接收 PPS（秒脉冲）+ 串口时间报文的组合授时方式。<br>3. **可选对时源：** 支持 NTP/SNTP 网络对时、IRIG-B 码对时（适用于多终端集中部署场景）。<br>4. **对时源优先级：** 可配置对时源优先级（默认：卫星对时＞主站对时＞本地守时），高优先级对时源恢复后自动切换，低优先级对时源仅在高优先级失效时启用。 |
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| FUN-004-02 | 对时触发与控制 | P0 | 1. **自动触发：** 上电启动后 1min 内自动发起首次对时；支持可配置的周期对时（默认 1h，范围 1min~24h）。<br>2. **手动触发：** 支持主站远程强制对时、本地运维接口手动对时。<br>3. **异常触发**：当守时误差超过阈值（默认 1s，可配置）时，自动发起紧急对时。 |
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| FUN-004-03 | 高精度守时功能 | P0 | 1. **正常供电守时：** 无外部授时信号时，依靠内部高精度时钟源（如温补晶振 TCXO）实现守时，24h 守时误差≤1s。<br>2. **电源中断守时：** 主电源失电切换至后备电源（蓄电池 / 超级电容）期间，守时功能不中断；后备电源耗尽后，时钟芯片应保留时间信息至少 72h（可选：配置纽扣电池实现永久时钟保持）。<br>3. **守时校准：** 每次成功对时后，自动校准内部时钟的频率偏差，提升长期守时精度。 |
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||||
| FUN-004-04 | 时间管理与异常处理 | P0 | 1. **时间戳服务：** 为所有遥测、遥信、遥控、SOE、故障录波数据提供毫秒级时间戳，时间格式采用 UTC+8，精确到 1ms。<br>2. **时间跳变防护：** 当对时调整量超过阈值（默认 1s，可配置）时，禁止直接跳变，应采用渐进式调整（如每秒调整 100ms）；调整过程中不产生错误的 SOE 事件和故障录波。<br>3. **异常告警：** 对时失败（连续 3 次对时无响应）、卫星信号丢失（持续 5min 无有效卫星信号）、守时误差超限、时钟硬件故障时，产生就地指示灯告警和远传告警信号。<br>4. **多间隔时间同步：** 分散式 DTU 的公共单元应向所有间隔单元下发统一时间，间隔单元与公共单元的时间差≤1ms。 |
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| FUN-004-05 | 定位功能 | P1 | 1. 集成卫星定位模块，支持北斗 / GPS 双模定位，地理位置定位误差≤15m。<br>2. 定位信息应随终端注册报文上送主站，支持主站远程查询终端经纬度、海拔信息。<br>3. 定位数据应与时间戳绑定，记录终端安装位置的变更时间。 |
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| FUN-004-06 | 时间同步日志管理 | P1 | 1. 记录所有对时事件：对时源、对时时间、调整前时间、调整后时间、对时结果（成功 / 失败）。<br>2. 记录时间异常事件：信号丢失、误差超限、硬件故障的发生时间和恢复时间。<br>3. 日志本地循环存储不少于 1000 条，支持主站远程调阅和导出。 |
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#### 3.5.3 性能需求
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| 性能指标 | 要求值 | 测试条件 |
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| --------- | ----- | ------------------- |
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| 卫星授时同步准确度 | ≤1ms | 卫星信号良好（≥4 颗有效卫星） |
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| 主站对时同步准确度 | ≤10ms | 通信链路正常，时延≤50ms |
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| 24h 守时误差 | ≤1s | 无任何外部授时信号，常温环境 |
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| SOE 事件分辨率 | ≤2ms | 同一终端内任意两个状态量变位 |
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| 多间隔同步误差 | ≤1ms | 分散式 DTU 公共单元与间隔单元之间 |
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| 地理位置定位误差 | ≤15m | 开阔地带，卫星信号良好 |
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| 时间戳精度 | ≤1ms | 所有带时间戳的数据 |
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#### 3.5.4 安全需求
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- 主站对时报文应采用**国家密码管理部门核准的商用密码算法**进行加密和身份认证，防止时间篡改和伪造对时命令。
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- 支持基于硬件密码模块或芯片的安全防护，实现与主站的双向身份认证。
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- 对时源白名单机制：仅允许授权的主站 IP 地址和卫星系统进行对时，拒绝未授权对时请求。
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- 时间同步参数的修改需进行权限验证，本地修改需输入密码，远方修改需主站授权。
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#### 3.5.5 运维需求
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- **参数配置**：支持本地和远方配置对时源优先级、对时周期、守时误差阈值、时间跳变阈值等参数；参数修改不影响终端正常运行。
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- **状态监测**：实时监测对时源状态（连接 / 断开）、卫星信号强度、同步精度、守时剩余时间、时钟硬件状态，所有状态信息可上送主站。
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- **固件升级**：支持时间同步模块固件的本地和远程升级，升级过程不丢失时间数据和配置参数。
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||||
- **故障排查**：提供时间同步故障自诊断功能，能定位故障原因（如天线故障、卫星信号弱、主站通信中断），并生成故障告警信息。
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### 3.6 存储功能（FUN-005）
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#### 3.6.1 功能概述
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依据 **GB/T 35732-2025《配电自动化终端技术规范》**，DTU 作为安装在开关站、环网室、配电室、箱式变电站等场所的核心配电自动化终端，其数据存储功能是保障**运行数据追溯、故障分析定位、SOE 事件查询、保护定值管理、遥控操作审计、远程调阅核验、运维日志留存**等核心业务可靠运行的基础。本需求分析严格对标国标强制条款，明确 DTU 数据存储的功能、容量、时长、安全、运维及试验验证要求，覆盖产品全生命周期的设计、采购、检测与运维环节。
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#### 3.6.2 子功能需求
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| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
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| ---------- | --------- | --- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| FUN-005-01 | 多类型数据存储 | P0 | 1. **运行数据存储**：支持遥测（电压、电流、功率、频率等）、遥信（开关位置、保护信号等）循环存储，支持越限数据标记存储；<br><br>2. **故障数据存储**：支持故障录波数据（GB/T 14598.24 格式）、故障事件、故障前后电气量存储；<br><br>3. **事件记录存储**：支持 SOE 事件顺序记录、变位事件、告警事件存储；<br><br>4. **定值参数存储**：支持保护定值、运行参数、通信参数、配置文件永久存储；<br><br>5. **操作日志存储**：支持遥控操作、本地操作、远程维护、定值修改、升级日志存储；<br><br>6. **电能量数据存储**：支持有功 / 无功电能量、日冻结、小时冻结数据存储。 |
|
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| FUN-005-02 | 循环覆盖与存储策略 | P0 | 1. **循环存储**：历史运行数据、事件、日志采用循环覆盖机制，存满后自动覆盖最早数据；<br><br>2. **重要数据保护**：故障录波、SOE、定值、日志等重要数据优先存储，不被普通运行数据提前覆盖；<br><br>3. **掉电存储保护**：电源中断 / 切换过程中，正在写入的数据不损坏、已存储数据不丢失；<br><br>4. **分区存储**：运行数据、故障数据、日志、固件、参数分区独立管理，互不占用空间。 |
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| FUN-005-03 | 远程与本地调阅 | P0 | 1. **远程调阅**：支持主站按时间、类型、通道号远程查询、筛选、下载存储数据；<br><br>2. **本地调阅**：支持本地运维接口（以太网 / RS485 / 无线）查看实时数据、历史数据、日志、录波文件；<br><br>3. **数据导出**：支持录波文件、SOE、日志以标准格式导出，不影响终端正常运行；<br><br>4. **断点续传**：大文件（录波、固件）下载支持断点续传，避免重复传输。 |
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| FUN-005-04 | 存储异常处理 | P0 | 1. **空间不足告警**：存储空间使用率≥90% 时上送告警，≥95% 时强制清理非重要普通数据；<br><br>2. **存储故障自检**：支持 Flash / 存储芯片自检，异常时就地指示灯 + 远传告警；<br><br>3. **数据校验**：重要数据采用校验和 / CRC 校验，防止数据篡改与损坏；<br><br>4. **异常恢复**：存储异常复位后自动恢复参数与重要数据，不丢失关键配置。 |
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||||
| FUN-005-05 | 固件与版本存储 | P1 | 1. **固件存储**：支持存储当前运行固件与历史备份固件，至少保存 2 个版本；<br><br>2. **参数版本**：支持定值 / 参数多版本存储（不少于 3 个），支持版本回滚；<br><br>3. **升级安全**：升级过程中断电不损坏存储，升级失败可自动回退到上一可用版本。 |
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| FUN-005-06 | 扩展存储支持 | P1 | 1. 支持行波录波、绝缘监测、开关状态监测等扩展功能的数据存储；<br><br>2. 支持多间隔扩展存储，分散式 DTU 公共单元统一管理各间隔单元存储数据；<br><br>3. 支持分布式电源 / 储能 / 充电桩接入相关数据扩展存储。 |
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#### 3.6.3 性能需求
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||||
##### 故障录波高速写入需求
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||||
GB/T 35732-2025 6.2.2.l 明确要求 DTU 具备故障录波功能，录波格式遵循 GB/T 14598.24。典型故障录波参数：
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- 采样率：128 点 / 周波（6400 点 / 秒，50Hz 系统）
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- 通道数：16 通道（8 路电流 + 8 路电压）
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- 采样精度：16 位（2 字节 / 点）
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||||
- 录波时长：3 秒（故障前 0.5s + 故障后 2.5s）
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单次故障录波数据量 = 16 通道 × 6400 点 / 秒 × 2 字节 × 3 秒 = **614.4KB**。故障发生时，需在**100ms 内完成全部录波数据写入**（避免后续数据覆盖），因此最低写入速率要求：614.4KB × 8bit / 0.1s = **49.15Mbits/s**。考虑到故障录波同时可能伴随 SOE 事件写入、实时数据采集等并发操作，需预留至少 1 倍余量，因此要求 **≥100Mbits/s**。
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##### 固件远程升级效率需求
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GB/T 35732-2025 6.4.1 要求 DTU 支持远程固件升级。典型 DTU 固件大小为 16~32MB，若传输速率过低：
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- 32MB 固件以 50Mbits/s 传输需约 5.1 秒
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- 以 100Mbits/s 传输需约 2.6 秒
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- 以 400Mbits/s（GD5F2GQ5UE 的 QSPI 模式）传输仅需 0.6 秒
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32MB 固件区包含 256 个 128KB 块，若每个块擦除时间为 5ms，则总擦除时间为 1.28 秒；若为块擦除时间10ms，总擦除时间为 2.56 秒；若块擦除时间100ms，总擦除时间将达 25.6 秒，严重影响升级效率和系统可用性。
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||||
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**工程要求**：固件升级总时间（擦除 + 写入 + 校验）应≤30 秒，避免长时间占用通信链路和 CPU 资源。若传输速率低于 100Mbits/s，在通信不稳定场景下极易出现升级失败。
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##### 多任务并发访问需求
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DTU 运行时通常同时执行以下存储操作：
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- 实时数据写入（1 次 / 分钟）
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- SOE 事件突发写入
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- 主站历史数据读取
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- 日志追加写入
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若存储芯片带宽不足，会出现操作阻塞，导致 SOE 事件延迟、实时数据丢失等问题。100Mbits/s 的速率可保证 4~5 个并发操作同时进行而不出现瓶颈。
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##### SOE 分辨率的硬性约束
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GB/T 35732-2025 8.1.4.3 明确规定：**SOE 事件顺序记录分辨率≤2ms**。若页写入时间过长（如 1ms），则在写入过程中发生的 SOE 事件会被延迟记录，最坏情况下时间误差可达 1ms，再加上 CPU 处理延迟、中断响应延迟等，总误差可能超过 2ms 的标准要求。
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||||
**工程阈值**：页写入时间应≤SOE 分辨率的 1/4，即 2ms ÷ 4 = **500μs**，以保证足够的时间余量。
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##### 故障录波连续写入需求
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故障录波是连续数据流，若页写入时间过长，会导致缓存溢出，造成录波数据丢失。按 16 通道、128 点 / 周波计算，每秒产生 200KB 数据，对应每秒需写入 100 页（2KB / 页）。若页写入时间为 500μs，则 100 页写入总时间为 50ms，仅占 CPU 时间的 5%，不会影响其他任务；若页写入时间为 1ms，则占 CPU 时间的 10%；若超过 2ms，会导致 CPU 负载过高，系统卡顿。
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##### 历史数据循环覆盖需求
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||||
GB/T 35732-2025 6.2.1.d 要求 DTU 具备历史数据循环存储功能。当存储空间满时，需擦除最早的块以写入新数据。若块擦除时间过长（如 20ms），则在擦除过程中，新产生的数据无法写入，可能导致数据丢失。特别是在故障频发时段，短时间内会产生大量 SOE 和录波数据，对擦除速度要求更高。
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**工程要求**：单次擦除操作应在系统可容忍的最大延迟内完成，通常为 5ms，以保证实时数据不丢失。
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| 性能指标 | 要求值 | 测试条件 |
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| ------------- | -------------------------- | ------------------------------------------------------------------------ |
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| 最小本地存储空间 | ≥128MB（基础版）；≥256MB（标准款） | 常温、正常供电，终端空载运行 |
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| 历史运行数据存储时长 | ≥15 天（1 次 / 分钟采样，全遥测 / 遥信） | 额定采样频率，循环存储模式 |
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| SOE 事件最大存储条数 | ≥10000 条 | 标准 SOE 格式，带毫秒级时间戳 |
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| 故障录波存储次数 | ≥50 次故障 | 16 通道、3s / 次，标准 COMTRADE 格式 |
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| 操作 / 告警日志存储条数 | ≥5000 条 | 含操作人、时间、内容、结果 |
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| 定值 / 参数存储 | 永久保存，掉电不丢失，≥3 个历史版本 | 断电重启、后备电源切换后 |
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| 固件存储版本数 | ≥2 个（当前版 + 备份版） | 远程升级、本地升级后 |
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| 数据读写可靠性 | 写入寿命≥10 万次，数据保存≥10 年 | 工业级存储芯片，常温环境 |
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| 掉电数据保持时间 | ≥10 年 | 无外部供电，芯片非易失性存储 |
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| 数据传输速率 | ≥100Mbits/s | 通过测量连续读写固定大小数据块的总时间，计算出实际传输速率 |
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| 页写入时间 | ≤500μs | 测量从发送 "页编程" 命令到芯片完成写入（R/B# 变高）的时间，即为单页写入时间。需测试**随机页写入**和**顺序页写入**两种情况 |
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| 块擦除时间 | ≤5ms | 测量从发送 "块擦除" 命令到芯片完成擦除（R/B# 变高）的时间，即为单块擦除时间。需测试**新块擦除**和**多次擦写后的块擦除**两种情况 |
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#### 3.6.4 安全需求
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- 重要数据（定值、参数、证书、日志）采用**加密存储**，使用国密算法加密，防止非法读取、篡改、伪造。
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- 支持存储访问权限控制：仅授权主站、本地运维账号可读取 / 修改 / 导出数据。
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- 存储参数、定值、日志文件具备防篡改与操作留痕，所有修改行为自动记入审计日志。
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- 故障录波、SOE、电能量等关键数据具备写保护机制，仅可追加不可删除。
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- 支持存储数据完整性校验，上电自动校验，异常立即上送告警。
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#### 3.6.5 运维需求
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- **参数配置**：支持本地 / 远方配置存储策略、循环覆盖阈值、重要数据保护策略、清理规则。
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- **状态监测**：实时监测总容量、已用容量、剩余容量、各分区使用率、存储芯片健康状态，可上送主站。
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- **数据管理**：支持主站远程清理普通历史数据，重要数据需授权才可清理；支持一键备份 / 恢复参数、定值。
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- **故障诊断**：支持存储故障自诊断，可定位芯片异常、空间不足、数据损坏、写入失败等原因并上送。
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- **远程维护**：支持远程导出录波、日志、SOE，远程备份 / 恢复配置，不影响终端正常采集与控制业务。
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### 3.7 电源管理功能（FUN-006）
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#### 3.7.1 功能概述
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管理双路供电电源和无缝切换至锂电池后备电源，监控电源状态，并在电源异常时提供告警。
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#### 3.7.2 子功能需求
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| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
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| :--------- | :-------- | :-- | :----------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| FUN-006-01 | 双路电源无缝切换 | P0 | 1. 任一路供电不足或消失时，终端能不间断正常运行 [1]（标准6.2.4.a）。<br>2. 无缝切换时间≤5ms，确保不触发MCU复位。 |
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| FUN-006-02 | 后备电源充放电管理 | P0 | 1. 采用符合GB/T 36276的锂电池组 [1]（标准8.4.2.3.d）。<br>2. 具备BMS（电池管理系统），实现智能充放电、状态监测与均衡。 |
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| FUN-006-03 | 后备电源状态监测 | P0 | 1. 监测电池电压、电流、温度、SOC、SOH等 [1]（标准6.2.4.c）。<br>2. 将电源状态信息上送主站。 |
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| FUN-006-04 | 自动切换与恢复 | P0 | 1. 主电源失电时，自动无缝切换到后备电源 [1]（标准6.2.4.b）。<br>2. 主电源恢复后，自动切回主电源供电，并对后备电源进行充电。 |
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| FUN-006-05 | 低功耗策略 | P1 | 1. 主电源跌落到90%标称值时，进入低功耗预警模式，停止非必要通信，仅维持核心功能。 |
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| FUN-006-06 | 容量保证 | P0 | 1. 后备电池在主电源失电后，应保证完成一次“分-合-分”操作并维持终端及通信模块至少运行4小时 [1]（标准8.4.2.1.a）。<br>2. 建议电池容量：24V/18Ah（基于40W典型功耗计算）。 |
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### 3.8 故障诊断与保护功能(FUN-007)
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#### 3.8.1 功能概述
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实现自诊断、故障检测与保护功能
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#### 3.8.2 子功能需求
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| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
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| :--------- | :-------- | :-- | :------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| FUN-007-01 | 自诊断与自恢复 | P0 | 1. 上电及周期自检：RAM、Flash、ADC、重要芯片及软件任务 [1]（标准6.1.1）。<br>2. 自检异常时，产生就地（LED/蜂鸣器）及远传（SOE）报警信号，并能自动复位。 |
|
||||
| FUN-007-02 | 短路与接地故障检测 | P0 | 1. 支持三段定时限过流保护和两段零序过流保护 [1]（标准6.2.2.g）。<br>2. 支持小电流接地保护，过渡电阻1kΩ应可靠动作 [1]（标准8.2.4）。<br>3. 电流整定准确度误差≤5%或0.05In [1]（标准8.2.1）。 |
|
||||
| FUN-007-03 | 重合闸与后加速 | P0 | 应具备重合闸和合闸后加速保护功能，防励磁涌流 [1]（标准6.2.2.g）。 |
|
||||
| FUN-007-04 | 故障录波 | P0 | 应具备故障录波功能，录波格式符合GB/T 14598.24 [1]（标准6.2.2.l）。 |
|
||||
| FUN-007-05 | 上电不误动 | P0 | 上电、断电、电压缓慢变化过程中，终端均不应误输出 [1]（标准6.1.2）。 |
|
||||
| FUN-007-06 | 防孤岛保护 | P1 | 应用于分布式电源接入点时，宜具备防孤岛保护功能 [1]（标准6.2.2.k）。 |
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||||
### 3.9 信息安全功能(FUN-008)
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||||
#### 3.9.1 功能概述
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||||
满足GB/T 36572和国标5.6条要求，采用硬件国密安全芯片实现身份认证、数据加密和安全启动.
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#### 3.9.2 子功能需求
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||||
| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
|
||||
| :--------- | :---- | :-- | :-------------------------------------------------------------------------------- |
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||||
| FUN-008-01 | 硬件加密 | P0 | 1. 外挂国密安全芯片（如LKT系列），通过SPI通信。<br>2. 实现SM2/SM3/SM4国密算法，用于密钥存储、身份认证和数据加密 [1]（标准5.6）。 |
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||||
| FUN-008-02 | 安全启动 | P0 | 1. MCU启动时，由安全芯片验证Bootloader和固件的数字签名。<br>2. 签名验证失败，设备拒绝启动。 |
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||||
| FUN-008-03 | 安全通信 | P0 | 1. 与主站的通信链路（104 over TLS）需使用国密套件进行加密。<br>2. 实现与主站的双向身份认证。 |
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||||
| FUN-008-04 | 日志审计 | P0 | 所有安全相关操作（登录、修改参数、升级）需记录审计日志，不可篡改。 |
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### 3.10 人机交互与运维功能(FUN-009)
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#### 3.10.1 功能概述
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提供本地状态指示、操作界面和远程运维能力。
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||||
#### 3.10.2 子功能需求
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||||
| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
|
||||
| :--------- | :----- | :-- | :-------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| FUN-009-01 | 本地状态指示 | P1 | 1. 面板LED指示：运行、告警、通信、电源状态。<br>2. 明确不同状态的闪烁/常亮规则。 |
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||||
| FUN-009-02 | 本地运维接口 | P1 | 1. 提供RS232调试口，支持DL/T 634.5104协议进行本地维护 [1]（标准6.4.2）。<br>2. 应具有基于硬件加密或身份认证的安全防护措施 [1]（标准6.4.2）。 |
|
||||
| FUN-009-03 | 远程运维 | P1 | 1. 支持本地及远方查看实时/历史数据、修改参数/定值 [1]（标准6.4.1）。<br>2. 同上，需安全验证。 |
|
||||
| FUN-009-04 | 业务保持 | P1 | 1. 远方主站进行参数维护或定值整定时，终端应保持与其他主站的正常业务连接 [1]（标准6.4.3）。 |
|
||||
### 3.11 固件升级功能(FUN-010)
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||||
#### 3.11.1 功能概述
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||||
支持本地（串口/网口）和远程（以太网/4G）固件升级。
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#### 3.11.2 子功能需求
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||||
| 子功能编号 | 子功能名称 | 优先级 | 详细需求描述 |
|
||||
| :--------- | :---- | :-- | :----------------------------------------------- |
|
||||
| FUN-010-01 | 本地升级 | P1 | 通过调试串口或网口，使用配套工具进行升级。 |
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||||
| FUN-010-02 | 远程升级 | P1 | 通过104协议或MQTT通道，接收主站下发的固件镜像，进行远程升级。 |
|
||||
| FUN-010-03 | 升级安全 | P1 | 1. 升级过程采用固件签名校验，防止非法固件刷入。<br>2. 支持升级失败自动回滚至上一版本。 |
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## 4 非功能性需求
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||||
【填写说明：本章为嵌入式项目核心必填项，是产品准入门槛与核心竞争力，所有指标必须**完全量化、可测试**，禁止模糊描述；工业/车规/军工项目需细化，消费级项目可裁剪】
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||||
### 4.1 性能需求
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||||
| 指标类别 | 量化指标要求 | 优先级 | 测试标准 |
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||||
| :----- | :-------------------------------------------------------------------------------------------------- | :-- | :---------- |
|
||||
| 测量精度 | 1. 电压/电流引用误差≤0.5% [1]（标准8.1.1.2）<br>2. 频率测量误差≤0.02Hz [1]（标准8.1.1.3）<br>3. SOE分辨率≤2ms [1]（标准8.1.4.3） | P0 | 标准表比对、信号发生器 |
|
||||
| 保护动作精度 | 1. 电流整定值准确度：误差≤5%或0.05In [1]（标准8.2.1）<br>2. 时间整定值准确度：误差≤1%或40ms [1]（标准8.2.3） | P0 | 继保仪 |
|
||||
| 对时精度 | 1. 卫星同步：优于1ms [1]（标准8.3.1）<br>2. 无授时守时：24h ≤1s [1]（标准8.3.2） | P0 | 授时测试仪 |
|
||||
| 无故障时间 | MTBF ≥ 50,000小时 [1]（标准8.9） | P0 | GJB 899A |
|
||||
### 4.2 可靠性与可用性需求
|
||||
| 指标类别 | 量化指标要求 | 优先级 |
|
||||
| :------ | :-------------------------------------------------------------- | :-- |
|
||||
| 容错与自愈 | 1. 通信中断自动重连，重连间隔可配置。<br>2. 硬件+软件（IWDG / WWDG）双重看门狗，跑飞后100ms内复位。 | P0 |
|
||||
| 掉电保护 | 1. 意外掉电不影响固件和参数。<br>2. 掉电检测响应时间≤1ms，立即执行安全状态。 | P0 |
|
||||
| 长期运行稳定性 | 1. 出厂前≥72h连续通电试验（标准8.8）<br>2. 连续运行30天，时钟误差≤±5s。 | P0 |
|
||||
### 4.3 环境适应性需求
|
||||
| 指标类别 | 测试指标与合格标准 | 优先级 | 验证方式 |
|
||||
| :--------- | :-------------------------------------------------- | :-- | :--- |
|
||||
| 高/低温工作 | -40℃~+70℃，按GB/T 2423执行，设备功能正常，误差不超差 [1]（标准7.1.1.1）。 | P0 | 委外 |
|
||||
| 湿热 | 40℃/93%RH恒定湿热，绝缘电阻≥1MΩ [1]（标准8.5.1.2）。 | P0 | 委外 |
|
||||
| 机械振动 | 2~9Hz振幅0.3mm，9~500Hz加速度1m/s²，后功能正常 [1]（标准8.7）。 | P0 | 委外 |
|
||||
| 电磁兼容 | 满足表7要求，见第2.3.3节。 | P0 | 委外 |
|
||||
| 防护等级(IP55) | 按GB/T 4208测试，满足外壳防护要求 [1]（标准6.5.2）。 | P0 | 委外 |
|
||||
### 4.4 功耗需求
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||||
| 工作模式 | 量化功耗指标 | 优先级 | 测试条件 |
|
||||
| :---- | :------------------------------- | :-- | :------------------------ |
|
||||
| 正常运行 | 整机功耗 ≤ 60VA（集中式结构）[1]（标准8.4.1.2） | P0 | 全通道采集，正常通信（不含4G模块高功耗全速上传） |
|
||||
| 低功耗模式 | 主电源供电不足时，进入低功耗预警模式。 | P1 | 停止非必要外设和通信 |
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||||
### 4.5 安全需求
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||||
#### 4.5.1 功能安全需求
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||||
- **安全等级**：不强制要求SIL/ASIL等级，但需满足国标要求。
|
||||
- **安全机制**：所有致命故障发生时，系统 **必须进入预设的安全状态**（如：保持所有遥控输出、点亮告警灯、上送告警SOE）。
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||||
#### 4.5.2 信息安全需求
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||||
- **固件安全**：支持安全启动，固件加密与签名校验。
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||||
- **数据安全**：采用硬件国密芯片实现数据加密和身份认证 配电自动化终端技术规范GBT+35732-2025.docx（标准5.6）。
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||||
- **访问控制**：三级用户权限，密码强度校验。
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||||
- **审计日志**：记录所有关键操作，不可篡改。
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||||
#### 4.5.3 电气安全需求
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||||
- **绝缘电阻**：满足表3和表4要求 配电自动化终端技术规范GBT+35732-2025.docx（标准8.5.1）。
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||||
- **介质强度**：电源回路2kV/1min，信号回路根据绝缘等级 配电自动化终端技术规范GBT+35732-2025.docx（标准8.5.2）。
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||||
- **防反接、过压、过流保护**：所有电源输入端口必须具备。
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||||
### 4.6 可维护性与可扩展性需求
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||||
- **固件升级**：支持本地（串口/网口）和远程升级，支持失败自动回滚。
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||||
- **模块化设计**：硬件采用核心板+底板；软件采用模块化设计。
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||||
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### 4.7 人机交互需求
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- **指示灯**：运行（绿色，1Hz闪烁）、告警（红色，常亮或快闪）、通信（绿色，随数据闪烁）、电源（绿色，常亮）。
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||||
- **按键**：复位键、功能键（恢复出厂设置或进入维护模式）。
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||||
- **显示屏**：可选配LCD或OLED，用于显示设备状态、IP地址、告警信息等。
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---
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## 5 接口需求
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||||
### 5.1 硬件接口需求
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||||
| 接口名称 | 接口类型 | 引脚定义 | 数量 | 电平标准 | 电气特性 | 通信协议 | 隔离要求 | 优先级 |
|
||||
| :-------- | :-------- | :---------------- | :-- | :------- | :------------- | :------ | :--------- | :-- |
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| 电源输入接口 | 接线端子 | 1:VCC+ 2:GND 3:PE | 1 | DC 24V | 最大电流5A | - | 需与信号隔离 | P0 |
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||||
| 以太网接口 | RJ45 | 标准8P8C | ≥2 | 10/100M | 全双工 | IEC 104 | 变压器隔离1.5kV | P0 |
|
||||
| RS485串口 | 接线端子 | 1:A 2:B 3:GND | ≥4 | RS485差分 | 1200~115200bps | IEC 101 | 光耦隔离2.5kV | P0 |
|
||||
| 模拟量采集(交流) | 接线端子 | 电压/电流输入 | 12路 | 100V/5A | - | - | 互感器隔离 | P0 |
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||||
| 开关量输入 | 接线端子 | 无源触点 | 16路 | DC 24V | - | - | 光耦隔离2.5kV | P0 |
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||||
| 继电器输出 | 接线端子 | NO/COM/NC | 8路 | 无源 | AC 250V/5A | - | 光耦隔离2.5kV | P0 |
|
||||
| 调试/升级口 | RJ45/接线端子 | UART | 1 | TTL 3.3V | 115200bps | - | 无 | P1 |
|
||||
| 4G天线 | SMA | - | 1 | - | - | - | - | P0 |
|
||||
| 北斗/GPS天线 | SMA | - | 1 | - | - | - | - | P0 |
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||||
#### 以太网接口
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||||
为了满足`GB/T 35732—2025：数据远传、本地接入、本地运维三业务并行`:
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||||
* **国网集中式 DTU**：RJ45 以太网口 **≥2 个**
|
||||
* **国网分散式 DTU 公共单元**：RJ45 以太网口 **≥3 个**
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||||
* **国网分散式 DTU 间隔单元**：RJ45 以太网口 **≥2 个**
|
||||
* **南网 DTU（通用）**：RJ45 以太网口 **≥2 个**
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||||
* 以太网接口支持 **10/100Mbps** 自适应
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||||
#### 电源输入接口
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||||
* FTU 整机功耗不应大于 30VA。
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||||
* DTU 采用集中式结构时整机功耗不应大于 60VA。
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||||
* DTU 采用分散式结构时，间隔单元整机功耗不应大于15 W，公共单元整机功耗不应大于 20 W。
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||||
* TTU 整机功耗不应大于25VA。
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||||
#### 串口通信接口
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||||
* 商品型号:`JL15EDGKNRM-38112G01`
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||||
* 商品封装: 弯插,P=3.81mm
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||||
* 商品编号: C5371736
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||||
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六个端口的分配：
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| 序号 | P1 | P2 |
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| --- | ------ | ------ |
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| 1 | 232TX1 | 232TX3 |
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||||
| 2 | 232RX1 | 232RX3 |
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| 3 | GND | GND |
|
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| 4 | | |
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| 5 | 485A | |
|
||||
| 6 | 485B | |
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||||
#### 板子间连接插口
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||||
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||||
* 商品型号:`9001-11961C00A`
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||||
* 商品封装: 弯插,P=2.54mm
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||||
* 商品编号: C5173361
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||||
### 5.2 软件接口需求
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||||
#### 5.2.1 驱动层接口
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||||
1. ADC驱动接口
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||||
- 接口函数：`uint16_t ADC_Read(uint8_t ch);`
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||||
- 功能：读取指定通道的ADC原始采样值
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||||
- 输入参数：`ch` - 通道编号，范围0~7
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||||
- 返回值：16位ADC原始采样值
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||||
- 调用约束：调用前需完成ADC初始化，通道必须使能
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||||
2. GPIO驱动接口
|
||||
- 【按上述格式，填写所有外设驱动的接口定义】
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||||
#### 5.2.2 模块间接口
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||||
1. 数据采集模块→数据处理模块接口
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||||
- 数据结构：`typedef struct {uint8_t ch; float value; uint32_t timestamp; uint8_t status;} ADC_Data_T;`
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||||
- 传递方式：环形缓冲区队列
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||||
- 数据更新频率：10Hz
|
||||
2. 【按上述格式，填写所有模块间的接口定义】
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||||
#### 5.2.3 系统API接口
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||||
【明确操作系统提供的任务创建、信号量、消息队列、定时器等API的使用规范】
|
||||
### 5.3 通信接口需求
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||||
【必填项，明确所有外部通信的协议规范、帧格式、时序要求，与外部设备对接的核心依据】
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||||
#### 5.3.1 Modbus RTU协议规范
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1. 帧格式：从站地址(1Byte) + 功能码(1Byte) + 数据段(NByte) + CRC校验(2Byte)
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||||
2. 通信参数：默认从站地址1，波特率9600bps，数据位8，停止位1，无校验
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||||
3. 寄存器映射：【详细填写保持寄存器、线圈寄存器、离散输入寄存器、输入寄存器的地址、功能、数据类型、读写权限】
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||||
4. 超时规则：从站响应超时时间500ms，超时重传3次
|
||||
#### 5.3.2 MQTT协议规范
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||||
1. 服务端地址：可配置，默认【填写默认地址】
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||||
2. 端口号：1883（非加密）、8883（TLS加密）
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||||
3. ClientID规则：设备唯一SN号
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4. 主题定义：
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- 数据上报主题：`/device/[SN]/data/report`
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- 指令下发主题：`/device/[SN]/cmd/down`
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- 状态上报主题：`/device/[SN]/status/report`
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||||
5. QoS等级：默认QoS 1，支持QoS 0/QoS 2可配置
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||||
6. 保活时间：默认60s，可配置
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||||
#### 5.3.3 其他通信协议
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||||
【按上述格式，填写CANopen、Profinet、LoRaWAN等其他协议的详细规范】
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||||
### 5.4 人机交互接口
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【明确按键、显示屏、指示灯、蜂鸣器等交互接口的电气与逻辑规范】
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1. 按键接口：【如：3个独立按键，低电平有效，防抖时间50ms，引脚定义：PA0、PA1、PA2】
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||||
2. 显示屏接口：【如：SPI接口OLED显示屏，分辨率128*64，引脚定义：PB12~PB15】
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||||
3. 指示灯接口：【如：4路LED指示灯，高电平点亮，引脚定义：PC0~PC3】
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||||
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---
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||||
## 6 数据需求
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### 6.1 数据类型与规格
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| 数据类别 | 数据类型 | 取值范围 | 精度 | 单位 | 存储周期 | 优先级 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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| 模拟量采集数据 | 浮点型 | 标称值0~120% | 0.5% [1] | V, A, W | 本地存储1个月（1min/点） | P0 |
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| 开关量状态数据 | 布尔型 | 0/1 | - | - | 变位即存 | P0 |
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| SOE事件数据 | 结构体 | 变位信息+时间戳 | ≤2ms | - | 永久存储，≥10000条 | P0 |
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| 故障录波数据 | COMTRADE | 故障前后波形 | - | - | 永久存储，≥50次 | P0 |
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| 定值/参数数据 | 结构体 | - | - | - | 永久存储，掉电不丢 | P0 |
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| 操作/告警日志 | 结构体 | 操作信息+时间戳 | - | - | 循环存储，≥5000条 | P0 |
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### 6.2 数据处理需求
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- **校准**：软件校准（零点、增益），校准参数需保存并掉电保护。
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- **滤波**：数字滤波（根据应用配置）。
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- **转换**：ADC原始值到工程值的线性转换。
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- **校验**：OC jump、数据有效性检查。
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### 6.3 数据存储需求
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||||
- **存储介质**：外部SPI Flash 2G + MCU内部Flash。
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||||
- **掉电保护**：所有写入重要数据时需保证原子性，防止写一半掉电损坏。
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||||
- **存储寿命**：采用损耗均衡算法，延长Flash寿命。
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### 6.4 数据上报需求
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||||
- **上报方式**：定时自动上报、变化触发上报、事件触发上报、主站轮询/召测。
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||||
- **断网续传**：通信中断时，数据缓存在SPI Flash中，恢复后自动续传（支持补传策略）。
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## 7 验收测试标准
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### 7.1 验收总则
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||||
- 所有P0级功能、性能需求必须100%通过测试，P1级通过率≥90%方为验收合格。
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- 要求 **出具委外测试报告**（环境、EMC、绝缘等），并电科院或第三方机构 **符合GB/T 35732-2025的检测报告**。
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||||
- 所有验收项必须具备明确的测试方法与合格标准。
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||||
### 7.2 文档验收标准
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||||
* **ACC-001**：需求文档、设计文档、开发文档、测试报告、用户手册齐全，签署完整。
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||||
### 7.3 功能验收标准
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||||
| 验收项编号 | 对应需求编号 | 验收项名称 | 测试方法 | 合格标准 | 优先级 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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||||
| ACC-FUN-001 | FUN-001-01 | 交流电压/电流精度 | 输入标称值，用标准表比对 | 引用误差≤0.5% [1] | P0 |
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||||
| ACC-FUN-002 | FUN-002-01 | 遥控功能 | 发送遥控指令，观察继电器动作和反馈 | 动作成功，无误动，反馈正确 | P0 |
|
||||
| ACC-FUN-003 | FUN-003-01 | IEC 104协议一致性 | 与模拟主站通信，测试所有功能码 | 通信正常，数据收发正确 | P0 |
|
||||
### 7.4 性能验收标准
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||||
| 验收项编号 | 验收项名称 | 测试方法 | 合格标准 | 优先级 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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||||
| ACC-PER-001 | SOE分辨率 | 用信号发生器同时触发两路变位，记录 | ≤2ms [1] | P0 |
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||||
| ACC-PER-002 | 守时精度 | 断开外部授时24h，观察时钟误差 | ≤1s [1] | P0 |
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||||
### 7.5 环境与可靠性验收标准
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||||
| 验收项编号 | 验收项名称 | 测试方法 | 合格标准 | 优先级 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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||||
| ACC-ENV-001 | 高低温工作 | -40℃和+70℃下运行 | 工作正常，精度不超差 | P0 |
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||||
| ACC-ENV-002 | EMC静电放电 | 接触±8kV，空气±15kV | 功能正常，性能不降级 | P0 |
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||||
| ACC-ENV-003 | 连续通电 | 72小时连续运行 | 无死机/重启/数据丢失 | P0 |
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||||
### 7.6 安全与合规验收标准
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||||
| 验收项编号 | 验收项名称 | 测试方法 | 合格标准 | 优先级 |
|
||||
| :---------- | :---- | :---------- | :------------ | :-- |
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||||
| ACC-SAF-001 | 绝缘耐压 | 2kV/1min | 无击穿，泄漏电流≤5mA | P0 |
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||||
| ACC-SAF-002 | 国密功能 | 验证安全芯片认证、加密 | 功能正常，可与主站安全通信 | P0 |
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||||
### 7.7 验收结论
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||||
所有验收项通过后，由供需双方签署验收报告，产品正式交付。
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||||
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## 8 项目约束与交付要求
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||||
### 8.1 项目里程碑约束
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- **M1**：需求评审完成（当前文档签署版）。
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||||
- **M2**：硬件设计完成（原理图、PCB、BOM评审）。
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- **M3**：软件开发完成（固件、源码、软件设计文档）。
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||||
- **M4**：样机测试完成（内部功能、性能测试）。
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||||
- **M5**：委外测试完成（EMC、环境、绝缘等）。
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||||
- **M6**：量产交付（产品、全套交付文档）
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||||
### 8.2 成本约束
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||||
量产BOM成本上限：≤1500元/台。
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### 8.3 供应链约束
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||||
- 核心器件（主控、ADC、协议栈、安全芯片、4G）必须工业级，优先国产化。
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||||
- 禁止选用停产或供货不稳定的器件，关键器件必须有备选。
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### 8.4 交付物清单
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||||
| 交付类别 | 交付物名称 | 交付格式 | 数量 | 优先级 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| 硬件 | 量产产品整机 | 实物 | 按合同 | P0 |
|
||||
| 硬件 | 原理图、PCB、BOM | 电子文档 | 1套 | P0 |
|
||||
| 软件 | 量产固件(Hex/Bin) | 电子文件 | 1份 | P0 |
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| 软件 | 嵌入式完整源码 | 工程文件 | 1份 | P1 |
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| 文档 | 需求规格说明书 | PDF | 1份 | P0 |
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| 文档 | 设计、测试、用户手册 | PDF | 1套 | P0 |
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||||
| 报告 | 内部/外部测试报告 | PDF | 1套 | P0 |
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| 证书 | EMC、环境、绝缘等 | 扫描件 | 1份 | P0 |
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## 9 知识产权与合规声明
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- **知识产权归属**：归甲方/项目开发方所有。
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- **开源合规**：使用的FreeRTOS（MIT）、LwIP（BSD）等符合开源协议，无侵权风险。
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- **合规声明**：本产品设计符合国家法律法规、GB/T 35732-2025等标准及强制认证要求。
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## 10 附录
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【可选章节，按需补充，不影响主文档核心逻辑】
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### 10.1 附录A：详细通信协议规范
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【补充完整的通信协议帧格式、命令定义、时序图、寄存器映射表】
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### 10.2 附录B：关键器件选型清单
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| 功能模块 | 推荐型号 | 说明 |
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| :--- | :--- | :--- |
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| 主控MCU | STM32F407VGT6 | 工业级，-40~85℃ |
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| 外挂ADC | TPAFE5160 | 16位精度，SPI接口 |
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| 硬件协议栈 | CH395H | 内置TCP/IP，减轻MCU负担 |
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| 4G模块 | EC20 | 支持LTE，支持GPS/北斗 |
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| 国密安全芯片 | LKT2106 | 支持SM2/SM3/SM4 |
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| 后备电池 | 24V/18Ah锂电池 | 符合GB/T 36276 |
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| 电源管理 | TPS系列+隔离模块 | BMS由电池自带或外扩 |
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| 存储 | W25Q128 | 16MB SPI Flash |
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| 授时模块 | Ublox NEO-M9N | 北斗+GPS双模 |
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### 10.3 附录C：测试用例大纲
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【补充完整的测试用例，与验收标准一一对应】
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### 10.4 附录D：客户需求确认函
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【补充客户签字确认的需求变更函、补充需求说明】
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### 10.5 附录E：其他补充说明
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【其他相关的补充资料、参考文档】
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### 模板使用说明
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1. 本模板符合GB/T 9385-2008国家标准，适配工业级、消费级、车规级、军工级等全品类嵌入式项目，可根据项目规模灵活裁剪。
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2. 小型消费级项目：可裁剪功能安全、环境适应性、国产化等章节，聚焦核心功能、性能、功耗需求。
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3. 工业/车规/军工级项目：必须细化可靠性、功能安全、EMC、环境适应性、验收标准章节，可根据需求单独拆分子文档。
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4. 所有【】占位符需替换为项目实际内容，删除示例内容，确保文档的唯一性与准确性。
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5. 文档正式发布前必须履行内部评审、客户确认、审批签署流程，变更需遵循正式的变更管控流程。
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@@ -1,116 +0,0 @@
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## 硬件方案
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STM32F4 系列配上CH395芯片方案优点：
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* 无需理解 TCP/IP 协议细节，只需配置寄存器、调用简单的收发函数
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* 协议栈由芯片厂商固化，无需调试底层
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### SPI 口/FSMC 口通信
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对于符合 GB/T 35732-2025 的标准 DTU，CH395 的 SPI 接口**性能完全过剩**，FSMC 并口带来的速率提升对 DTU 业务没有任何实际价值，反而会增加硬件复杂度、PCB 布线难度和开发成本。
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标准 DTU 的所有业务数据量，**峰值也不会超过 1Mbps**，远低于 SPI 接口 15-20Mbps 的上限：
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| DTU 业务类型 | 典型数据量 | 传输频率 | 所需带宽 |
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| ------------------ | ------------ | ---------------- | ------------------- |
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| 遥测数据（电压 / 电流 / 功率） | 约 100 字节 / 包 | 1 次 / 秒 | 0.8kbps |
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| 遥信变位（开关状态） | 约 50 字节 / 包 | 事件触发 | 瞬时 < 10kbps |
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||||
| 遥控命令（分合闸） | 约 30 字节 / 包 | 事件触发 | 瞬时 < 5kbps |
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| SOE 事件记录 | 约 20 字节 / 条 | 事件触发 | 瞬时 < 10kbps |
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| 故障录波数据（最耗时） | 约 1MB / 次 | 故障触发（平均每天 < 1 次） | 1MB 用 SPI 传输约 0.5 秒 |
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**SPI vs FSMC：DTU 场景下的全方位对比**：
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| 维度 | SPI 接口（推荐） | FSMC 并口（不推荐） | 对 DTU 的影响 |
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| ------------ | ---------------------------- | ------------------------------------------ | ----------------------------------------------------- |
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||||
| **硬件复杂度** | 极低：仅需 4 根线（SCK/MOSI/MISO/CS） | 极高：需 16 根以上线（8 根数据线 + 3 根地址线 + RD/WR/CS 等） | FSMC 需要占用 STM32F4 大量 GPIO，可能导致其他功能（如 RS485、DI/DO）引脚不足 |
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||||
| **PCB 布线难度** | 极低：4 根普通信号线，无特殊要求 | 极高：8 根数据线需等长，地址线 / 控制线需匹配长度，易产生串扰 | FSMC 布线错误会导致数据传输错误，调试困难 |
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||||
| **开发难度** | 极低：官方提供成熟 SPI 驱动，1 天即可调通 | 中等：需配置 FSMC 时序，编写并口驱动，调试 DMA | 增加开发周期 3-5 天，且容易引入时序问题 |
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||||
| **BOM 成本** | 相同 | 相同 | 无差异 |
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||||
| **稳定性** | 极高：信号线少，抗干扰能力强 | 中等：信号线多，易受电磁干扰 | 工业环境下，FSMC 并口更容易出现数据传输错误 |
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||||
| **功耗** | 更低 | 更高 | 对 DTU 后备电源续航有轻微影响 |
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| **速率** | 15-20Mbps（足够） | 80-90Mbps（过剩） | 速率提升对 DTU 业务无任何感知 |
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## 软件方案
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[STM32F407](硬件设计/元器件/STM32F407.md) +[lwIP](../../../知识库/嵌入式/通信/互联网/lwIP.md) + PHY 芯片方案
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* 需要移植 STM32 MAC 驱动、PHY 驱动，完成 RMII/MII 接口配置
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* 需要深入理解 LwIP 协议栈（内存管理、netconn/socket API、回调机制）
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* 需要调试网络稳定性（丢包、重连、ARP 冲突、TCP 滑动窗口等）
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* 没有操作系统时需手动维护 LwIP 主循环，有操作系统时需移植到 FreeRTOS/RT-Thread
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* 熟练工程师需 1-2 个月，新手可能 3 个月以上
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## 比较
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| 维度 | [STM32F407](硬件设计/元器件/STM32F407.md) +[lwIP](../../../知识库/嵌入式/通信/互联网/lwIP.md) + PHY | STM32F4 + CH395 |
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| ------------- | --------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------- |
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| **开发难度** | ⭐⭐⭐⭐⭐ 极难 | ⭐ 极低 |
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| **开发周期** | 1-3 个月 | 1-2 周 |
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| **MCU 资源占用** | 极高（需≥128KB RAM、≥256KB Flash） | 极低（仅需几 KB RAM/Flash） |
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| **稳定性** | 中等（依赖软件移植和调试） | 极高（硬件固化协议，经过验证） |
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| **协议灵活性** | 极高（可深度定制、添加私有协议） | 极低（仅支持芯片固化的协议） |
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| **BOM 成本** | 较低（PHY 芯片约 2-10 元） | 中等（CH395F 约 10-20 元） |
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| **最高速率（UDP）** | 约 80-90Mbps（RMII 接口） | 约 80-90Mbps（并口）/ 15-20Mbps（SPI） |
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| **工业级可靠性** | 需大量调试验证 | 天生适合工业场景 |
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| **电磁兼容（EMC）** | 需精心设计 PCB 和软件滤波 | 芯片级抗干扰能力强 |
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| **适用场景** | 复杂协议、灵活定制、高性价比 | 工业 DTU、稳定优先、快速上市 |
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## 多网口方案
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### 方案一：CH395 + 工业级百兆交换机芯片
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用 1 颗 3 口 / 5 口百兆交换机芯片，将 CH395 的单网口扩展为 3 个物理 RJ45 口。**所有网口共享同一个 IP 地址、MAC 地址和 8 个 TCP 连接**，对外表现为一个网络设备，交换机芯片完全透明，无需修改原有 CH395 驱动。
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### 方案二：3 颗独立 CH395 芯片（**仅用于多网段 / 多 IP 需求**）
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每颗 CH395 对应 1 个独立 RJ45 口，**每个网口拥有独立的 MAC 地址、IP 地址和 8 个 TCP 连接**，可同时连接 3 个完全独立的网络（如主站 A、主站 B、本地运维网）。
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## CH395 芯片
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CH395 是以太网协议栈管理芯片，用于单片机系统进行以太网通讯。
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CH395芯片自带 10/100M以太网介质传输层 MAC和物理层收发器 PHY，完全兼容 IEEE802.3协议，内置了 IP、ARP、ICMP、UDP、TCP 等以太网协议栈固件。单片机系统可以方便的通过 CH395 芯片进行网络通讯。
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### 选型建议
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CH395A 基于 CH395Q 升级，CH395P 基于 CH395L 升级，引脚基本兼容，替换时需调整外围电路。
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CH395Q、CH395L 维持供货但不建议新设计选用。
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|项目|CH395F|CH395A|CH395P|
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|---|---|---|---|
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|**封装**|QFN32|LQFP64M|LQFP128|
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|**尺寸**|4×4 mm|10×10 mm|14×14 mm|
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|**引脚间距**|0.4 mm|0.5 mm|0.4 mm|
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|**串口特色**|**RS485 自动切换 + 硬件流控**|无|无|
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|**接口**|SPI / 串口 / 并口（复用）|SPI / 串口 / 并口（复用）|并口独立引脚|
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|**官方建议**|**新设计首选**|兼容老款 Q|兼容老款 L|
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|**功耗 / 工艺**|新工艺，发热更低|升级 Q，功耗优化|升级 L，功耗优化|
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本次设计，建议先选用**CH395F**。
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### 价格
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* CH395F 8.5
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* CH395A 10
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* CH395P 16
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## 工业级百兆交换机芯片 JL5105B
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找不到详细资料，下一个版本再说
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## 工业级百兆交换机芯片 RTL8305NBI-CG
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[立创开源作品：**五口百兆交换机**](https://oshwhub.com/ay08/2-kou-bai-zhao-jiao-huan-ji)
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**工业级型号**：部分型号标注 **NBI** 后缀，支持 **-40～85℃** 工业温度范围，需在采购时明确标注。
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| 型号 | 代工与工艺 | 核心电压 | 功耗特征 | 适用场景 | 备注 |
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| :------------------- | :------------------- | :------- | :---------------- | :--------- | :-------------------- |
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| **RTL8305NBI-CG** | 瑞昱设计，**台积电（TSMC）代工** | **1.0V** | 典型约 90–110mA@3.3V | 工业级、高端消费电子 | 品质稳定、口碑佳，主流供货 |
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| **RTL8305NBI-VB-CG** | 瑞昱设计，**大陆厂商代工** | **1.2V** | 较 CG 版本略高 | 成本敏感的通用场景 | **BOM 需微调**、寄存器配置略有更新 |
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REALTEK(瑞昱)RTL8305NBI-CG
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基础功能：
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- 5端口交换控制器，集成内存、收发器
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- 支持10Base-T和100Base-TX操作
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- 非阻塞线速接收/传输
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- 流控（半双工背压/全双工IEEE 802.3x）
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- 地址学习/老化（2K条目查找表）
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- 自动协商（速度/双工/流控能力）
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- 环回检测（硬件支持）
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- 电缆诊断（RTCT功能）
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- 物理层极性检测与校正
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高级功能：
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- VLAN（16组，支持802.1Q标记）
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- QoS（4级优先级队列，带宽控制）
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- IEEE 802.1p优先级重标记
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- 风暴过滤（广播/组播/未知单播）
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- 节能以太网（EEE，IEEE 802.3az）
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- 输入输出丢包控制
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- 查找表LRU功能
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- 环回检测的LED/蜂鸣器告警
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### 价格
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淘宝价格：
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* RTL8305NB-CG 8.65
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* RTL8305NBI-CG [21.32]()
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* RTL8305NBI-VB-CG 12.52
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* RTL8305NB-VB-CG 4.91
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从上面的价格可以看出，工业级的贵了非常多
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@@ -1,28 +0,0 @@
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## 核心定义
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远程采集现场设备的**开关量状态信号**，本质是对设备"开/关、有/无、正常/故障"等离散状态的远程监测。无需复杂计算，只需要判断状态。
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## 核心作用
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- 实时掌握设备运行状态，判断是否正常工作
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- 捕捉故障告警信号（短路、过载、设备异常），为故障定位提供依据
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- 记录状态变化事件（如开关分合闸时间），用于运维追溯
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## 技术特点
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- **信号类型**：无源接点（干接点，如开关辅助触点）或有源接点（湿接点，如 DC 24V 电平信号）
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- **数据格式**：布尔值（0/1、ON/OFF），无需模数转换（ADC）
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- **传输特点**：状态变化时主动上报（变位遥信）或定时轮询上报，数据量小、实时性要求高
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## 典型采集对象
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||||
| 设备类型 | 遥信采集内容 |
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| --- | --- |
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| 柱上开关/断路器 | 分闸状态、合闸状态、储能完成状态、故障跳闸信号 |
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||||
| 配电变压器 | 油温过高告警、柜门开关状态、瓦斯保护动作信号 |
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||||
| 开闭所/环网柜 | 隔离开关位置、接地开关位置、熔断器熔断信号 |
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| 终端设备（DTU/FTU） | 自身电源故障、通信故障、装置异常信号 |
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## 实现载体
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||||
- [FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md)采集柱上开关遥信
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||||
- [DTU（Distribution Terminal Unit）](DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md) 采集开闭所设备遥信
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||||
- [TTU（Transformer Terminal Unit）](TTU（Transformer%20Terminal%20Unit）.md)采集变压器告警遥信
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## 典型应用
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||||
配电线路发生短路时，[FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md)采集到断路器**故障跳闸遥信信号**，并立即上传到配电自动化主站，主站据此判断故障区间。
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||||
## 相关概念
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||||
- [[三遥]] — 遥信、遥测、遥控总览
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||||
- [[遥测（YC，Remote Telemetry）]] — 远程数据测量
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||||
- [[遥控（YK，Remote Control）]] — 远程操作控制
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||||
@@ -1,29 +0,0 @@
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||||
## 核心定义
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||||
主站系统向现场终端下发指令，**远程控制设备的运行状态**。是主动干预设备运行的操作，直接改变设备的工作模式，是配电自动化"闭环控制"的关键环节。
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## 核心作用
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- 远程实现开关设备的分合闸操作，无需人工到现场
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||||
- 故障时远程隔离故障区间、恢复非故障区域供电
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- 远程调整设备定值（保护定值、电容器投切）
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||||
- 实现无人值守站的自动控制（负荷转供、无功补偿）
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## 技术特点
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- **指令类型**：控制命令（如"分闸""合闸"），需包含操作对象、操作类型、校验信息
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- **安全机制**：严格的权限管理 + 操作返校确认（终端收到指令后先回传指令内容，主站确认无误后再执行）+ 防误操作逻辑（如禁止带负荷分闸隔离开关）
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||||
- **传输特点**：主站主动下发，终端执行后反馈操作结果（成功/失败），实时性要求极高
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||||
## 典型控制对象
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||||
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||||
| 设备类型 | 遥控操作内容 |
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| --- | --- |
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| 断路器/负荷开关 | 远程分闸、远程合闸 |
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||||
| 电容器组 | 投切控制（无功补偿调节） |
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| 终端设备 | 远程复位、参数整定、校时 |
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||||
## 实现载体
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- [FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md) 执行柱上开关遥控
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||||
- [DTU（Distribution Terminal Unit）](DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md) 执行开闭所开关遥控
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||||
- 两者是"故障自愈"的核心执行单元
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||||
## 典型应用
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||||
配电自动化主站通过遥信发现某线路故障、遥测确认故障电流后，自动向故障点两侧的 [FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md) 下发**遥控分闸指令**，隔离故障区间，再向联络开关下发**遥控合闸指令**，恢复非故障区域供电。
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||||
## 相关概念
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||||
- [[三遥]] — 遥信、遥测、遥控总览
|
||||
- [遥信（YX，Remote Signaling）](遥信（YX，Remote%20Signaling）.md) — 远程状态采集
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||||
- [[遥测（YC，Remote Telemetry）]] — 远程数据测量
|
||||
@@ -1,28 +0,0 @@
|
||||
## 核心定义
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||||
远程采集现场设备的**模拟量/数值型数据**，通过传感器、互感器将物理量（电压、电流等）转换为电信号，再经终端的 ADC（模数转换器）量化后上传。
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||||
## 核心作用
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- 监测设备运行的核心电气参数，判断是否在额定范围内
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||||
- 计算电能质量指标（功率因数、谐波含量）
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||||
- 统计电能量数据（有功/无功电能），用于计量和线损分析
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||||
- 为故障分析提供量化数据（如故障电流大小）
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||||
## 技术特点
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||||
- **信号类型**：模拟量（如 0~5V 电压、4~20mA 电流），需经 ADC 转换为数字量
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||||
- **数据格式**：数值型（如电压 220V、电流 100A），带有量纲和精度要求
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||||
- **传输特点**：定时周期上报（如 1~2 分钟/次，TTU 的典型周期），数据量比遥信大，对精度要求高
|
||||
- **关键指标**：量程、精度（如 0.5 级、1 级）、分辨率，直接影响测量准确性
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||||
## 典型采集对象
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||||
|
||||
| 设备类型 | 遥测采集内容 |
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||||
| --- | --- |
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||||
| 配电线路 | 三相电压、三相电流、线路有功功率、无功功率、功率因数、频率 |
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||||
| 配电变压器 | 高低压侧电压电流、负载率、有功/无功电能、油温 |
|
||||
| 开闭所/环网柜 | 母线电压、出线电流、电能累计值 |
|
||||
## 实现载体
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||||
- [TTU（Transformer Terminal Unit）](TTU（Transformer%20Terminal%20Unit）.md)侧重变压器遥测计算
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||||
- [DTU（Distribution Terminal Unit）](DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md)/[FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md) 侧重线路遥测采集
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||||
## 典型应用
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||||
[TTU（Transformer Terminal Unit）](TTU（Transformer%20Terminal%20Unit）.md)每隔 1 分钟采集配电变压器低压侧三相电压/电流，计算出**有功功率和功率因数**，并上传主站。主站分析变压器是否过载或轻载运行。
|
||||
## 相关概念
|
||||
- [[三遥]] — 遥信、遥测、遥控总览
|
||||
- [遥信（YX，Remote Signaling）](遥信（YX，Remote%20Signaling）.md) — 远程状态采集
|
||||
- [[遥控（YK，Remote Control）]] — 远程操作控制
|
||||
@@ -1,15 +0,0 @@
|
||||
## 定义
|
||||
主要实现配电网数据采集与监控等基本功能，以及分析应用等扩展功能，为配网调度和配电生产服务，简称配电主站。
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||||
## 在系统架构中的位置
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||||
配电自动化系统的第一层（最高层），接收来自终端和子站的数据，做出调度决策并下发控制指令。
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||||
```
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||||
主站 ← 接收遥信/遥测数据 → 分析决策 → 下发遥控指令 → 子站/终端
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||||
```
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||||
## 核心功能
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||||
- 配电网数据采集与监控（SCADA）
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||||
- 分析应用（故障定位、负荷分析、线损计算等）
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||||
- 调度决策
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||||
- 遥控指令下发
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||||
## 与子站的关系
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||||
主站通过通信信道与子站连接，子站作为中间层汇集终端数据后上报主站，降低主站直接面对的终端数量，优化系统结构层次。
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||||
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||||
@@ -1,17 +0,0 @@
|
||||
## 定义
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||||
为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网而设置的中间层，实现信息汇集和处理、通信监视等功能。根据需要，配电子站也可实现区域配电网故障处理功能，简称配电子站。
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||||
## 在系统架构中的位置
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||||
配电自动化系统的第二层，介于[配电主站](配电主站.md)和终端之间，作为数据汇集和转发的中间节点。
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||||
```
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||||
主站 ←→ 子站 ←→ 终端 (DTU/FTU/TTU)
|
||||
```
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||||
## 核心功能
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||||
- 信息汇集：汇聚多个终端的遥信/遥测数据
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||||
- 信息处理：数据预处理、格式转换
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||||
- 通信监视：监控通信链路状态
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||||
- 区域故障处理（可选）：在子站层面实现局部故障自愈，无需上报[配电主站](配电主站.md)
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||||
## 设置目的
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||||
- 优化系统结构层次，避免主站直接面对海量终端
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||||
- 提高信息传输效率
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||||
- 便于配电通信系统组网
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||||
|
||||
@@ -1,39 +0,0 @@
|
||||
## 定义
|
||||
以一次网架和设备为基础，综合利用计算机技术、信息及通信等技术，实现对配电网的监测与控制，并通过与相关系统的信息集成，实现配电系统的管理。
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||||
## 系统基本架构
|
||||
配电自动化系统由四个层次组成：
|
||||
|
||||
```
|
||||
┌─────────────┐
|
||||
│ 配电主站 │ 数据采集与监控、分析应用
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└──────┬──────┘
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│ 通信信道
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┌──────┴──────┐
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│ 配电子站 │ 信息汇集、通信监视、区域故障处理
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└──────┬──────┘
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│ 通信信道
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┌──────┴────────────────────────┐
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│ 终端 (DTU / FTU / TTU) │ 数据采集、控制、通信
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└──────────────────────────────┘
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```
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### 各层职责
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| 层级 | 名称 | 职责 |
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| --- | -------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 第一层 | [[配电主站]] | 数据采集与监控、分析应用、调度决策 |
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| 第二层 | [[配电子站]] | 信息汇集、通信监视、区域故障处理 |
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| 第三层 | 终端 | [DTU（Distribution Terminal Unit）](DTU（Distribution%20Terminal%20Unit）.md)、[FTU（Feeder Terminal Unit）](FTU（Feeder%20Terminal%20Unit）.md)、[TTU（Transformer Terminal Unit）](TTU（Transformer%20Terminal%20Unit）.md)，负责现场数据采集与控制 |
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| 第四层 | 通信信道 | 连接各层级的数据传输通道 |
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## 遥测分级
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| 级别 | 包含功能 | 说明 |
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| --- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | ----------------- |
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| 一遥 | [遥信（YX，Remote Signaling）](遥信（YX，Remote%20Signaling）.md) | 仅状态监测，无数据采集和控制 |
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| 二遥 | [遥信（YX，Remote Signaling）](遥信（YX，Remote%20Signaling）.md) + [遥测（YC，Remote Telemetry）](遥测（YC，Remote%20Telemetry）.md) | 状态监测 + 数据测量，无远程控制 |
|
||||
| 三遥 | [遥信（YX，Remote Signaling）](遥信（YX，Remote%20Signaling）.md) + [遥测（YC，Remote Telemetry）](遥测（YC，Remote%20Telemetry）.md) + [遥控（YK，Remote Control）](遥控（YK，Remote%20Control）.md) | 完整闭环：监测、测量、控制 |
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||||
详见 [[三遥]]。
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## 配电自动化系统基本架构
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@@ -1,596 +0,0 @@
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中华人民共和国国家标准`GB/T 35732—2025 配电自动化终端技术规范`
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## 前言
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本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
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本文件代替GB/T35732—2017《配电自动化智能终端技术规范》，与GB/T35732—2017相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
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a）更改了“范围”（见第1章，2017年版的第1章）；
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||||
b）更改了“配电自动化终端”的定义（见3.1，2017年版的3.1）；
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||||
c）增加了“配变终端”和“馈线自动化”术语和定义（见3.4和3.5）；
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||||
d）删除了配电自动化智能终端等相关术语和定义（见2017版的3.4、3.5、3.6、3.7和3.8）；
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||||
e）更改了缩略语（见第4章，2017年版的第4章）；
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||||
f）更改了总体要求（见第5章，2017年版的第5章）；
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||||
g）更改了功能要求中一般要求（见6.1，2017年版的6.1）、馈线终端/站所终端测量控制功能（见6.2.1，2017年版的6.2）、故障处理功能（见6.2.2，2017年版的6.3）、通信功能（见6.2.3，2017年版的6.4）；
|
||||
h）增加了电源管理功能（见6.2.4）、后备电源（见6.2.5），其他功能（见6.2.6）、配变终端功能要求（见6.3）、运维功能（见6.4）；
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||||
i）更改了结构外观（见6.5，2017年版的7.3）、技术条件中环境条件（见7.1，2017年版的7.1）、供电电源要求（见7.2，2017年版的7.2）、二次回路（见7.3，2017年版的7.4）；
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||||
j）删除了接口要求（见2017版的7.5）、分布式FA的技术要求（2017年版的7.7）、即插即用的技术要求（见2017年版的7.8）；
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||||
k）更改了性能要求中测量控制（见8.1，2017年版的8.1）、通信和对时（见8.3，2017年版的7.6）、绝缘性能（见8.5，2017年版的8.2）、电磁兼容性能（见8.6，2017年版的8.3）、机械振动（见8.7，2017年版的8.4）、连续通电稳定性（见8.8，2017年版的8.5）、可靠性（见8.9，2017年版的8.6）；
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||||
l）增加了性能要求中故障处理要求（见8.2）、其他性能（见8.4）；
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||||
m）更改了试验方法中静态检测相关内容（见第9章、2017年版的9.1）；
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n）删除了试验方法中动态检测相关内容（2017年版的9.2）；
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o）增加了标志、包装、运输和贮存要求（见第10章）；
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p）删除了试验方法静态检测附录和动态检测附录（见2017年版的附录E和附录F）。
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请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
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本文件由中国电力企业联合会提出。
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本文件由全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会（SAC/TC82）归口。
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本文件起草单位：国网电力科学研究院有限公司、上海交通大学、广东电网有限责任公司电力调度控制中心、国网山东省电力公司电力科学研究院、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、国网陕西省电力有限公司电力科学研究院、中国电力科学研究院有限公司、国网上海市电力公司、南方电网科学研究院有限责任公司、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、浙江华电器材检测研究院有限公司、国网河南省电力公司电力科学研究院、国网湖南省电力有限公司电力科学研究院、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司、江苏金智科技股份有限公司、珠海许继电气有限公司、东方电子股份有限公司、科大智能电气技术有限公司、南京南瑞继保工程技术有限公司、长园深瑞继保自动化有限公司、北京四方继保工程技术有限公司、积成电子股份有限公司、国电南瑞南京控制系统有限公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国网山西省电力公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学研究院、国网吉林省电力有限公司、云南电网有限责任公司、国电南京自动化股份有限公司、许昌开普检测研究院股份有限公司、许继德理施尔电气有限公司、烟台东方威思顿电力设备有限公司、江苏宏源电气有限责任公司、南瑞智能配电技术有限公司、国网电力科学研究院有限公司实验验证中心、南方电网电力科技股份有限公司、国家电网有限公司技术学院分公司。
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||||
本文件主要起草人：蔡月明、杜红卫、刘东、刘明祥、赵瑞锋、温彦军、罗翔、关石磊、王峰、刘彬、韩韬、陈冉、史训涛、李志、杨雄、谢芮芮、朱吉然、朱卫平、张驰、谭卫斌、秦明辉、尹惠、朱中华、许健、李蔚凡、吕立平、凌万水、孙建东、肖小兵、欧世锋、郭文鑫、吕世轩、张驰、吴岩、张帝、郭梓毅、徐铭铭、乔莉、卢建刚、徐浩、周捷、夏燕东、吴海、李永岗、张华、刘洛阳、薛建民、金强、杨松、李冠良、王洪林、曾瑞江、杨亚洲、权立、李立生、王高海、段文勇、谢文强、孙健、黄亮亮、刘玲、袁涛、阿衣子布、王猛、王伟、王婧。
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本文件及其所替代文件的历次版本发布情况为：2017年首次发布为GB/T35732—2017；本次为第一次修订。
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## 1 范围
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本文件规定了配电自动化终端（以下简称“终端”）的总体要求和技术条件，以及功能、性能、标志、包装、运输和贮存要求，描述了相应的试验方法。
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本文件适用于终端的规划、设计、采购、安装调试、检测、验收和运维。
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## 2 规范性引用文件
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下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
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GB/T 2423.10—2019 环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）
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GB/T 4208—2017 外壳防护等级（IP代码）
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||||
GB/T 5095（所有部分） 电子设备用机电元件
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GB/T 7261—2016 继电保护和安全自动装置基本试验方法
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GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
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GB/T 13729—2019 远动终端设备
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GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程
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GB/T 14598.24 量度继电器和保护装置第24部分：电力系统暂态数据交换（COMTRADE）通用格式
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GB/T 14598.27—2025 量度继电器和保护装置第27部分：产品安全要求
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GB/T 17215.321—2021 电测量设备（交流）特殊要求第21部分：静止式有功电能表（A级、B级、C级、D级和E级）
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GB/T 17215.323—2022 电测量设备（交流）特殊要求第23部分：静止式无功电能表（2级和3级）
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GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
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GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术 第3部分：射频电磁场辐射抗扰度试验
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GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
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GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验
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GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验
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GB/T 17626.9 电磁兼容试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验
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GB/T 17626.10 电磁兼容试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验
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GB/T 17626.11 电磁兼容试验和测量技术 第11部分：对每相输入电流小于或等于16A设备的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验
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GB/T 17626.18 电磁兼容试验和测量技术 阻尼振荡波抗扰度试验
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GB/T 17626.29 电磁兼容试验和测量技术 直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
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GB/T 19638.1—2014 固定型阀控式铅酸蓄电池第1部分：技术条件
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## 3 术语和定义
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### 3.1 配电自动化终端 remote terminal unit of distribution automation
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完成数据采集、故障处理、控制和通信等功能，安装在配电网的各种远方监测、控制单元的总称。
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注：主要包括馈线终端、站所终端和配变终端等。
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[来源：DL/T 1406-2015，3.1.5，有修改]
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### 3.2 馈线终端 feeder terminal unit
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安装在中压配电网架空线路杆塔等处的配电自动化终端。
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### 3.3 站所终端 distribution terminal unit
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安装在中压配电网开关站、环网室、环网箱、配电室、箱式变电站等处的配电自动化终端。
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### 3.4 配变终端 transformer terminal unit
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安装在配电变压器低压侧的配电自动化终端。
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### 3.5 馈线自动化 feeder automation
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利用二次装置或系统，监视配电网的运行状况，及时发现配电网故障，进行故障定位、隔离，以及恢复非故障区域的供电。
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[来源：DL/T 1406-2015，3.1.6，有修改]
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## 4 缩略语
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下列缩略语适用于本文件。
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- DTU：站所终端（Distribution Terminal Unit）
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- FTU：馈线终端（Feeder Terminal Unit）
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- SOE：事件顺序记录（Sequence Of Events）
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- TTU：配变终端（Transformer Terminal Unit）
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## 5 总体要求
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* 5.1 终端应满足配电网电力生产供应过程中的监测、控制、运行等业务需求。
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* 5.2 终端应采用模块化可扩展设计，通过硬件模块增加或更换、软件模块安装或升级等方式实现终端功能扩展。
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* 5.3 终端应与配电一次设备成套化设计。
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* 5.4 终端应满足分布式电源、储能装置及电动汽车充换电设备等设施的接入和协调控制需求。
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* 5.5 终端通信接口应满足接入光纤、无线等通信通道的要求，满足配电自动化、调度运行等业务数据交互需求。
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* 5.6 终端信息安全应按照GB/T36572的规定，应采用国家密码管理部门核准的商用密码算法，采用硬件密码模块或芯片等方式，实现与主站身份认证及数据交互的完整性、机密性、可用性保护。
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* 5.7 应按规范进行终端定值整定、运行管理和维护检修，以保证其正确发挥作用。
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## 6 功能要求
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### 6.1 一般要求
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6.1.1 终端应具备自诊断、自恢复功能，对各功能板件、重要芯片及软件进行自检，自检异常时能产生就地及远传报警信号，并能自动复位。
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6.1.2 终端上电、断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降过程中，终端均不应误输出，当电源恢复正常后，终端应自动恢复正常运行。
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6.1.3 终端应具备装置运行、通信等状态指示。
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6.1.4 终端应支持通信异常时通信模块复位。
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6.1.5 终端应具备对时、定位、守时功能，能接受主站、卫星对时命令。
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### 6.2 馈线终端/站所终端
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#### 6.2.1 测量控制功能
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FTU/DTU测量控制功能符合以下规定。
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a）应采集并发送交流电压、交流电流及直流电压等模拟量信号，应具备模拟量越限告警及上送功能。
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b）应采集并发送状态量，应具备状态量变位优先传送及防误报功能。
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c）应具备接收、返校并执行遥控命令功能，保护与控制宜分开输出；终端异常时不应影响手动分合闸功能。
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d）应具备历史数据循环存储、远程调阅功能。
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e）宜具备电能量采集功能。
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f）宜具备合闸同期检测功能。
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g）宜具备终端状态在线监测功能，满足智能运维和状态检修要求。
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h）可具备同步采样功能。
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i）可具备分合闸及储能回路录波功能。
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j）可具备控制回路断线检测功能。
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k）应用在分布式电源和储能等公共连接点的终端，宜具备双侧电压/频率采集、功率方向检测及电能质量监测功能。
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#### 6.2.2 故障处理功能
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||||
FTU/DTU故障处理功能符合以下规定：
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a）应具备短路与接地故障检测功能，支持上述故障通信及SOE，支持上述对应故障事件，故障事件包括故障时的遥信状态及故障发生时刻的电压、电流值等；
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b）应支持集中型、就地型、分布式等馈线自动化模式的选配和远方投退，支持多种馈线自动化模式之间、馈线自动化和保护之间协同处理故障，满足不同配电网架及运行特性；
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c）分布式馈线自动化宜具备互操作能力；
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d）馈线自动化宜具备纵向即插即用功能，新接入的FTU/DTU可无缝接入到现有的馈线自动化模式中；
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e）终端应根据配电线路分布式电源或储能接入情况，在馈线自动化处理逻辑中合理增加故障电流方向检测等措施，确保馈线自动化正确动作；
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f）应支持保护功能的选配和远方投退，保护功能应按照GB/T14285的规定；
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g）应具备三段定时限过流保护和两段零序过流保护功能，应具备重合闸和合闸后加速保护功能，应具备防励磁涌流误动作功能；
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h）应用于中性点不接地/经高阻抗接地/谐振接地系统，应具备小电流接地系统单相接地保护功能；
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||||
i）宜具备配电线路断线故障判别功能，可具备断线故障告警或跳闸功能；
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j）用于合环运行或分布式电源接入的配电网，过流保护应具备故障电流方向检测，重合闸宜具备合闸同期检测功能；
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k）应用于分布式电源和储能等公共连接点处的终端，宜具备防孤岛保护功能（含低电压保护、过电压保护、低频保护、过频保护）；
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||||
l）应具备故障录波功能，录波文件应按照GB/T14598.24的规定，录波数据可本地存储与远传；
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m）应具有明显的线路故障就地状态指示，应支持故障指示手动复归、自动复归和主站远程复归。
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#### 6.2.3 通信功能
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||||
FTU/DTU通信功能符合以下规定：
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a）应支持以太网、无线虚拟专网、RS485串口等通信方式，用于数据远传、本地设备接入、本地运维，宜具备用于本地运维的无线通信接口；
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||||
b）与主站、本地设备之间通信应按照DL/T634.5101、DL/T634.5104等的规定；
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c）宜支持上电自动向主站进行注册、自动识别及自动接入。
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||||
#### 6.2.4 电源管理功能
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||||
FTU/DTU电源管理功能符合以下规定：
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a）采用双路供电电源供电时，应具备任一路供电电源供电不足或消失时，终端能不间断正常运行；
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b）应具备后备电源的充放电管理功能，当供电电源不足或消失时应能给出告警信号并自动无缝切换到后备电源供电，当供电电源恢复后应自动切回供电电源供电；
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c）应具备后备电源状态监测功能，并将信息上送配电自动化主站，宜具备后备电源健康状态评估功能；
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d）当后备电源为铅酸蓄电池时，应具备当地及远方电池活化功能；
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e）供电电源和后备电源均应独立满足终端本体、通信设备正常运行及对开关设备的正常分合闸操作。
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#### 6.2.5 后备电源
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FTU/DTU后备电源符合以下规定：
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a）应采用蓄电池或超级电容等；
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b）额定电压宜采用直流24V或48V。
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#### 6.2.6 其他功能
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FTU/DTU其他功能符合以下规定：
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a）可扩展开关设备状态监测及评价功能，支持接入多类型设备传感器；
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b）可扩展行波测距功能，故障行波录波文件应按照GB/T14598.24的规定；
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c）可具备线路绝缘异常录波、绝缘故障判断及告警功能，绝缘异常录波文件应按照GB/T14598.24的规定。
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### 6.3 配变终端
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#### 6.3.1 基本功能
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TTU基本功能符合以下规定：
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a）应具备配电变压器低压侧交流电压、交流电流等模拟量采集与远传功能；
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b）应采集并发送状态量，应具备状态量变位优先传送及防误报功能；
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c）应具备电能量采集功能；
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d）应具备数字证书下的终端入网双向身份认证的安全管理功能，并支持接入多个主站系统；
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e）宜具备日志管理、容器管理、应用软件管理功能；
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f）宜具备终端状态在线监测功能，满足智能运维和状态检修要求。
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#### 6.3.2 扩展功能
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TTU应支持以应用软件方式实现功能扩展，扩展功能符合以下规定：
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a）宜具备台区内设备运行信息采集、数据存储与统计分析功能，台区设备包括低压智能断路器、电能质量治理设备、分布式光伏、储能、充电桩等；
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b）宜具备台区本地决策分析功能，包括台区拓扑识别、故障研判、线损分析、三相不平衡分析、可开放容量分析、源网荷储充协同控制等；
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c）宜具备台区内用户电能表数据采集、存储、主动远传功能；
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d）宜具备台区设备台账管理、设备模型管理等功能。
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#### 6.3.3 通信功能
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||||
TTU通信功能符合以下规定：
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a）应具备以太网、无线虚拟专网、RS485串口等通信方式，用于数据远传、本地设备接入、本地运维，宜具备低压载波、微功率无线等本地通信方式；
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b）与主站之间通信应按照DL/T634.5101、DL/T634.5104、DL/T698.45等的规定；
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||||
c）与本地设备之间通信应按照DL/T698.44、DL/T645等的规定；
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||||
d）宜支持上电自动向主站进行注册、自动识别及自动接入。
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#### 6.3.4 电源管理及后备电源
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6.3.4.1 TTU采用交流三相四线制供电，在供电线路任断一线或两线时，终端应正常工作。
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6.3.4.2 TTU后备电源宜采用超级电容，当供电电源供电不足或消失时应能给出告警信号并自动无缝切换到后备电源供电，当主供电源恢复后应自动切回供电电源供电。
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### 6.4 运维功能
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||||
6.4.1 终端应支持本地及远方操作维护，应支持实时数据、历史数据、冻结数据的查看功能，应支持参数、定值的本地及远方修改整定，应支持程序本地及远程升级。
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||||
6.4.2 终端应提供本地运维接口，宜支持DL/T634.5104等通用通信协议，应具有基于硬件加密或身份认证的安全防护措施。
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||||
6.4.3 远方主站对终端进行参数维护、定值查看或整定时，终端应保持与主站系统的正常业务连接。
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### 6.5 结构外观
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6.5.1 终端外壳应按照GB/T14598.27—2017中第6章规定的安全要求。
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6.5.2 安装在户外的终端其外壳的防护等级不应低于GB/T4208—2017中IP55的规定；安装在户内（含遮蔽场所）的终端其外壳的防护等级不应低于GB/T4208—2017中IP20的规定。
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||||
6.5.3 终端的金属外壳、屏（柜）应实现导电性互连，应设置可靠的接地点，接地点应能可靠连接截面不小于 4mm² 的多股铜线。
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6.5.4 终端中的接插件应按照GB/T5095（所有部分）的规定。
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6.5.5 终端电气接口宜采用支持快速插合和分离的电连接器，电连接器插头端在非插合状态时，非低功率电流回路应具备自动短接功能。
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||||
6.5.6 FTU/DTU后备电源宜采用支持快速插合和分离的电连接器。
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6.5.7 终端应采用无风扇散热方式。
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## 7 技术条件
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### 7.1 环境条件
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#### 7.1.1 工作场所环境温度和湿度分级
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7.1.1.1 工作场所环境温度和湿度分级应符合表1。
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**表1 工作场所环境温度和湿度分级**
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| 级别 | 环境温度 | 最大变化率 | 湿度 | 最大绝对湿度 | 使用场所范围 |
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| :-- | :------ | :---- | :---- | :----- | :------ |
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| | ℃ | ℃/min | % | g/m³ | |
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| C1 | -25～+55 | 0.5 | 10～98 | 29 | 室内 |
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||||
| C2 | -40～+70 | 1.0 | 10～98 | 35 | 遮蔽场所、户外 |
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| CX | **特定** | | | | |
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7.1.1.2 大气压力如下：
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* 工作场所海拔高度不超过1000m；86kPa～106kPa
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||||
* 工作场所海拔高度1000m～3000m；70kPa～106kPa。
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#### 7.1.2 周围环境要求
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||||
7.1.2.1 无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌存在，无剧烈振动冲击源。
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||||
7.1.2.2 接地电阻应按照GB/T50065的规定。
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||||
#### 7.1.3 贮存、运输环境条件
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||||
设备的贮存、运输环境温度为 -40℃～+70℃。
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#### 7.1.4 特殊使用条件
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||||
当超出7.1.1～7.1.3规定的正常使用条件时，由用户与制造商商定。
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### 7.2 供电电源要求
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#### 7.2.1 交流供电电源要求
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||||
供电电源采用交流电源时符合以下要求：
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a) FTU/DTU供电电压标称值应为220V，TTU供电电压标称值应为380V；
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||||
b) 标称电压容差为 -20%～+20%；
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||||
c) 频率为50Hz，频率容差为 ±5%；
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d) 波形为正弦波，谐波含量小于10%。
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#### 7.2.2 直流供电电源要求
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||||
供电电源采用直流电源时符合以下要求：
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a) 电压标称值为220V, 110V, 48V或24V；
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b) 标称电压容差为 -20%～+15%；
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c) 电压纹波不应大于5%。
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### 7.3 二次回路
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7.3.1 终端通信回路的直流电源宜与终端核心单元工作电源隔离。
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7.3.2 FTU/DTU配套控制回路符合以下规定：
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a) 应具备远方/就地操作切换功能，远方/就地操作切换不应影响保护分合闸出口功能；
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||||
b) 配套断路器采用弹簧电动操作机构时，为防止断路器操动机构同时收到跳、合闸命令时反复跳、合，应具备防跳跃功能，宜使用断路器机构内的防跳跃回路；
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||||
c) 配套断路器采用弹簧电动操作机构时，应具备合闸、跳闸的自保持功能，宜使用断路器机构内的自保持回路。
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||||
7.3.3 导线与电气元件间可采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，均应牢固可靠，强、弱电端子宜分开布置。
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7.3.4 非低功率电流互感器连接导线截面积不应小于2.5mm²，非低功率电压互感器连接导线截面积不应小于1.5mm²，低功率互感器连接导线应采用屏蔽线，截面积不应小于0.5mm²。
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7.3.5 电源及分合闸控制回路连接导线截面积不应小于1.5mm²。
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7.3.6 通信输入及信号回路连接导线截面积不应小于1mm²。
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## 8 性能要求
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### 8.1 测量控制
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#### 8.1.1 交流工频模拟量输入
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8.1.1.1 交流工频电气量采用模拟量输入时，电压、电流的标称值为终端额定值，频率的标称值为50Hz。
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8.1.1.2 在1.2倍标称值范围内，交流工频测量电压与电流引用误差不应大于0.5%，有功功率、无功功率与功率因数引用误差不应大于1%，引用误差基准值为标称值。
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8.1.1.3 工频采样范围45Hz～55Hz，频率测量误差不应大于0.02Hz。
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8.1.1.4 交流工频模拟量参比条件、输入回路要求及其影响量应按照GB/T13729—2019中5.5.2的规定。
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8.1.1.5 终端核心单元交流工频电量每一电流回路的功率消耗不应大于0.75VA，每一电压输入回路的功率消耗不应大于0.5VA。
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#### 8.1.2 交流工频电量允许过量输入能力
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8.1.2.1 连续过量输入。对被测电流、电压施加标称值的120%；施加时间为24h，所有影响量都应保持其参比条件。在连续通电24h后，交流工频电量测量的误差应满足8.1.1的要求。
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8.1.2.2 短时过量输入。在参比条件下，按表2的规定进行试验。
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**表2 短时过量输入**
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| 被测量 | 与电流相乘的系（倍）数 | 与电压相乘的系（倍）数 | 施加次数 | 施加时间 s | 相邻施加间隔时间 s |
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| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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||||
| 电流 | 标称值×20 | — | 5 | 1 | 300 |
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| 电压 | — | 标称值×2 | 10 | 1 | 10 |
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||||
8.1.2.3 在短时过量输入后，交流工频电量测量的误差应满足8.1.1的要求。
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#### 8.1.3 直流模拟量输入
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8.1.3.1 直流电压模拟量输入范围 0V～60V。
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8.1.3.2 直流电压模拟量引用误差不应大于0.5%。
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#### 8.1.4 状态量
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8.1.4.1 对用机械触点“闭合”和“断开”表示的状态量，应使用无源空触点接入方式，遥信电源应由终端提供，宜采用DC24V。
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||||
8.1.4.2 输入回路应有电气隔离及滤波回路，防抖时间在10ms～60000ms内可设。
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8.1.4.3 事件顺序记录分辨率（SOE分辨率）不应大于2ms。
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#### 8.1.5 继电器触点性能
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||||
配套断路器采用弹簧电动操作机构时，与断路器跳合闸线圈相连的继电器触点性能符合以下规定。
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a）机械耐久性：接通不应小于1000次，断开不应小于1000次，不带负载时不应小于1000次。
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b）接通和分断能力：
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1) 连续：不带操作回路时电流不应小于8A，带操作回路时电流不应小于5A；
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||||
2) 短时：持续200ms，不应小于30A；
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||||
短时额定工作周期应为：接通200ms，接通电流停止后断开15s。
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c) 最大断开容量：当 L/R = 40ms（感性负载），不应小于30W。
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#### 8.1.6 电能量采集准确度等级
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8.1.6.1 有功电能量采集按照GB/T17215.321—2021的C级要求。
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8.1.6.2 无功电能量采集按照GB/T17215.323—2022的2级要求。
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### 8.2 故障处理
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8.2.1 电流整定值准确度：故障电流在 0.05In～20In 或 0.05In～10In 范围内，误差不应大于电流整定值的5%或0.05In，取其中较大者。
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||||
8.2.2 电压整定值准确度：误差不应大于电压整定值的5%或0.01Un，取其中较大者。
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||||
8.2.3 时间整定值准确度：过量类保护1.5倍整定值或欠量保护0.7倍整定值时，误差不应大于时间整定值的1%或40ms。
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||||
8.2.4 发生过渡电阻不大于下列规定数值的单相接地故障时，单相接地故障保护功能应能有选择性地跳闸：
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a）对中性点不接地/经高阻抗接地/谐振接地系统（残流不大于30A）：1kΩ；
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b）对中性点经低电阻接地系统：300Ω。
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||||
8.2.5 防孤岛保护功能的频率准确度、低电压保护/过电压保护/低频保护/过频保护的动作时间准确度应按照NB/T11054—2023中4.3.1的规定。
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8.2.6 除已注明返回系数外，过量动作保护功能的返回系数不应小于0.9，欠量动作保护功能的返回系数不应大于1.1。
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### 8.3 通信和对时
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8.3.1 采用卫星授时方式时，终端时间同步准确度应优于1ms。
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8.3.2 无授时条件下，终端24h守时误差不应大于1s。
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8.3.3 地理位置定位误差不应大于15m。
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### 8.4 其他性能
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#### 8.4.1 终端功耗要求
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8.4.1.1 FTU整机功耗不应大于30VA。
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8.4.1.2 DTU采用集中式结构时整机功耗不应大于60VA；DTU采用分散式结构时，间隔单元整机功耗不应大于15W，公共单元整机功耗不应大于20W。
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||||
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||||
8.4.1.3 TTU整机功耗不应大于25VA。
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||||
#### 8.4.2 后备电源性能要求
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||||
8.4.2.1 FTU/DTU的后备电源符合以下要求：
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||||
a) 采用蓄电池时，在主电源失电后应保证完成分一合一分操作并维持终端及通信模块至少运行4h；
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||||
b) 采用超级电容时，在主电源失电后应保证完成分一合一分操作并维持终端及通信模块至少运行15min。
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||||
8.4.2.2 TTU 的后备电源在主电源失电后，应保证维持终端及通信模块至少运行3min。
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8.4.2.3 后备电源寿命及安全性符合以下要求：
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a）后备电源外壳应采用阻燃材料；
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b）阀控式铅酸蓄电池应按照DL/T637的规定；
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c）双电层型超级电容应按照GB/T34870.1的规定；
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d）锂离子电池模块应按照GB/T36276中的规定。
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### 8.5 绝缘性能
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#### 8.5.1 绝缘电阻
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8.5.1.1 在7.1.1.1规定的正常大气条件下，终端的绝缘电阻要求应符合表3。
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**表3 正常条件绝缘电阻**
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| 额定绝缘电压(Ui) | 绝缘电阻要求 MΩ |
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| :--- | :--- |
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| Ui ≤ 60 | ≥5 (用250 V兆欧表) |
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||||
| Ui > 60 | ≥5 (用500 V兆欧表) |
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||||
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||||
8.5.1.2 湿热条件：在温度40℃±2℃，相对湿度93%±3%的恒定湿热条件下终端绝缘电阻的要求应符合表4。
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**表4 湿热条件绝缘电阻**
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||||
| 额定绝缘电压(Ui) | 绝缘电阻要求 MΩ |
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||||
| :--- | :--- |
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||||
| Ui ≤ 60 | ≥1 (用250 V兆欧表) |
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||||
| Ui > 60 | ≥1 (用500 V兆欧表) |
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||||
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#### 8.5.2 介质强度
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||||
在正常试验大气条件下，终端的被试部分应能承受表5规定的工频电压1min的介质强度试验，试验过程无击穿、无闪络现象，泄漏电流不大于5mA。
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||||
试验部位为非电气连接的两个独立回路之间，各带电回路与金属外壳之间。
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**表5 工频耐受电压**
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| 额定绝缘电压(Ui) V | 试验电压有效值 V |
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| :--- | :--- |
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||||
| Ui ≤ 60 | 500 |
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||||
| 60 < Ui ≤ 125 | 1000 |
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||||
| 125 < Ui ≤ 250 | 2500 |
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||||
对于交流工频电量输入端子与金属外壳之间，电压输入与电流输入的端子组之间都应满足频率50Hz，2kV电压，持续时间为1min的要求。
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#### 8.5.3 冲击电压
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||||
电源回路应按电压等级施加冲击电压，额定电压大于60V时，应施加5kV试验电压；额定电压不大于60V时，应施加1kV试验电压；交流工频电量输入回路应施加5kV试验电压。施加 1.2/50μs 冲击波形，5个正脉冲和5个负脉冲，施加间隔不小于5s。
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以下述方式施加于交流工频电量输入回路和电源回路：
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a）接地端和所有连在一起的其他接线端子之间；
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b）依次对每个输入线路端子之间，其他端子接地；
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c）电源的输入和大地之间。
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冲击试验后，终端应无绝缘损坏和器件损坏，终端各项功能、性能指标应满足本文件要求。
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### 8.6 电磁兼容性能
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#### 8.6.1 端口
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图1所示端口适用于终端的电磁兼容试验项目所施加的部位，项目试验端口应符合表7。
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> **（图1：端口示意图，包含外壳、电源、输入、输出、通信、功能地端口）**
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注1：输入端口含电流、电压及开关量输入端口，其中电流、电压端口含模拟量小信号输入端口。
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注2：输出端口含开关量输出端口。
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||||
注3：通信端口含长度适用的以太网通信、RS485串口通信等端口。
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#### 8.6.2 验收准则
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终端试验结果的判定以8.1的要求作为基准，允许的改变见表6。
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**表6 电磁兼容试验项目验收准则**
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| 准则 | 功能 | 验收条件 |
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| :--- | :--- | :--- |
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| A | 故障处理 | 试验中及试验后，在规定限值内性能正常 |
|
||||
| | 命令与控制 | 试验中及试验后，在规定限值内性能正常 |
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||||
| | 测量 | 误差改变量不应大于准确等级指数的200%或100%* |
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||||
| | 人机接口和可视报警 | 试验期间没有性能下降或功能丧失，存储数据不丢失 |
|
||||
| | 数据通信 | 误码率可能增加，但传输数据不丢失 |
|
||||
| | 开关量输入、开关量输出和输出触点 | 试验期间不允许有不需要的状态改变 |
|
||||
| B | 故障处理 | 试验中及试验后，在规定限值内性能正常 |
|
||||
| | 命令与控制 | 试验中及试验后，在规定限值内性能正常 |
|
||||
| | 测量 | 误差改变量不应大于准确等级指数的200%或100%* |
|
||||
| | 人机接口和可视报警 | 试验期间暂时性能下降或功能丧失，试验后自行恢复，存储数据不丢失 |
|
||||
| | 数据通信 | 误码率可能增加，但传输数据不丢失** |
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||||
| | 开关量输入、开关量输出和输出触点 | 试验期间不允许有不需要的状态改变 |
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||||
| *根据测试项目不同，选择不同的误差改变量要求。 |
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||||
| **故障处理或控制功能通信端口除外。验收标准见故障处理、命令与控制验收准则。 |
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#### 8.6.3 试验要求
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||||
终端电磁兼容性能试验项目应包含表7所列项目，各试验项目所依据文件、试验等级、试验值、试验端口及验收准则选择按表7的规定执行。
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**表7 电磁兼容性能指标要求**
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| 试验项目 | 依据文件 | 试验等级 | 试验值 | 试验端口 | 验收准则 |
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||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| 电压突降和电压中断抗扰度 | 采用交流电源，按照GB/T 17626.11执行；采用直流电源，按照GB/T 17626.29执行 | | 中断至100% UT<br>采用交流电源，电压中断持续时间0.5 s；采用直流电源，电压中断持续时间0.2 s | 电源 | A<br>测量误差改变量不大于200% |
|
||||
| 阻尼振荡波抗扰度 | 按照GB/T 17626.18慢速阻尼振荡波执行 | 3 | 共模试验电压2.5 kV、差模试验电压1.25 kV | 电源、输入、输出 | B<br>测量误差改变量不大于200% |
|
||||
| | | | 屏蔽层对地1.25 kV | 通信 | |
|
||||
| 电快速瞬变脉冲群抗扰度 | GB/T 17626.4 | 4 | 2.0 kV | 输入、输出、通信、功能地 | B<br>测量误差改变量不大于200% |
|
||||
| | | | 4.0 kV | 电源 | |
|
||||
| 浪涌抗扰度 | GB/T 17626.5 | 4 | 线对地试验电压4.0 kV、线对线试验电压2.0 kV | 电源、输入、输出、通信 | B<br>测量误差改变量不大于200% |
|
||||
| 静电放电抗扰度 | GB/T 17626.2 | 4 | 接触放电±8 kV、空气放电±15 kV | 外壳及人体易触碰部位 | B<br>测量误差改变量不大于200% |
|
||||
| 工频磁场抗扰度 | GB/T 17626.8 | 5 | 连续磁场100 A/m | 外壳 | B<br>测量误差改变量不大于100% |
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||||
| 脉冲磁场抗扰度 | GB/T 17626.9 | 5 | 1 000 A/m | 外壳 | A<br>测量误差改变量不大于100% |
|
||||
| 阻尼振荡磁场抗扰度 | GB/T 17626.10 | 5 | 100 A/m | 外壳 | B<br>测量误差改变量不大于100% |
|
||||
| 射频辐射电磁场抗扰度 | GB/T 17626.3 | 3* | 10 V/m (80 MHz～1 000 MHz) | 外壳 | A<br>测量误差改变量不大于100% |
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||||
| | | 4* | 30 V/m (1.4 GHz～2 GHz) | 外壳 | |
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*射频辐射电磁场抗扰度试验级别说明如下。
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||||
——3级:严重电磁辐射环境。便携收发机(额定功率2 W或更大),能接近设备使用,但距离不小于1 m。终端附近有大功率广播发射器和工科医设备,是一种典型的工业环境。
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——4级:距离设备1 m以内使用便携收发机,或距离终端1 m以内使用严重的干扰源。
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### 8.7 机械振动
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终端应能承受频率为2Hz～9Hz，振幅为0.3mm及频率为9Hz～500Hz，加速度为1 m/s² 的振动。振动之后，设备不应发生损坏和零部件受振动脱落现象，各项性能均应符合8.1的要求。
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### 8.8 连续通电稳定性
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终端完成调试后，在出厂前应进行常温条件下不少于72h连续稳定的通电试验，或50℃高温条件下不少于48h连续稳定的通电试验，交直流电压为额定值，各项性能均应符合8.1的要求。
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### 8.9 可靠性
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终端本体平均无故障工作时间（MTBF）不应低于50000h。
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## 9 试验方法
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### 9.1 试验条件
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#### 9.1.1 试验环境
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除非另有规定，试验的标准大气条件不应超过下列范围：
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a）试验环境温度：+15℃～+35℃；
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b）大气压力：86kPa～106kPa；
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c）相对湿度：45%～75%。
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#### 9.1.2 基本设备及仪表
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终端试验条件应包含以下基本设备及仪表，测试连接见图2：
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a) 配电自动化主站或测试主站;
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b) 交流模拟量发生器、直流模拟量发生器;
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c) 状态量模拟器;
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d) 状态量采集器;
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e) 脉冲信号采集器(选配);
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f) 标准表;
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g) 录波仪;
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h) 终端被试品1套。
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> **（图2 终端测试连接示意图）**
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#### 9.1.3 仪表准确度等级要求
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所有标准表的准确等级至少应比被测量的准确等级要求高一个级别。
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### 9.2 功能及性能试验
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根据6.2、6.3和8.1的规定，测量控制功能及性能试验按照GB/T13729—2019中6.2的规定执行；根据6.2和8.2的规定，保护功能及性能试验按照GB/T7261—2016中第6章的规定执行，就地型馈线自动化功能试验按照NB/T42166的规定执行，分布式馈线自动化功能试验按照DL/T2057的规定执行，其他性能试验按照DL/T1529的规定执行。
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### 9.3 通信试验
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按照GB/T7261—2016中6.9、18.2和18.3的规定执行，判定被试品的通信方式、与外接设备通信协议及时钟同步指标，是否符合6.2.3、6.3.3和8.3要求。
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### 9.4 结构、外观试验
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根据6.5的规定，结构外观检查按照GB/T7261—2016中第5章的规定执行，外壳防护等级试验按照GB/T4208—2017中第13章和第14章的规定执行。
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### 9.5 电源影响试验
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|
||||
按7.2规定的参数中任选一项，当该参数在极限内变化(其余各项为额定值)，被试品应能正常工作，测试交流输入模拟量、直流输入模拟量、状态输入量、SOE 分辨率、遥控功能是否符合8.1要求。对于交流工频电量，因被试品电源电压变化引起的误差改变量不应大于准确等级指数的50%。
|
||||
|
||||
### 9.6 环境适用性试验
|
||||
|
||||
#### 9.6.1 低温性能试验
|
||||
|
||||
低温性能试验按照GB/T13729—2019中6.3的规定执行，判定被试品性能是否符合8.1的要求。
|
||||
|
||||
#### 9.6.2 高温性能试验
|
||||
高温性能试验按照GB/T13729—2019中6.4的规定执行，判定被试品性能是否符合8.1的要求。
|
||||
#### 9.6.3 湿热性能试验
|
||||
恒定湿热性能试验按照GB/T13729—2019中6.5的规定执行，判定试品性能是否符合8.1的要求。
|
||||
### 9.7 绝缘性能试验
|
||||
绝缘试验回路包含电源输入回路对地、输出回路对地、状态输入回路对地、交直流输入回路对地（试验时，应将被试回路的接地线断开）和无电气连接的各回路之间，具体要求如下：
|
||||
* 绝缘电阻试验：根据8.5.1的规定，各回路电压等级使用对应的兆欧表测量绝缘电阻，测量时间不应少于5s；
|
||||
* 介质强度试验：根据8.5.2的规定，各回路电压等级使用耐压测试仪进行介质强度试验，试验电压从零开始，在5s内逐渐升到规定值并保持1min；
|
||||
* 冲击电压试验：根据8.5.3的规定，施加 1.2/50μs 的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压为5kV（或1kV）。冲击试验后，判定被试品应无绝缘和器件损坏，终端功能性能差是否符合8.1要求。
|
||||
### 9.8 电磁兼容性能试验
|
||||
按8.6规定的试验项目、执行标准、试验要求和验收准则进行试验。
|
||||
### 9.9 机械性能试验
|
||||
根据8.7的要求，按照GB/T2423.10—2019中第8章的规定执行，在3个互相垂直的轴线上依次进行打频，每轴线打频循环20次。机械振动之后，检查被试品的外观，应无松动和损坏，并判定其性能指标是否符合8.1要求。
|
||||
### 9.10 连续通电试验
|
||||
根据8.8的要求，被试品在正常工作状态下连续通电运行，每8h进行抽测一次，通电试验期间及试验结束后，判定其性能指标是否符合8.1要求。
|
||||
## 10 标志、包装、运输和贮存
|
||||
|
||||
### 10.1 标志
|
||||
|
||||
#### 10.1.1 铭牌
|
||||
每台终端应在显著部位设置持久明晰的铭牌：
|
||||
* 铭牌的图案和字迹应清晰、美观、醒目、耐久，内容至少应包含产品型号、名称、制造厂名、主要参数、出厂日期及编号等；
|
||||
* 铭牌上宜有明显的唯一的二维码和ID号；
|
||||
* 终端宜设有和铭牌相结合的RFID电子标签。
|
||||
#### 10.1.2 安全标识、接地标识
|
||||
10.1.2.1 终端显著部位设置持久明晰的“当心触电”安全标识。
|
||||
10.1.2.2 终端的保护接地应设置持久明晰的接地标识。
|
||||
### 10.2 包装
|
||||
#### 10.2.1 产品包装前的检查
|
||||
按照GB/T13729—2019中8.2.1的规定执行。
|
||||
#### 10.2.2 包装的要求
|
||||
按照GB/T13384中的规定执行。对于包装内的产品的可动部分（如门、插件、插箱等）应锁紧扎牢，应有防尘、防潮、防震等措施。
|
||||
#### 10.2.3 包装箱标记
|
||||
按照GB/T13729—2019中8.1.2的规定执行。
|
||||
### 10.3 运输和贮存
|
||||
包装完好的终端在贮存、运输过程中不应出现包装破损、终端损坏等异常情况。终端运输装卸应按包装箱的标记进行规范操作。对于含有蓄电池的终端产品运输和贮存应按照GB/T19638.1—2014中8.3和8.4的规定执行。
|
||||
184
src/ingest_cache.py
Normal file
184
src/ingest_cache.py
Normal file
@@ -0,0 +1,184 @@
|
||||
"""导入缓存模块。
|
||||
|
||||
避免对相同源内容重复执行 LLM 分析。缓存键基于源标识符和源内容的哈希，
|
||||
缓存值为已生成的 wiki 文件路径列表。
|
||||
"""
|
||||
|
||||
import hashlib
|
||||
import json
|
||||
import logging
|
||||
from pathlib import Path
|
||||
|
||||
logger = logging.getLogger(__name__)
|
||||
|
||||
# 缓存目录（相对于项目根目录）
|
||||
CACHE_DIR = ".llm-wiki/ingest-cache"
|
||||
|
||||
|
||||
def _cache_dir(project_path: str) -> Path:
|
||||
"""返回项目的缓存目录路径。"""
|
||||
return Path(project_path) / CACHE_DIR
|
||||
|
||||
|
||||
def _cache_file(project_path: str, source_identity: str) -> Path:
|
||||
"""返回指定源标识符对应的缓存文件路径。"""
|
||||
# 使用 source_identity 的哈希作为文件名，避免路径过长或特殊字符问题
|
||||
safe_name = hashlib.sha256(source_identity.encode("utf-8")).hexdigest()[:16]
|
||||
return _cache_dir(project_path) / f"{safe_name}.json"
|
||||
|
||||
|
||||
def _content_hash(content: str) -> str:
|
||||
"""计算源内容的 SHA-256 哈希。"""
|
||||
return hashlib.sha256(content.encode("utf-8")).hexdigest()
|
||||
|
||||
|
||||
def check_ingest_cache(
|
||||
project_path: str,
|
||||
source_identity: str,
|
||||
source_content: str,
|
||||
) -> list[str] | None:
|
||||
"""
|
||||
检查导入缓存，如果源内容未变化则返回之前生成的文件列表。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
project_path : str
|
||||
项目根目录路径。
|
||||
source_identity : str
|
||||
源文件的唯一标识符。
|
||||
source_content : str
|
||||
源文件的当前内容。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
list[str] | None
|
||||
如果缓存命中，返回之前生成的文件路径列表；
|
||||
如果缓存未命中或缓存失效，返回 None。
|
||||
"""
|
||||
cache_file = _cache_file(project_path, source_identity)
|
||||
|
||||
if not cache_file.exists():
|
||||
logger.debug("[cache] MISS (no cache file) for %s", source_identity)
|
||||
return None
|
||||
|
||||
try:
|
||||
cache_data = json.loads(cache_file.read_text(encoding="utf-8"))
|
||||
except (json.JSONDecodeError, OSError) as e:
|
||||
logger.warning("[cache] failed to read cache for %s: %s", source_identity, e)
|
||||
return None
|
||||
|
||||
# 验证源内容哈希是否匹配
|
||||
current_hash = _content_hash(source_content)
|
||||
cached_hash = cache_data.get("content_hash")
|
||||
|
||||
if cached_hash != current_hash:
|
||||
logger.debug(
|
||||
"[cache] MISS (content changed) for %s (current=%s, cached=%s)",
|
||||
source_identity,
|
||||
current_hash[:8],
|
||||
cached_hash[:8] if cached_hash else "none",
|
||||
)
|
||||
return None
|
||||
|
||||
file_list = cache_data.get("files", [])
|
||||
|
||||
# 没有实际生成的文件时，不算有效缓存
|
||||
if not file_list:
|
||||
logger.debug(
|
||||
"[cache] MISS (no files generated) for %s",
|
||||
source_identity,
|
||||
)
|
||||
return None
|
||||
|
||||
# 验证缓存中的文件是否真实存在——如果文件被删除，
|
||||
# 缓存就失效了，需要重新导入
|
||||
missing_files = [f for f in file_list if not Path(project_path, f).exists()]
|
||||
if missing_files:
|
||||
logger.debug(
|
||||
"[cache] MISS (files missing) for %s: %d/%d files not found",
|
||||
source_identity,
|
||||
len(missing_files),
|
||||
len(file_list),
|
||||
)
|
||||
# 清除失效缓存，让下次重新生成
|
||||
try:
|
||||
cache_file.unlink(missing_ok=True)
|
||||
except OSError:
|
||||
pass
|
||||
return None
|
||||
|
||||
logger.info(
|
||||
"[cache] HIT for %s (%d cached files)",
|
||||
source_identity,
|
||||
len(file_list),
|
||||
)
|
||||
return file_list
|
||||
|
||||
|
||||
def save_ingest_cache(
|
||||
project_path: str,
|
||||
source_identity: str,
|
||||
source_content: str,
|
||||
written_paths: list[str],
|
||||
) -> None:
|
||||
"""
|
||||
保存导入缓存，记录源内容和生成的文件列表。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
project_path : str
|
||||
项目根目录路径。
|
||||
source_identity : str
|
||||
源文件的唯一标识符。
|
||||
source_content : str
|
||||
源文件的内容（用于计算哈希）。
|
||||
written_paths : list[str]
|
||||
本次导入生成的文件路径列表。
|
||||
"""
|
||||
cache_dir = _cache_dir(project_path)
|
||||
cache_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
|
||||
|
||||
cache_file = _cache_file(project_path, source_identity)
|
||||
|
||||
cache_data = {
|
||||
"source_identity": source_identity,
|
||||
"content_hash": _content_hash(source_content),
|
||||
"files": written_paths,
|
||||
}
|
||||
|
||||
try:
|
||||
cache_file.write_text(
|
||||
json.dumps(cache_data, ensure_ascii=False, indent=2),
|
||||
encoding="utf-8",
|
||||
)
|
||||
logger.info(
|
||||
"[cache] saved for %s (%d files)",
|
||||
source_identity,
|
||||
len(written_paths),
|
||||
)
|
||||
except OSError as e:
|
||||
logger.warning("[cache] failed to save for %s: %s", source_identity, e)
|
||||
|
||||
|
||||
def clear_ingest_cache(
|
||||
project_path: str,
|
||||
source_identity: str,
|
||||
) -> None:
|
||||
"""
|
||||
清除指定源标识符的缓存。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
project_path : str
|
||||
项目根目录路径。
|
||||
source_identity : str
|
||||
源文件的唯一标识符。
|
||||
"""
|
||||
cache_file = _cache_file(project_path, source_identity)
|
||||
|
||||
if cache_file.exists():
|
||||
try:
|
||||
cache_file.unlink()
|
||||
logger.debug("[cache] cleared for %s", source_identity)
|
||||
except OSError as e:
|
||||
logger.warning("[cache] failed to clear for %s: %s", source_identity, e)
|
||||
135
src/llm.py
135
src/llm.py
@@ -2,17 +2,17 @@
|
||||
|
||||
import logging
|
||||
|
||||
from prompt import build_analysis_prompt
|
||||
from prompt import build_analysis_system_prompt, build_generation_prompt, language_rule
|
||||
|
||||
logger = logging.getLogger(__name__)
|
||||
|
||||
|
||||
def _create_llm():
|
||||
"""根据配置文件创建 LLM 实例。"""
|
||||
from config import get_llm_config
|
||||
|
||||
from llama_index.llms.openai_like import OpenAILike
|
||||
|
||||
from config import get_llm_config
|
||||
|
||||
llm_config = get_llm_config()
|
||||
return OpenAILike(
|
||||
model=llm_config["model"],
|
||||
@@ -29,6 +29,8 @@ def query_analysis(
|
||||
purpose: str,
|
||||
index: str,
|
||||
source_content: str = "",
|
||||
source_identity: str = "",
|
||||
folder_context: str = "",
|
||||
configured_language: str | None = None,
|
||||
) -> str:
|
||||
"""
|
||||
@@ -42,6 +44,10 @@ def query_analysis(
|
||||
wiki/index.md 的内容。
|
||||
source_content : str
|
||||
源文档文本。
|
||||
source_identity : str
|
||||
源文件的唯一标识符。
|
||||
folder_context : str
|
||||
文件夹上下文（用于分类提示）。
|
||||
configured_language : str | None
|
||||
显式覆盖语言设置。
|
||||
|
||||
@@ -50,11 +56,11 @@ def query_analysis(
|
||||
str
|
||||
LLM 返回的分析报告。
|
||||
"""
|
||||
from config import get_llm_config
|
||||
|
||||
from llama_index.core.llms import ChatMessage
|
||||
|
||||
system_prompt = build_analysis_prompt(
|
||||
from config import get_llm_config
|
||||
|
||||
system_prompt = build_analysis_system_prompt(
|
||||
purpose,
|
||||
index,
|
||||
source_content=source_content,
|
||||
@@ -65,7 +71,9 @@ def query_analysis(
|
||||
ChatMessage(role="system", content=system_prompt),
|
||||
ChatMessage(
|
||||
role="user",
|
||||
content=f"Analyze this source document:\n\n---\n\n{source_content}",
|
||||
content=f"Analyze this source document:\n\n**File:** {source_identity}"
|
||||
+ (f"\n**Folder context:** {folder_context}" if folder_context else "")
|
||||
+ f"\n\n---\n\n{source_content}\n\n---\n\n",
|
||||
),
|
||||
]
|
||||
|
||||
@@ -74,7 +82,12 @@ def query_analysis(
|
||||
logger.info("开始请求 LLM (model=%s, base=%s)", llm_config["model"], llm_config["api_base"])
|
||||
try:
|
||||
parts = []
|
||||
for resp in llm.stream_chat(messages):
|
||||
for resp in llm.stream_chat(
|
||||
messages,
|
||||
temperature=0.1,
|
||||
max_tokens=8192,
|
||||
extra_body={"reasoning": {"mode": "off"}},
|
||||
):
|
||||
delta = resp.delta
|
||||
if delta:
|
||||
parts.append(delta)
|
||||
@@ -84,3 +97,109 @@ def query_analysis(
|
||||
except Exception as e:
|
||||
logger.error("LLM 请求失败: %s", e)
|
||||
raise
|
||||
|
||||
|
||||
def query_generation(
|
||||
analysis: str,
|
||||
source_content: str,
|
||||
source_identity: str,
|
||||
schema: str = "",
|
||||
purpose: str = "",
|
||||
index: str = "",
|
||||
overview: str = "",
|
||||
source_summary_path: str | None = None,
|
||||
configured_language: str | None = None,
|
||||
) -> str:
|
||||
"""
|
||||
第二步：根据分析结果生成 wiki 文件和 review 项。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
analysis : str
|
||||
第一步的分析报告。
|
||||
source_content : str
|
||||
源文档文本。
|
||||
source_identity : str
|
||||
源文件的唯一标识符。
|
||||
schema : str
|
||||
项目 schema 定义（可能为空）。
|
||||
purpose : str
|
||||
wiki/purpose.md 的内容（可能为空）。
|
||||
index : str
|
||||
wiki/index.md 的内容（可能为空）。
|
||||
overview : str
|
||||
wiki/overview.md 的内容（可能为空）。
|
||||
source_summary_path : str | None
|
||||
源摘要页路径。
|
||||
configured_language : str | None
|
||||
显式覆盖语言设置。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
str
|
||||
LLM 返回的生成结果（包含 FILE/REVIEW 块）。
|
||||
"""
|
||||
from llama_index.core.llms import ChatMessage
|
||||
|
||||
from config import get_llm_config
|
||||
|
||||
lang_rule = language_rule(source_content, configured_language)
|
||||
system_prompt = build_generation_prompt(
|
||||
lang_rule=lang_rule,
|
||||
schema=schema,
|
||||
purpose=purpose,
|
||||
index=index,
|
||||
source_file_name=source_identity,
|
||||
overview=overview,
|
||||
source_summary_path=source_summary_path,
|
||||
)
|
||||
|
||||
user_content = "\n".join(
|
||||
[
|
||||
f"要处理的源文档：**{source_identity}**",
|
||||
"",
|
||||
"下面的第一阶段分析是用于指导你输出的上下文。一定不要重复",
|
||||
"其中的表格、项目符号或文字。你的输出必须是系统提示中指定的 FILE/REVIEW",
|
||||
"块，不含其他内容。",
|
||||
"",
|
||||
"## 第一阶段分析（仅供上下文参考 — 请勿重复）",
|
||||
"",
|
||||
analysis,
|
||||
"",
|
||||
"## 源上下文",
|
||||
"",
|
||||
source_content,
|
||||
"",
|
||||
"---",
|
||||
"",
|
||||
f"现在为从 **{source_identity}** 派生的 wiki 文件发出 FILE 块。",
|
||||
"你的响应必须以 `---FILE:` 作为第一个字符。",
|
||||
"不要前言。不要分析文字。立即开始。",
|
||||
]
|
||||
)
|
||||
|
||||
messages = [
|
||||
ChatMessage(role="system", content=system_prompt),
|
||||
ChatMessage(role="user", content=user_content),
|
||||
]
|
||||
|
||||
llm_config = get_llm_config()
|
||||
llm = _create_llm()
|
||||
logger.info("开始生成请求 LLM (model=%s, base=%s)", llm_config["model"], llm_config["api_base"])
|
||||
try:
|
||||
parts = []
|
||||
for resp in llm.stream_chat(
|
||||
messages,
|
||||
temperature=0.1,
|
||||
max_tokens=128000,
|
||||
extra_body={"reasoning": {"mode": "off"}},
|
||||
):
|
||||
delta = resp.delta
|
||||
if delta:
|
||||
parts.append(delta)
|
||||
text = "".join(parts)
|
||||
logger.info("LLM 生成请求完成，响应总长度: %d 字符", len(text))
|
||||
return text
|
||||
except Exception as e:
|
||||
logger.error("LLM 生成请求失败: %s", e)
|
||||
raise
|
||||
|
||||
65
src/main.py
65
src/main.py
@@ -6,10 +6,10 @@ Re-exports from sub-modules for backward compatibility.
|
||||
|
||||
import logging
|
||||
|
||||
from prompt import build_analysis_prompt, language_rule
|
||||
from llm import query_analysis
|
||||
|
||||
__all__ = ["language_rule", "build_analysis_prompt", "query_analysis"]
|
||||
from ingest_cache import check_ingest_cache, save_ingest_cache
|
||||
from llm import query_analysis, query_generation
|
||||
from source import folder_context_for_source_path, source_identity_for_path
|
||||
from wiki_writer import parse_file_blocks, write_file_blocks
|
||||
|
||||
logger = logging.getLogger(__name__)
|
||||
|
||||
@@ -49,8 +49,12 @@ def main() -> None:
|
||||
from config import load_config
|
||||
|
||||
config = load_config()
|
||||
raw_dir = Path(config.get("raw_dir", "raw"))
|
||||
raw_dir = Path(config.get("raw_dir", "raw/sources"))
|
||||
wiki_dir = Path(config.get("wiki_dir", "wiki"))
|
||||
project_path = Path(__file__).resolve().parent.parent
|
||||
logger.info("project_path: %s", project_path)
|
||||
logger.info("raw_dir: %s", raw_dir)
|
||||
logger.info("wiki_dir: %s", wiki_dir)
|
||||
|
||||
# 读取 wiki 上下文
|
||||
purpose_path = wiki_dir / "purpose.md"
|
||||
@@ -72,18 +76,63 @@ def main() -> None:
|
||||
|
||||
for fp in md_files:
|
||||
source_content = fp.read_text(encoding="utf-8")
|
||||
|
||||
# 提取源文件的唯一标识和相对路径
|
||||
source_identity = source_identity_for_path(project_path, str(fp))
|
||||
folder_context = folder_context_for_source_path(str(fp))
|
||||
|
||||
logger.info("=" * 60)
|
||||
logger.info("分析: %s", fp.relative_to(raw_dir.parent))
|
||||
logger.info("标识: %s", source_identity)
|
||||
logger.info("文件夹: %s", folder_context)
|
||||
logger.info("=" * 60)
|
||||
|
||||
try:
|
||||
result = query_analysis(
|
||||
# Step 0: 缓存检查 — 源内容未变化时跳过 LLM 调用
|
||||
cached_files = check_ingest_cache(project_path, source_identity, source_content)
|
||||
if cached_files is not None:
|
||||
logger.info(
|
||||
"缓存命中，跳过分析（%d 个已缓存文件）",
|
||||
len(cached_files),
|
||||
)
|
||||
continue
|
||||
|
||||
# Step 1: 分析源文件
|
||||
analysis = query_analysis(
|
||||
purpose=purpose,
|
||||
index=index,
|
||||
source_content=source_content,
|
||||
source_identity=source_identity,
|
||||
folder_context=folder_context,
|
||||
)
|
||||
logger.info("分析完成，结果长度: %d 字符", len(analysis))
|
||||
logger.info("结果: %s", analysis)
|
||||
|
||||
# Step 2: 生成 wiki 文件
|
||||
wiki_files = query_generation(
|
||||
analysis=analysis,
|
||||
source_content=source_content,
|
||||
source_identity=source_identity,
|
||||
)
|
||||
logger.info("生成完成，结果长度: %d 字符", len(wiki_files))
|
||||
logger.info("结果: %s", wiki_files)
|
||||
|
||||
# Step 3: 写入 wiki 文件
|
||||
file_blocks = parse_file_blocks(wiki_files)
|
||||
written_paths = write_file_blocks(project_path, wiki_dir, file_blocks)
|
||||
logger.info(
|
||||
"写入完成，共 %d 个文件: %s",
|
||||
len(written_paths),
|
||||
written_paths,
|
||||
)
|
||||
|
||||
# Step 4: 保存缓存
|
||||
save_ingest_cache(
|
||||
project_path,
|
||||
source_identity,
|
||||
source_content,
|
||||
written_paths=written_paths,
|
||||
)
|
||||
logger.info("分析完成，结果长度: %d 字符", len(result))
|
||||
logger.info("结果: %s", result)
|
||||
except Exception as e:
|
||||
logger.error("分析失败: %s", e, exc_info=True)
|
||||
sys.exit(1)
|
||||
|
||||
209
src/prompt.py
209
src/prompt.py
@@ -1,4 +1,14 @@
|
||||
"""Analysis prompt builder."""
|
||||
"""Analysis and generation prompt builders."""
|
||||
|
||||
# 已知的 wiki 页面类型
|
||||
GENERATION_WIKI_TYPES = [
|
||||
"source",
|
||||
"entity",
|
||||
"concept",
|
||||
"query",
|
||||
"synthesis",
|
||||
"comparison",
|
||||
]
|
||||
|
||||
|
||||
def language_rule(source_content: str, configured_language: str | None = None) -> str:
|
||||
@@ -28,7 +38,7 @@ def language_rule(source_content: str, configured_language: str | None = None) -
|
||||
return "使用与源文档相同的语言输出分析报告。"
|
||||
|
||||
|
||||
def build_analysis_prompt(
|
||||
def build_analysis_system_prompt(
|
||||
purpose: str,
|
||||
index: str,
|
||||
source_content: str = "",
|
||||
@@ -59,7 +69,7 @@ def build_analysis_prompt(
|
||||
if configured_language is None:
|
||||
configured_language = get_language()
|
||||
parts: list[str] = [
|
||||
"你是一位专业研究分析师。阅读源文档并产出一份结构化的分析报告。",
|
||||
"作为一位非常专业的嵌入式工程师，根据长久的工程师经验阅读源文档并产出一份结构化的分析报告。",
|
||||
"不要输出思维链、隐藏推理或思考过程。在内部进行推理，只撰写简洁的最终分析。",
|
||||
"",
|
||||
language_rule(source_content, configured_language),
|
||||
@@ -106,3 +116,196 @@ def build_analysis_prompt(
|
||||
|
||||
# 过滤空字符串并用换行符连接
|
||||
return "\n".join(part for part in parts if part)
|
||||
|
||||
|
||||
def build_generation_prompt(
|
||||
lang_rule: str = "",
|
||||
schema: str = "",
|
||||
purpose: str = "",
|
||||
index: str = "",
|
||||
source_file_name: str = "",
|
||||
overview: str = "",
|
||||
source_summary_path: str | None = None,
|
||||
) -> str:
|
||||
"""
|
||||
第二步提示：AI 根据分析结果生成 wiki 文件和 review 项。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
schema : str
|
||||
项目 schema 定义（可能为空）。
|
||||
purpose : str
|
||||
wiki/purpose.md 的内容（可能为空）。
|
||||
index : str
|
||||
wiki/index.md 的内容（可能为空）。
|
||||
source_file_name : str
|
||||
源文件名。
|
||||
overview : str
|
||||
wiki/overview.md 的内容（可能为空）。
|
||||
source_content : str
|
||||
源文档文本（用于语言检测）。
|
||||
source_summary_path : str | None
|
||||
源摘要页路径，默认为 `wiki/sources/<文件名>.md`。
|
||||
configured_language : str | None
|
||||
显式覆盖语言设置。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
str
|
||||
完整的系统提示字符串。
|
||||
"""
|
||||
import re
|
||||
|
||||
# 使用文件名（不含扩展名）作为源摘要页名称
|
||||
source_base_name = re.sub(r"\.[^.]+$", "", source_file_name)
|
||||
summary_path = source_summary_path or f"wiki/sources/{source_base_name}.md"
|
||||
|
||||
wiki_types_str = " | ".join(GENERATION_WIKI_TYPES)
|
||||
|
||||
parts: list[str] = [
|
||||
"你是一位 wiki 维护者。根据提供的分析结果，生成 wiki 文件。",
|
||||
"不要输出思维链、隐藏推理或解释性前言。在内部进行推理，只输出请求的 FILE/REVIEW 块。",
|
||||
"",
|
||||
lang_rule,
|
||||
"",
|
||||
"## 重要：源文件",
|
||||
f"原始源文件是：**{source_file_name}**",
|
||||
"从此源生成的所有 wiki 页面都必须在 frontmatter 的 `sources` 字段中包含此文件名。",
|
||||
"",
|
||||
schema
|
||||
and [
|
||||
"## 项目 Schema 和路由规则（权威）",
|
||||
schema,
|
||||
"",
|
||||
"使用此 schema 作为页面类型和目录的主要路由规则。",
|
||||
"如果它定义了自定义文件夹或区分（例如人物、技术、组织、方法或案例），请将页面写入这些 schema 定义的文件夹，而不是强制写入 wiki/entities/ 或 wiki/concepts/。",
|
||||
"仅在 schema 未提供更具体目标时，才使用 wiki/entities/ 和 wiki/concepts/。",
|
||||
],
|
||||
"",
|
||||
"## 需要生成的内容",
|
||||
"",
|
||||
f"1. 源摘要页面，路径为 **{summary_path}**（必须使用此确切路径）",
|
||||
"2. 实体页面或 schema 定义的页面，用于分析中标识的关键命名对象。优先使用 schema 定义的目录；否则使用 wiki/entities/。",
|
||||
"3. 概念页面或 schema 定义的页面，用于关键想法、方法、技术和抽象。优先使用 schema 定义的目录；否则使用 wiki/concepts/。",
|
||||
"4. 更新的 wiki/index.md — 在现有类别中添加新条目，保留所有现有条目",
|
||||
"5. wiki/log.md 的日志条目（仅追加新条目，格式：## [YYYY-MM-DD] ingest | 标题）",
|
||||
"6. 更新的 wiki/overview.md — 整个 wiki 覆盖内容的高级摘要，更新以反映新导入的源。这应该是关于 wiki 中所有主题的综合 2-5 段概述，而不仅仅是新源。",
|
||||
"",
|
||||
"## Frontmatter 规则（关键 — 解析器严格）",
|
||||
"",
|
||||
"每个页面以 YAML frontmatter 块开头。格式规则按重要性排序：",
|
||||
"",
|
||||
"1. 文件的第一行必须是恰好 `---`（三个连字符，不含其他内容）。",
|
||||
" 不要将文件包裹在 ```yaml ... ``` 代码块中。",
|
||||
" 不要以 `frontmatter:` 键或其他行作为前缀。",
|
||||
"2. 每行 frontmatter 是独立的 `key: value` 对。",
|
||||
"3. frontmatter 以另一行 `---` 结尾。",
|
||||
"4. 关闭 `---` 之后的下一行是页面正文的开始。",
|
||||
"5. 数组使用标准 YAML 内联形式 `[a, b, c]`（每项没有外部括号）。",
|
||||
" Wikilinks 仅属于正文 — 不要写 `related: [[a]], [[b]]`（无效 YAML）；",
|
||||
" 写 `related: [a, b]` 使用裸 slug。",
|
||||
"",
|
||||
"必需字段和类型：",
|
||||
f" • type — 已知类型之一（{wiki_types_str}），或项目 schema 明确定义的自定义类型",
|
||||
' • title — 字符串（尽量用中文，如果是必要的英文专业词汇可以用英文，如果包含冒号，请使用引号，例如 `title: "Foo: Bar"`）',
|
||||
" • created — YYYY-MM-DD 格式的日期（不加引号）",
|
||||
" • updated — 与 created 相同",
|
||||
" • tags — 裸字符串数组：`tags: [microbiology, ai]`",
|
||||
" • related — 裸 wiki 页面 slug 数组：`related: [foo, bar-baz]`。不要包含",
|
||||
" `wiki/`、`.md` 或 `[[…]]` — 仅 slug。",
|
||||
f' • sources — 源文件名数组；必须包含 "{source_file_name}"。',
|
||||
"",
|
||||
"完整的可解析页面示例（两个 `---` 行之间的内容是 frontmatter；其后的标题和正文是页面正文）：",
|
||||
"",
|
||||
" ---",
|
||||
" type: entity",
|
||||
" title: 示例实体",
|
||||
" created: 2026-04-29",
|
||||
" updated: 2026-04-29",
|
||||
" tags: [示例, 演示]",
|
||||
" related: [相关-slug-1, 相关-slug-2]",
|
||||
f' sources: ["{source_file_name}"]',
|
||||
" ---",
|
||||
"",
|
||||
" # 示例实体",
|
||||
"",
|
||||
" 正文内容写在这里。在正文中使用 [[wikilink]] 语法进行页面交叉引用。",
|
||||
"",
|
||||
"其他规则：",
|
||||
"- 在正文中使用 [[wikilink]] 语法进行页面交叉引用",
|
||||
"- 如果包含图片，使用相对于 wiki 根的路径，如 `media/source-slug/image.png`；绝不输出绝对文件系统路径。",
|
||||
"- 使用 kebab-case 文件名，尽量使用中文，如果是必要的英文专业词汇可以用英文 ",
|
||||
"- 遵循分析建议中关于强调内容的指导",
|
||||
"- 如果分析发现与现有页面的连接，添加交叉引用",
|
||||
"",
|
||||
"## Review 块类型",
|
||||
"",
|
||||
"在所有 FILE 块之后，可选地发出 REVIEW 块，用于需要人工判断的事项：",
|
||||
"",
|
||||
"- contradiction：分析发现与现有 wiki 内容存在冲突",
|
||||
"- duplicate：实体/概念可能在索引中以不同名称存在",
|
||||
"- missing-page：重要的概念被引用但没有专用页面",
|
||||
"- suggestion：关于进一步研究、相关源或值得探索的连接的思路",
|
||||
"",
|
||||
"仅针对真正需要人工输入的事项创建 review。不要创建琐碎的 review。",
|
||||
"",
|
||||
"## OPTIONS 允许值（仅限这些预定义标签）：",
|
||||
"",
|
||||
"- contradiction: OPTIONS: Create Page | Skip",
|
||||
"- duplicate: OPTIONS: Create Page | Skip",
|
||||
"- missing-page: OPTIONS: Create Page | Skip",
|
||||
"- suggestion: OPTIONS: Create Page | Skip",
|
||||
"",
|
||||
"用户还有一个'深度研究'按钮（系统自动添加），可触发网络搜索。",
|
||||
"不要发明自定义选项标签。仅使用'Create Page'和'Skip'。",
|
||||
"",
|
||||
"对于 suggestion 和 missing-page review，SEARCH 字段必须包含 2-3 个网络搜索查询",
|
||||
"（富含关键词、具体、适合搜索引擎 — 不是标题或句子）。示例：",
|
||||
" SEARCH: automated technical debt detection AI generated code | software quality metrics LLM code generation | static analysis tools agentic software development",
|
||||
"",
|
||||
f"## Wiki 目的\n{purpose}" if purpose else "",
|
||||
f"## 当前 Wiki 索引（保留所有现有条目，添加新条目）\n{index}" if index else "",
|
||||
f"## 当前概述（更新以反映新源）\n{overview}" if overview else "",
|
||||
"",
|
||||
# 输出格式必须是最后一部分——模型对最近的指令权重最高
|
||||
"## 输出格式（必须严格遵守 — 这是解析器读取响应的方式）",
|
||||
"",
|
||||
"你的整个响应仅由 FILE 块和可选的 REVIEW 块组成。不含其他内容。",
|
||||
"",
|
||||
"FILE 块模板：",
|
||||
"```",
|
||||
"---FILE: wiki/path/to/page.md---",
|
||||
"（完整的文件内容，包含 YAML frontmatter）",
|
||||
"---END FILE---",
|
||||
"```",
|
||||
"",
|
||||
"REVIEW 块模板（可选，在所有 FILE 块之后）：",
|
||||
"```",
|
||||
"---REVIEW: type | Title---",
|
||||
"描述需要用户关注的内容。",
|
||||
"OPTIONS: Create Page | Skip",
|
||||
"PAGES: wiki/page1.md, wiki/page2.md",
|
||||
"SEARCH: query 1 | query 2 | query 3",
|
||||
"---END REVIEW---",
|
||||
"```",
|
||||
"",
|
||||
"## 输出要求（严格 — 偏差将导致解析失败）",
|
||||
"",
|
||||
"1. 响应的第一个字符必须是 `-`（`---FILE:` 的开头）。",
|
||||
'2. 不要输出任何前言，如"以下是文件："、"根据分析..."或任何介绍性文字。',
|
||||
"3. 不要重复或重述分析 — 那是第一阶段的工作。你的工作是发出 FILE 块。",
|
||||
"4. 不要在 FILE/REVIEW 块之外输出 markdown 表格、项目符号列表或标题。",
|
||||
"5. 不要在最后一个 `---END FILE---` 或 `---END REVIEW---` 之后输出任何尾部评论。",
|
||||
"6. 块之间仅使用空行 — 不含字符。",
|
||||
"7. 每个 FILE 块的内容（标题、正文、描述）必须使用下面指定的强制输出语言。没有例外 — 即使是页面名称或章节标题。",
|
||||
"",
|
||||
"如果以 `---FILE:` 以外的任何内容开头，整个响应将被丢弃。",
|
||||
"",
|
||||
# 在末尾重复语言指令，确保"最近指令"权重最高
|
||||
"---",
|
||||
"",
|
||||
lang_rule,
|
||||
]
|
||||
|
||||
# 过滤空值并用换行符连接
|
||||
return "\n".join(part for part in parts if part is not None and part != "")
|
||||
|
||||
182
src/source.py
Normal file
182
src/source.py
Normal file
@@ -0,0 +1,182 @@
|
||||
"""源文件路径处理模块。
|
||||
|
||||
提供路径规范化、文件名提取，以及从源文件路径中提取唯一标识符的功能。
|
||||
主要用于为导入的源文件生成缓存键、文件名和来源追踪标识。
|
||||
"""
|
||||
|
||||
from pathlib import PurePath, PurePosixPath, PureWindowsPath
|
||||
|
||||
# ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
# 辅助函数（路径工具移植）
|
||||
# ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
|
||||
def normalize_path(path: str) -> str:
|
||||
"""
|
||||
规范化文件系统路径。
|
||||
|
||||
执行以下处理步骤：
|
||||
1. 将反斜杠替换为正斜杠（兼容 Windows 路径）
|
||||
2. 合并连续的多重斜杠
|
||||
3. 解析 '.' 和 '..' 路径片段
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
path : str
|
||||
需要规范化的原始路径字符串。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
str
|
||||
规范化后的路径字符串（统一使用正斜杠分隔）。
|
||||
"""
|
||||
# 优先尝试按 Windows 路径解析，失败则回退到 POSIX 路径
|
||||
p: PurePath
|
||||
try:
|
||||
p = PureWindowsPath(path)
|
||||
normalized = str(p)
|
||||
except Exception:
|
||||
p = PurePosixPath(path)
|
||||
normalized = str(p)
|
||||
|
||||
# 将反斜杠统一替换为正斜杠
|
||||
normalized = normalized.replace("\\", "/")
|
||||
|
||||
# 循环合并连续的多重斜杠
|
||||
while "//" in normalized:
|
||||
normalized = normalized.replace("//", "/")
|
||||
|
||||
return normalized
|
||||
|
||||
|
||||
def get_file_name(path: str) -> str:
|
||||
"""
|
||||
从路径中提取文件名（最后一个路径片段）。
|
||||
|
||||
如果路径中包含斜杠，返回最后一个斜杠后的内容；
|
||||
否则直接返回原始路径（说明它本身就是文件名）。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
path : str
|
||||
完整路径或文件名。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
str
|
||||
提取出的文件名。
|
||||
"""
|
||||
return path.rsplit("/", 1)[-1] if "/" in path else path
|
||||
|
||||
|
||||
# ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
# 主函数：source_identity_for_path
|
||||
# ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
# 原始资源目录的前缀（不含末尾斜杠）
|
||||
RAW_SOURCES_PREFIX = "raw/sources/"
|
||||
|
||||
# 原始资源目录的标记（含前导斜杠，用于在路径中间查找）
|
||||
RAW_SOURCES_MARKER = "/raw/sources/"
|
||||
|
||||
|
||||
def source_identity_for_path(project_path: str, source_path: str) -> str:
|
||||
"""
|
||||
从源文件路径中提取简洁的唯一标识字符串。
|
||||
|
||||
该标识用于作为已导入源文件的唯一标识符，应用场景包括：
|
||||
- 缓存键生成
|
||||
- 文件名生成
|
||||
- 来源追踪记录
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
project_path : str
|
||||
项目根目录的绝对路径。
|
||||
source_path : str
|
||||
源文件的绝对路径或相对路径。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
str
|
||||
源文件的唯一标识字符串。
|
||||
|
||||
处理顺序（按优先级匹配，首个匹配成功即返回）：
|
||||
1. 如果 source_path 以 `{project_path}/raw/sources/` 开头，
|
||||
则剥离该前缀，返回剩余部分。
|
||||
2. 如果 source_path 以 `raw/sources/` 开头，
|
||||
则剥离该前缀，返回剩余部分。
|
||||
3. 如果 source_path 中包含 `/raw/sources/` 标记，
|
||||
则剥离该标记及其之前的所有内容，返回剩余部分。
|
||||
4. 如果以上规则均未匹配，降级为仅返回文件名。
|
||||
"""
|
||||
# 规范化项目路径，并移除末尾可能存在的斜杠
|
||||
pp = normalize_path(project_path).rstrip("/")
|
||||
# 规范化源文件路径
|
||||
sp = normalize_path(source_path)
|
||||
# 构建项目原始资源目录的完整前缀
|
||||
project_raw_prefix = f"{pp}/{RAW_SOURCES_PREFIX}"
|
||||
|
||||
# 转换为小写以进行不区分大小写的比较
|
||||
sp_lower = sp.lower()
|
||||
project_raw_lower = project_raw_prefix.lower()
|
||||
|
||||
# 规则 1：路径以项目原始资源前缀开头
|
||||
if sp_lower.startswith(project_raw_lower):
|
||||
return sp[len(project_raw_prefix) :]
|
||||
|
||||
# 规则 2：路径以相对原始资源前缀开头
|
||||
if sp_lower.startswith(RAW_SOURCES_PREFIX.lower()):
|
||||
return sp[len(RAW_SOURCES_PREFIX) :]
|
||||
|
||||
# 规则 3：路径中包含原始资源标记
|
||||
marker_idx = sp_lower.find(RAW_SOURCES_MARKER.lower())
|
||||
if marker_idx >= 0:
|
||||
return sp[marker_idx + len(RAW_SOURCES_MARKER) :]
|
||||
|
||||
# 规则 4：降级处理，仅返回文件名
|
||||
return get_file_name(sp)
|
||||
|
||||
|
||||
def folder_context_for_source_path(
|
||||
source_path: str,
|
||||
sources_root: str = "raw/sources",
|
||||
) -> str:
|
||||
"""
|
||||
从源文件路径中提取文件夹上下文，用于分类提示。
|
||||
|
||||
提取路径中 `sources_root` 之后的目录层级（不含文件名），
|
||||
用 " > " 连接，形成层级化的文件夹上下文字符串。
|
||||
|
||||
例如：
|
||||
raw/sources/DTU/RTU.md → "DTU"
|
||||
raw/sources/a/b/file.md → "a > b"
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
source_path : str
|
||||
源文件的绝对路径或相对路径。
|
||||
sources_root : str
|
||||
源文件根目录的相对路径，默认为 "raw/sources"。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
str
|
||||
文件夹上下文字符串，为空表示源文件直接位于根目录下。
|
||||
"""
|
||||
path = normalize_path(source_path)
|
||||
root = normalize_path(sources_root)
|
||||
raw_marker = "/raw/sources/"
|
||||
|
||||
# 剥离 sources_root 前缀
|
||||
if path.startswith(f"{root}/"):
|
||||
rel = path[len(root) + 1 :]
|
||||
elif raw_marker in path:
|
||||
rel = path[path.index(raw_marker) + len(raw_marker) :]
|
||||
else:
|
||||
rel = path
|
||||
|
||||
# 去掉文件名，保留目录层级
|
||||
parts = rel.split("/")
|
||||
parts.pop()
|
||||
return " > ".join(parts)
|
||||
171
src/wiki_writer.py
Normal file
171
src/wiki_writer.py
Normal file
@@ -0,0 +1,171 @@
|
||||
"""Wiki 文件写入模块。
|
||||
|
||||
解析 LLM 返回的 FILE 块，校验路径安全性，并将内容写入磁盘。
|
||||
"""
|
||||
|
||||
import logging
|
||||
import re
|
||||
from pathlib import Path
|
||||
|
||||
logger = logging.getLogger(__name__)
|
||||
|
||||
# FILE 块标记（不区分大小写，容忍多余空白）
|
||||
OPENER_RE = re.compile(r"^---\s*FILE:\s*(.+?)\s*---\s*$", re.IGNORECASE)
|
||||
CLOSER_RE = re.compile(r"^---\s*END\s+FILE\s*---\s*$", re.IGNORECASE)
|
||||
|
||||
# CommonMark 代码围栏（`````` 或 ~~~~，前导缩进 <= 3 空格仍算围栏）
|
||||
FENCE_RE = re.compile(r"^\s{0,3}(`{3,}|~{3,})")
|
||||
|
||||
|
||||
def is_safe_ingest_path(path: str) -> bool:
|
||||
"""
|
||||
校验 FILE 块路径是否安全。只允许写入 wiki/ 下的路径，
|
||||
|
||||
拒绝：
|
||||
- 不以 wiki/ 开头
|
||||
- 绝对路径
|
||||
- 包含 .. 片段
|
||||
- Windows 非法字符
|
||||
- 含控制字符
|
||||
"""
|
||||
if not path or not path.strip():
|
||||
return False
|
||||
if re.search(r"[\x00-\x1f]", path):
|
||||
return False
|
||||
if path.startswith("/") or path.startswith("\\"):
|
||||
return False
|
||||
if re.match(r"^[a-zA-Z]:", path):
|
||||
return False
|
||||
normalized = path.replace("\\", "/")
|
||||
segments = normalized.split("/")
|
||||
if ".." in segments:
|
||||
return False
|
||||
if not normalized.startswith("wiki/"):
|
||||
return False
|
||||
return True
|
||||
|
||||
|
||||
def is_log_path(path: str) -> bool:
|
||||
"""判断是否为 log.md 文件（需追加写入）。"""
|
||||
return path == "wiki/log.md" or path.endswith("/log.md")
|
||||
|
||||
|
||||
def parse_file_blocks(text: str) -> list[tuple[str, str]]:
|
||||
"""
|
||||
从 LLM 响应中解析 FILE 块。
|
||||
|
||||
返回 (path, content) 列表，仅包含通过安全校验的块。
|
||||
"""
|
||||
normalized = text.replace("\r\n", "\n")
|
||||
lines = normalized.split("\n")
|
||||
blocks: list[tuple[str, str]] = []
|
||||
|
||||
i = 0
|
||||
while i < len(lines):
|
||||
opener = OPENER_RE.match(lines[i])
|
||||
if not opener:
|
||||
i += 1
|
||||
continue
|
||||
|
||||
path = opener[1].strip()
|
||||
i += 1
|
||||
|
||||
content_lines: list[str] = []
|
||||
fence_char: str | None = None
|
||||
fence_len = 0
|
||||
closed = False
|
||||
|
||||
while i < len(lines):
|
||||
line = lines[i]
|
||||
|
||||
fence = FENCE_RE.match(line)
|
||||
if fence:
|
||||
run = fence[1]
|
||||
ch = run[0]
|
||||
length = len(run)
|
||||
if fence_char is None:
|
||||
fence_char = ch
|
||||
fence_len = length
|
||||
elif ch == fence_char and length >= fence_len:
|
||||
fence_char = None
|
||||
fence_len = 0
|
||||
content_lines.append(line)
|
||||
i += 1
|
||||
continue
|
||||
|
||||
if fence_char is None and CLOSER_RE.match(line):
|
||||
closed = True
|
||||
i += 1
|
||||
break
|
||||
|
||||
content_lines.append(line)
|
||||
i += 1
|
||||
|
||||
if not closed:
|
||||
logger.warning(
|
||||
'[write] FILE block "%s" 未闭合，可能因截断被丢弃',
|
||||
path or "(unnamed)",
|
||||
)
|
||||
continue
|
||||
|
||||
if not path:
|
||||
logger.warning("[write] FILE 块路径为空，已跳过")
|
||||
continue
|
||||
|
||||
if not is_safe_ingest_path(path):
|
||||
logger.warning(
|
||||
'[write] FILE 块路径 "%s" 不安全，已拒绝',
|
||||
path,
|
||||
)
|
||||
continue
|
||||
|
||||
blocks.append((path, "\n".join(content_lines)))
|
||||
|
||||
return blocks
|
||||
|
||||
|
||||
def write_file_blocks(
|
||||
project_path: Path,
|
||||
wiki_dir: Path,
|
||||
blocks: list[tuple[str, str]],
|
||||
) -> list[str]:
|
||||
"""
|
||||
将解析出的 FILE 块写入磁盘。
|
||||
|
||||
参数
|
||||
----------
|
||||
project_path : Path
|
||||
项目根目录。
|
||||
wiki_dir : Path
|
||||
wiki 目录。
|
||||
blocks : list[tuple[str, str]]
|
||||
(relative_path, content) 列表。
|
||||
|
||||
返回
|
||||
-------
|
||||
list[str]
|
||||
成功写入的文件路径列表（相对于 project_path）。
|
||||
"""
|
||||
written: list[str] = []
|
||||
|
||||
for rel_path, content in blocks:
|
||||
full_path = project_path / rel_path
|
||||
|
||||
try:
|
||||
full_path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
|
||||
|
||||
if is_log_path(rel_path):
|
||||
if full_path.exists():
|
||||
existing = full_path.read_text(encoding="utf-8")
|
||||
content = f"{existing}\n\n{content.strip()}"
|
||||
else:
|
||||
content = content.strip()
|
||||
|
||||
full_path.write_text(content, encoding="utf-8")
|
||||
written.append(rel_path)
|
||||
logger.info("[write] 已写入 %s", rel_path)
|
||||
|
||||
except OSError as e:
|
||||
logger.error("[write] 写入 %s 失败: %s", rel_path, e)
|
||||
|
||||
return written
|
||||
14
tasks.py
14
tasks.py
@@ -19,19 +19,19 @@ def install() -> None:
|
||||
|
||||
|
||||
def check() -> None:
|
||||
run("uv lock --locked")
|
||||
run("uv run ruff check .")
|
||||
run("uv run ruff format --check .")
|
||||
run("uv run mypy src/main.py")
|
||||
run("uv run deptry .")
|
||||
run("python -m uv lock --locked")
|
||||
run("python -m uv run ruff check .")
|
||||
run("python -m uv run ruff format --check .")
|
||||
run("python -m uv run mypy src/main.py")
|
||||
run("python -m uv run deptry .")
|
||||
|
||||
|
||||
def test() -> None:
|
||||
run("uv run python -m pytest --cov --cov-config=pyproject.toml --cov-report=term-missing")
|
||||
run("python -m uv run python -m pytest --cov --cov-config=pyproject.toml --cov-report=term-missing")
|
||||
|
||||
|
||||
def run_main() -> None:
|
||||
run("uv run python src/main.py")
|
||||
run("python -m uv run python src/main.py")
|
||||
|
||||
|
||||
def clean() -> None:
|
||||
|
||||
@@ -1,42 +0,0 @@
|
||||
"""分析提示构建函数测试。"""
|
||||
|
||||
import sys
|
||||
from pathlib import Path
|
||||
|
||||
sys.path.insert(0, str(Path(__file__).parent.parent / "src"))
|
||||
|
||||
from prompt import build_analysis_prompt
|
||||
|
||||
|
||||
class TestBuildAnalysisPrompt:
|
||||
"""测试分析提示构建函数。"""
|
||||
|
||||
def test_basic_prompt(self) -> None:
|
||||
"""测试基础提示词包含核心结构。"""
|
||||
prompt = build_analysis_prompt(purpose="", index="")
|
||||
assert "专业研究分析师" in prompt
|
||||
assert "关键实体" in prompt
|
||||
|
||||
def test_with_purpose(self) -> None:
|
||||
"""测试传入目的时，提示词包含 Wiki 目的部分。"""
|
||||
prompt = build_analysis_prompt(purpose="测试目的", index="")
|
||||
assert "Wiki 目的" in prompt
|
||||
assert "测试目的" in prompt
|
||||
|
||||
def test_with_index(self) -> None:
|
||||
"""测试传入索引时，提示词包含 Wiki 索引部分。"""
|
||||
prompt = build_analysis_prompt(purpose="", index="测试索引")
|
||||
assert "当前 Wiki 索引" in prompt
|
||||
assert "测试索引" in prompt
|
||||
|
||||
def test_empty_content(self) -> None:
|
||||
"""测试空内容时，可选部分不出现在提示词中。"""
|
||||
prompt = build_analysis_prompt(purpose="", index="")
|
||||
assert "Wiki 目的" not in prompt
|
||||
assert "当前 Wiki 索引" not in prompt
|
||||
|
||||
def test_language_from_config(self) -> None:
|
||||
"""测试语言设置从配置文件读取。"""
|
||||
prompt = build_analysis_prompt(purpose="", index="", configured_language=None)
|
||||
assert "使用" in prompt
|
||||
assert "语言输出分析报告" in prompt
|
||||
@@ -1,9 +1,8 @@
|
||||
"""LLM 模块测试。"""
|
||||
|
||||
from unittest.mock import MagicMock, patch
|
||||
|
||||
import sys
|
||||
from pathlib import Path
|
||||
from unittest.mock import MagicMock, patch
|
||||
|
||||
sys.path.insert(0, str(Path(__file__).parent.parent / "src"))
|
||||
|
||||
@@ -40,7 +39,7 @@ class TestQueryAnalysis:
|
||||
"""测试 query_analysis 端到端流程。"""
|
||||
|
||||
@patch("llm._create_llm")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_prompt")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_system_prompt")
|
||||
def test_query_analysis_calls_llm(self, mock_prompt, mock_create_llm):
|
||||
"""测试 query_analysis 正确调用 prompt 构建和 LLM stream_chat。"""
|
||||
mock_prompt.return_value = "test prompt"
|
||||
@@ -64,7 +63,7 @@ class TestQueryAnalysis:
|
||||
assert result == "analysis result"
|
||||
|
||||
@patch("llm._create_llm")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_prompt")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_system_prompt")
|
||||
def test_query_analysis_passes_source_content(self, mock_prompt, mock_create_llm):
|
||||
"""测试 source_content 正确传递。"""
|
||||
mock_prompt.return_value = "test prompt"
|
||||
@@ -91,7 +90,7 @@ class TestQueryAnalysis:
|
||||
)
|
||||
|
||||
@patch("llm._create_llm")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_prompt")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_system_prompt")
|
||||
def test_query_analysis_returns_text(self, mock_prompt, mock_create_llm):
|
||||
"""测试返回值是纯文本字符串。"""
|
||||
mock_prompt.return_value = "prompt"
|
||||
@@ -111,7 +110,7 @@ class TestQueryAnalysis:
|
||||
assert "关键实体" in result
|
||||
|
||||
@patch("llm._create_llm")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_prompt")
|
||||
@patch("llm.build_analysis_system_prompt")
|
||||
def test_query_analysis_empty_response(self, mock_prompt, mock_create_llm):
|
||||
"""测试 LLM 返回空字符串时不会崩溃。"""
|
||||
mock_prompt.return_value = "prompt"
|
||||
|
||||
20
wiki/concepts/rtu-remote-terminal-unit.md
Normal file
20
wiki/concepts/rtu-remote-terminal-unit.md
Normal file
@@ -0,0 +1,20 @@
|
||||
---
|
||||
type: concept
|
||||
title: "RTU（Remote Terminal Unit）"
|
||||
created: 2024-05-20
|
||||
updated: 2024-05-20
|
||||
tags: [工业自动化, 边缘节点, SCADA, 测控设备]
|
||||
related: [三遥系统, plc, scada-系统, dtu-配电终端]
|
||||
sources: ["DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md"]
|
||||
---
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||||
# RTU（Remote Terminal Unit）
|
||||
RTU（远端测控单元）是工业自动化与 SCADA 体系中的核心边缘节点设备，主要负责现场信号的采集、本地逻辑处理、协议转换以及上行通信。在“云-边-端”架构中，RTU 承担着将物理层数据转化为标准化工业协议的关键角色，广泛应用于石油、化工、智能制造及基础设施监控等领域。
|
||||
|
||||
## 核心能力与架构定位
|
||||
RTU 的设计初衷是适应恶劣的野外或工业环境，具备高环境适应性（宽温、高防护等级）、大容量数据存储与强大的远程通信能力。其业务功能高度依赖 [[三遥系统]] 标准，通过遥信（YX）监视设备状态，通过遥测（YC）采集过程参数，并通过遥控（YK）执行远程指令。
|
||||
|
||||
## 与 PLC 的选型边界
|
||||
在传统工业控制架构中，RTU 与 [[PLC]] 存在明确的功能划分：RTU 侧重于远程通信、数据汇聚与环境耐受性，适用于分散式部署；PLC 则侧重于本地高速逻辑运算与实时控制，适用于集中式产线。然而，随着边缘计算技术的发展，现代高端 PLC 已逐步集成以太网通信、OPC UA 协议与复杂算法，而 RTU 也向“智能边缘网关”演进，两者在算力与通信能力上的界限正逐渐模糊。实际选型需综合考量实时性要求、通信距离、环境防护等级及协议栈兼容性。
|
||||
|
||||
## 领域特化与演进
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||||
通用 RTU 构成了工业测控的硬件底座。在电力配电自动化领域，基于 RTU 架构衍生出了专用的配电终端（DTU）、馈线终端（FTU）与配变终端（TTU），这些设备针对 IEC 60870-5-104/101、DL/T 634 等电力规约及电网拓扑进行了深度优化。未来 RTU 的发展将更侧重于多协议融合、安全机制（如 IEC 62443）集成以及云边协同能力。
|
||||
24
wiki/concepts/三遥协同机制.md
Normal file
24
wiki/concepts/三遥协同机制.md
Normal file
@@ -0,0 +1,24 @@
|
||||
---
|
||||
type: concept
|
||||
title: "三遥协同机制"
|
||||
created: 2024-05-20
|
||||
updated: 2024-05-20
|
||||
tags: [配电自动化, 控制理论, 终端通信, 实时控制]
|
||||
related: [dtu-站所终端, 遥信, 遥测, 遥控, 配电主站, 故障自愈逻辑]
|
||||
sources: ["DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md"]
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||||
---
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||||
# 三遥协同机制
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||||
**三遥协同机制**是配电自动化系统中终端与主站交互的基础控制范式，指通过遥信（YX）、遥测（YC）、遥控（YK）三种能力的闭环配合，实现电网状态的实时感知、逻辑校验与精准执行。该机制构成了 [[DTU（站所终端）]] 业务逻辑的核心骨架，直接决定故障响应时效与系统控制精度。
|
||||
|
||||
## 协同控制流
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||||
三遥并非独立运行，而是遵循严格的时序与逻辑依赖：
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||||
1. **遥信触发（感知）**：终端采集开关位置变位、保护动作信号或告警状态，作为故障或异常事件的初始触发源。
|
||||
2. **遥测校验（确认）**：主站或终端本地逻辑调取电压、电流、功率等电气量数据，交叉验证遥信信号的真实性，排除误报或瞬时干扰。
|
||||
3. **遥控执行（动作）**：在逻辑校验通过后，系统下发分合闸或投切指令，终端驱动执行机构完成物理操作，实现控制闭环。
|
||||
|
||||
## 在站所终端中的落地
|
||||
在 [[DTU]] 的多回路站所场景中，三遥协同机制需处理更复杂的数据并发与逻辑冲突。DTU 通过内部实时操作系统（RTOS）调度，确保毫秒级遥信上报与遥控响应，同时支持主站集中控制与终端就地逻辑的无缝切换。该机制的有效运行依赖于高可靠通信链路（如光纤/5G/载波）与标准化协议栈（如 IEC 61850/60870-5-104）。
|
||||
|
||||
## 业务价值
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||||
三遥协同是 [[故障自愈逻辑]] 得以实现的前提。通过“感知-校验-执行”的标准化流程，配电系统能够将传统的人工巡线抢修模式升级为自动化快速隔离与恢复，大幅降低停电范围与时长，提升配电网的韧性与智能化水平。
|
||||
19
wiki/concepts/三遥系统.md
Normal file
19
wiki/concepts/三遥系统.md
Normal file
@@ -0,0 +1,19 @@
|
||||
---
|
||||
type: concept
|
||||
title: "三遥系统"
|
||||
created: 2024-05-20
|
||||
updated: 2024-05-20
|
||||
tags: [工业监控, 电力自动化, 数据采集, 远程控制]
|
||||
related: [rtu-remote-terminal-unit, scada-系统]
|
||||
sources: ["DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md"]
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||||
---
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||||
# 三遥系统
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||||
三遥系统是工业自动化与电力监控领域的标准交互模型，定义了远端测控设备（如 [[RTU]]）与上位监控系统（如 [[SCADA 系统]]）之间的核心数据流与控制指令。该系统通过三种基础能力实现了对工业过程与设备状态的全面感知与干预。
|
||||
|
||||
## 能力构成
|
||||
- **遥信（YX，Remote Signaling）**：负责采集工业设备的离散状态信号与故障报警。典型应用包括断路器分合闸状态、设备运行/停机指示、越限报警等。
|
||||
- **遥测（YC，Remote Telemetry）**：负责采集连续的模拟量过程参数。典型应用包括温度、压力、流量、电压、电流等物理量的实时监测与历史趋势记录。
|
||||
- **遥控（YK，Remote Control）**：负责将上位系统的控制指令下发至现场执行机构。典型应用包括设备启停控制、阀门开度调节、继电器投切等。
|
||||
|
||||
## 工程意义
|
||||
三遥能力是构建工业物联网（IIoT）与配电自动化系统的数据基石。在实际工程中，三遥数据的准确性、实时性与可靠性直接决定了监控系统的调度效率与安全水平。现代测控终端通常在三遥基础上扩展“遥调”（参数远程设定）与“遥视”（视频/图像监控），形成“五遥”体系，以应对更复杂的智能制造与智慧电网需求。
|
||||
27
wiki/concepts/故障自愈逻辑.md
Normal file
27
wiki/concepts/故障自愈逻辑.md
Normal file
@@ -0,0 +1,27 @@
|
||||
---
|
||||
type: concept
|
||||
title: "故障自愈逻辑"
|
||||
created: 2024-05-20
|
||||
updated: 2024-05-20
|
||||
tags: [配网自动化, 供电可靠性, 故障处理, 智能电网]
|
||||
related: [dtu-站所终端, 三遥协同机制, 配电主站, 馈线自动化]
|
||||
sources: ["DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md"]
|
||||
---
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||||
# 故障自愈逻辑
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||||
|
||||
**故障自愈逻辑**是配电网自动化系统的核心业务流，指系统在发生故障时，无需人工干预即可自动完成故障定位、隔离及非故障区域供电恢复的闭环控制过程。该逻辑直接体现 [[DTU（站所终端）]] 在提升供电可靠性（SAIDI/SAIFI）中的工程价值，是现代智能配电网的标志性能力。
|
||||
|
||||
## 核心处理流程
|
||||
故障自愈通常遵循“识别-隔离-恢复”三步标准范式：
|
||||
1. **故障识别**：终端通过保护动作信号、电流突变或电压跌落等特征量，结合 [[三遥协同机制]] 快速判定故障发生及大致区段。
|
||||
2. **故障隔离**：系统向故障区段两侧的终端（如 DTU 或 FTU）下发遥控指令，跳开相关开关，将故障点从运行网络中物理切除，防止事故扩大。
|
||||
3. **供电恢复**：在确认故障隔离后，系统自动重构网络拓扑，合上联络开关或备用电源开关，恢复非故障区间的正常供电。
|
||||
|
||||
## 终端层执行角色
|
||||
[[DTU]] 作为站所级核心执行单元，在自愈逻辑中承担关键任务：
|
||||
- **多回路并发管理**：站所内通常包含多条进出线，DTU 需准确识别故障所属回路，避免误切健康线路。
|
||||
- **主站协同与就地后备**：优先采用主站集中式 FA（馈线自动化）策略；当通信中断时，DTU 可切换至就地分布式逻辑，基于对端信号或电压检测自主完成隔离与恢复。
|
||||
- **时序约束**：自愈过程对实时性要求极高，从故障发生到隔离恢复通常需在秒级甚至亚秒级完成，依赖终端硬件的快速采样与协议栈的低延迟传输。
|
||||
|
||||
## 演进方向
|
||||
随着边缘计算与人工智能技术的引入，故障自愈逻辑正从传统的规则驱动向数据驱动演进。未来 DTU 将集成更强大的边缘智能算法，支持即插即用配置、自适应拓扑识别及复杂故障（如间歇性故障、高阻接地）的精准研判，进一步提升配电网的自治能力。
|
||||
32
wiki/entities/dtu-站所终端.md
Normal file
32
wiki/entities/dtu-站所终端.md
Normal file
@@ -0,0 +1,32 @@
|
||||
---
|
||||
type: entity
|
||||
title: "DTU（站所终端）"
|
||||
created: 2024-05-20
|
||||
updated: 2024-05-20
|
||||
tags: [配电自动化, 终端设备, 站所级控制, 电力物联网]
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related: [ftu-馈线终端, ttu-配变终端, rtu-远动终端, 配电主站, 三遥协同机制, 故障自愈逻辑]
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sources: ["DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md"]
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# DTU（站所终端）
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**DTU（Distribution Terminal Unit）**，即站所终端，是部署于中压配电网开关站、环网室、环网箱、配电室及箱式变电站等站所级节点的配电自动化核心执行单元。与单点控制的馈线终端不同，DTU 专为多回路、多设备的复杂站所场景设计，具备高并发数据采集、集中控制与站所级故障协同处理能力。
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## 部署场景
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DTU 通常安装于中压配电网的关键节点，主要覆盖以下环境：
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- 常规开闭所（站）与户外小型开闭所
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- 环网柜与环网箱
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- 小型变电站与箱式变电站
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## 核心功能
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DTU 通过标准化接口与传感器/执行器交互，实现站所内电气设备的全面感知与精准控制：
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- **数据采集**：实时采集开关设备位置信号、母线电压、出线电流、有功/无功功率、功率因数及电能量数据。
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- **控制操作**：接收上层指令或执行本地逻辑，对站内开关进行远程分合闸操作，并支持无功补偿电容器的自动投切。
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- **故障处理**：内置馈线开关故障识别算法，支持故障区间快速隔离与非故障区间供电恢复，显著提升供电可靠性指标（SAIDI/SAIFI）。
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## 与同类终端的边界
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- **vs [[FTU（馈线终端）]]**：FTU 主要安装于柱上开关旁，服务单台开关设备；DTU 部署于站所内部，管理多台开关及更复杂的二次设备，具备更强的多回路并发管理能力。
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- **vs [[TTU（配变终端）]]**：TTU 专注于变压器运行状态监测与负荷管理；DTU 覆盖范围更广，强调控制能力与站所级协同。
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- **vs [[RTU（远动终端）]]**：RTU 为工业通用型远端测控单元；DTU 是电力配电领域的专用终端，深度适配电网通信规约与故障自愈业务流。
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## 系统角色
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在 [[配电自动化]] 体系中，DTU 是终端层的关键节点。当 [[配电主站]] 通过 [[三遥协同机制]] 发现并确认故障后，DTU 负责执行具体的遥控指令，完成故障隔离与负荷转供，是保障配网快速自愈的物理执行基础。
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@@ -0,0 +1,32 @@
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type: index
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title: Wiki 索引
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created: 2024-01-01
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updated: 2024-05-20
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tags: [索引, 导航]
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related: []
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sources: ["DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md"]
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# Wiki 索引
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## 工业自动化与控制
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- [[PLC]]
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- [[RTU（Remote Terminal Unit）]]
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- [[三遥系统]]
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- [[SCADA 系统]]
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- [[工业物联网 (IIoT)]]
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## 边缘计算与硬件架构
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- [[边缘网关]]
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- [[嵌入式实时系统 (RTOS)]]
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- [[工业通信协议]]
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## 电力与能源自动化
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- [[配电自动化]]
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- [[DTU（配电终端）]]
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- [[智能电网]]
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## 数据与通信
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- [[Modbus]]
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- [[OPC UA]]
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- [[IEC 60870-5-104]]
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39
wiki/log.md
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wiki/log.md
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@@ -0,0 +1,39 @@
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type: log
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title: "更新日志"
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created: 2024-05-20
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updated: 2024-05-20
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tags: [日志, 版本记录]
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related: []
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sources: ["DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md"]
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# 更新日志
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## [2024-05-20] ingest | DTU（Distribution Terminal Unit）源文档解析与终端层架构补充
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- 新增源摘要页面，结构化提取站所终端定义、部署场景、三遥能力及横向对比数据。
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- 创建实体页面 `dtu-站所终端`，明确其在配电自动化终端家族中的定位与多回路管理特性。
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- 创建概念页面 `三遥协同机制` 与 `故障自愈逻辑`，完善终端控制闭环与故障处理业务流描述。
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- 更新全局索引与概览，强化“主站-通信-终端”三层架构的知识关联。
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- 标记通信规约、硬件隔离设计与边缘计算能力为后续深度研究节点。
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## [2024-05-15] update | 配电自动化系统架构梳理
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- 完善主站决策逻辑与终端执行边界说明。
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- 补充馈线自动化（FA）基础分类与典型应用场景。
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## [2024-05-10] init | Wiki 初始化与基础词条构建
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- 建立核心导航结构、索引模板与日志规范。
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- 录入基础电力物联网与配电网自动化术语。
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type: log
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title: 更新日志
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created: 2024-01-01
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updated: 2024-05-20
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tags: [日志, 维护]
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related: []
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sources: ["DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md"]
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# 更新日志
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## [2024-05-20] ingest | DTU/RTU（Remote Terminal Unit）
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导入远端测控单元（RTU）核心概念与三遥系统定义。建立 RTU 与 PLC 的传统选型边界分析，补充电力配电终端（DTU/FTU/TTU）的派生关系说明。更新工业自动化与边缘计算分类索引。
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16
wiki/overview.md
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wiki/overview.md
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@@ -0,0 +1,16 @@
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type: overview
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title: Wiki 概述
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created: 2024-01-01
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updated: 2024-05-20
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tags: [概述, 架构]
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related: []
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sources: ["DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md"]
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# Wiki 概述
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本知识库致力于构建覆盖工业自动化、边缘计算与智能监控系统的综合性技术图谱。核心内容围绕现场控制硬件、通信协议栈及上位监控架构展开，旨在为工程师、架构师与研究人员提供从底层设备选型到系统集成的完整参考框架。
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在工业控制硬件谱系方面，Wiki 详细梳理了可编程逻辑控制器（PLC）与远端测控单元（RTU）的功能定位与演进路径。通过引入“三遥系统”（遥信、遥测、遥控）标准，明确了边缘节点在数据采集、状态监视与远程指令执行中的基础交互模型。同时，针对电力配电自动化等垂直领域，文档阐述了通用 RTU 向专用终端（如 DTU、FTU）特化的技术分支，厘清了不同应用场景下的设备复用与协议适配关系。
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随着工业物联网（IIoT）与云边协同架构的普及，传统控制设备的边界正逐步融合。本 Wiki 持续追踪现代 RTU 向智能边缘网关的转型趋势，涵盖多协议融合（Modbus、OPC UA、IEC 60870 等）、高环境适应性设计以及工业网络安全机制。未来内容将进一步扩展至嵌入式硬件架构选型、实时性保障策略及跨域数据集成方案，以支撑复杂工业场景下的系统设计与运维决策。
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21
wiki/sources/DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md
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21
wiki/sources/DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md
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@@ -0,0 +1,21 @@
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type: source
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title: "DTU（Distribution Terminal Unit）源文档摘要"
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created: 2024-05-20
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updated: 2024-05-20
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tags: [配电自动化, 站所终端, 三遥, 电力物联网]
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related: [dtu-站所终端, 三遥协同机制, 故障自愈逻辑, 配电主站]
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sources: ["DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md"]
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# DTU（Distribution Terminal Unit）源文档摘要
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本文件为原始技术文档 `DTU/DTU（Distribution Terminal Unit）.md` 的结构化摘要。源文档系统阐述了站所终端（DTU）在中压配电网自动化体系中的定位、部署场景、核心功能及业务逻辑。
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## 核心内容概述
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- **定义与定位**：DTU 是安装于开闭所、环网室、箱变等站所级节点的配电自动化终端，属于“主站-通信-终端”三层架构中的核心执行单元。
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- **功能矩阵**：具备完整的三遥能力（遥信采集开关位置与告警、遥测电压电流与电能、遥控分合闸与电容器投切），支持多回路并发管理与站所级设备协同控制。
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- **业务闭环**：明确描述了“故障识别-区间隔离-非故障区恢复”的自愈逻辑，强调 DTU 与 [[配电主站]] 的指令交互链路及实时响应要求。
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- **横向对比**：清晰界定 DTU 与单点控制的 [[FTU]]、专变监测的 [[TTU]] 以及工业通用型 [[RTU]] 的应用边界与架构差异。
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## 知识价值
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该源文档为配电自动化终端层提供了标准化的业务描述，强化了多回路站所场景下的控制范式。内容可直接用于完善终端设备分类图谱、主站协同机制说明及故障处理时序建模。后续可结合通信规约（如 IEC 61850/104）、硬件隔离设计与边缘计算能力进行底层技术扩展。
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11
wiki/sources/DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md
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wiki/sources/DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md
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@@ -0,0 +1,11 @@
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type: source
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title: "DTU/RTU（Remote Terminal Unit）"
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created: 2024-05-20
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updated: 2024-05-20
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tags: [工业自动化, SCADA, 边缘计算, 电力自动化]
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related: [rtu-remote-terminal-unit, 三遥系统]
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sources: ["DTU/RTU（Remote Terminal Unit）.md"]
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# 源摘要：DTU/RTU（Remote Terminal Unit）
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本文档主要阐述了远端测控单元（RTU）在工业自动化与 SCADA 系统中的核心定位。内容涵盖 RTU 的基础定义、典型部署场景（如石油化工、智能制造），以及其与可编程逻辑控制器（PLC）在传统架构下的能力对比。文档重点介绍了工业监控的“三遥”标准能力集（遥信、遥测、遥控），并简要提及了电力配电自动化领域专用终端（DTU/FTU/TTU）与通用 RTU 的派生关系。该源文件为构建工业控制硬件谱系与边缘节点知识树提供了基础概念框架，但在具体通信协议栈、硬件架构选型及现代设备融合趋势方面留有进一步扩展空间。
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Reference in New Issue
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