From 0cf8448f34f415fb6a1f53e98c2524b9960b9a2d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: BiasF Date: Mon, 31 Aug 2026 10:20:01 +0200 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?Android:=20Protokollschicht=20portiert=20und=20?= =?UTF-8?q?gepr=C3=BCft?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit Erster Teil der Android-Fassung. Portiert ist die Schicht, in der die ganze Erfahrung aus unseren Fehlersuchen steckt: Victron-Entschlüsselung, Daly klassisch und Modbus, JBD, WattCycle, Alpicool, der Neigungsmesser samt Einbaulage, Ausrichtungs-Assistent und Keilrechner. Sie liegt in einem eigenen Gradle-Modul aus reinem Kotlin, ohne Android-Abhängigkeiten. Das ist keine Förmlichkeit: nur so laufen ihre Prüfungen auf der Kommandozeile, ohne Emulator und ohne Android SDK - genau wie das run-tests.sh der iOS-Fassung. 50 Prüfungen, alle grün. Dieselben Vektoren wie unter iOS, darunter die, die uns Tage gekostet haben: der AES-Vektor aus NIST SP 800-38A, der echte Orion-XS-Rahmen aus der Diagnoseansicht, das mitgeschnittene Ausschaltpaket der IceCube Dual und die 30-Byte-Antwort der Box im Fahrzeug, an der sich zeigt, dass ein Fühlerplatzhalter von -128 keine zweite Zone ist. Zwei Dinge weichen bewusst ab. AES-CTR kommt aus der JVM statt aus CommonCrypto - der Zähler wird dort ebenso big-endian gezählt. Und Zeitstempel sind Millisekunden statt Date-Objekten: das läuft ohne Rücksicht auf die Android-Version und lässt sich in Prüfungen vorgeben, statt von der Uhr abzuhängen. Die Werkzeugkette steht in Android/env.sh: JDK 17, Gradle 8.11.1 über den Wrapper, Android SDK 35. Co-Authored-By: Claude Opus 5 --- Android/.gitignore | 8 + Android/build.gradle.kts | 6 + Android/env.sh | 6 + Android/gradle.properties | 4 + Android/gradle/wrapper/gradle-wrapper.jar | Bin 0 -> 47505 bytes .../gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties | 9 + Android/gradlew | 248 ++++++++++++ Android/gradlew.bat | 82 ++++ Android/protocol/build.gradle.kts | 19 + .../campermonitor/protocol/AesCounterMode.kt | 34 ++ .../protocol/AlignmentAssistant.kt | 186 +++++++++ .../protocol/AlpicoolProtocol.kt | 361 ++++++++++++++++++ .../campermonitor/protocol/BitReader.kt | 62 +++ .../campermonitor/protocol/DalyProtocol.kt | 128 +++++++ .../campermonitor/protocol/DalyState.kt | 223 +++++++++++ .../campermonitor/protocol/DeviceSnapshot.kt | 86 +++++ .../campermonitor/protocol/JbdProtocol.kt | 212 ++++++++++ .../protocol/SensorOrientation.kt | 146 +++++++ .../protocol/VanAlignProtocol.kt | 154 ++++++++ .../protocol/VictronAdvertisement.kt | 311 +++++++++++++++ .../campermonitor/protocol/VictronCodes.kt | 104 +++++ .../protocol/WattCycleProtocol.kt | 281 ++++++++++++++ .../campermonitor/protocol/AlpicoolTest.kt | 154 ++++++++ .../fritob/campermonitor/protocol/BmsTest.kt | 279 ++++++++++++++ .../campermonitor/protocol/LevelingTest.kt | 247 ++++++++++++ .../campermonitor/protocol/TestSupport.kt | 45 +++ .../campermonitor/protocol/VictronTest.kt | 169 ++++++++ Android/settings.gradle.kts | 23 ++ 28 files changed, 3587 insertions(+) create mode 100644 Android/.gitignore create mode 100644 Android/build.gradle.kts create mode 100644 Android/env.sh create mode 100644 Android/gradle.properties create mode 100644 Android/gradle/wrapper/gradle-wrapper.jar create mode 100644 Android/gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties create mode 100755 Android/gradlew create mode 100644 Android/gradlew.bat create mode 100644 Android/protocol/build.gradle.kts create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AesCounterMode.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlignmentAssistant.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolProtocol.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BitReader.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyProtocol.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyState.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DeviceSnapshot.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/JbdProtocol.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/SensorOrientation.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VanAlignProtocol.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronAdvertisement.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronCodes.kt create mode 100644 Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/WattCycleProtocol.kt create mode 100644 Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolTest.kt create mode 100644 Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BmsTest.kt create mode 100644 Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/LevelingTest.kt create mode 100644 Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/TestSupport.kt create mode 100644 Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronTest.kt create mode 100644 Android/settings.gradle.kts diff --git a/Android/.gitignore b/Android/.gitignore new file mode 100644 index 0000000..83b9a92 --- /dev/null +++ b/Android/.gitignore @@ -0,0 +1,8 @@ +# Was Gradle und das Android SDK erzeugen. Nichts davon gehört ins Repository. +.gradle/ +build/ +local.properties +*.iml +.idea/ +captures/ +.cxx/ diff --git a/Android/build.gradle.kts b/Android/build.gradle.kts new file mode 100644 index 0000000..e008439 --- /dev/null +++ b/Android/build.gradle.kts @@ -0,0 +1,6 @@ +plugins { + id("com.android.application") version "8.7.3" apply false + id("org.jetbrains.kotlin.android") version "2.0.21" apply false + id("org.jetbrains.kotlin.jvm") version "2.0.21" apply false + id("org.jetbrains.kotlin.plugin.compose") version "2.0.21" apply false +} diff --git a/Android/env.sh b/Android/env.sh new file mode 100644 index 0000000..836f4cd --- /dev/null +++ b/Android/env.sh @@ -0,0 +1,6 @@ +# Werkzeugkette für dieses Projekt. Vor Gradle-Aufrufen einlesen: +# source Android/env.sh +export JAVA_HOME=/opt/homebrew/opt/openjdk@17/libexec/openjdk.jdk/Contents/Home +export ANDROID_HOME="$HOME/Library/Android/sdk" +export ANDROID_SDK_ROOT="$ANDROID_HOME" +export PATH="$JAVA_HOME/bin:/opt/homebrew/share/android-commandlinetools/cmdline-tools/latest/bin:$ANDROID_HOME/platform-tools:$PATH" diff --git a/Android/gradle.properties b/Android/gradle.properties new file mode 100644 index 0000000..f90a875 --- /dev/null +++ b/Android/gradle.properties @@ -0,0 +1,4 @@ +org.gradle.jvmargs=-Xmx2048m -Dfile.encoding=UTF-8 +org.gradle.parallel=true +android.useAndroidX=true +kotlin.code.style=official diff --git a/Android/gradle/wrapper/gradle-wrapper.jar b/Android/gradle/wrapper/gradle-wrapper.jar new file mode 100644 index 0000000000000000000000000000000000000000..eddabd2eef8d94a5437d6168ff9c87a78ff725b3 GIT binary patch literal 47505 zcma%jV|XRZx@BzJPRF)w+qP|W2RrDP9UC1d9oxo^)3I%LIQh<*=g!Qz_k45q^VI&e z|5VkgwQ8;Rt*tBv4uJsz0|NsB0z&#Z{?7*m1QtX=LS2MGMp2SUUPeqpQB6Wa9TEie zub-^z>bb3QVg*ju^jKS3o#9H#w4Yxz1*n>pYH+2nC3dC@ic(OUh@sI7>n^@O3t+EN zk19TR2&69-M23X8{h9JYx|8)kwwf7ttr>teD4+VN#nkbK$s(IG`^odY38j0~G5LYI zE8yj!-3t3WJpbc*GP8f1Ijv!GZFxNt(Cq4DxZU@%dVh&ur@bEGnl2N^*QNXDgt%%uIzL8-|f9*0a_P$gWq1W= zyYFqsd}OSk24kb~1dN}B%z?^{HGmwKoogz&O?>^nlNT;9zKwXe(^*#}CA6|3JU~$) z84gW6*^!J(I2cJ6Fex`F@*8Z;s#mTo^y2AJ6hSf>Ei3lYhvt>4{wrqH*`8wlt+NqV zs$Y#ZDUzSWF!beISEBi0Dvx#amw4A=5p>tM)l(wMg*GU=hp|-Z=aZM_pw^OegdgFE z#1Jtd_&p~_;Lb@JjM5MZdJErBWf7~hq^IxX89(}?*<2v)uDSTyr#g{7fM4R;@KjPU zef+&aPhcAskT5|z_09<(`3G^SKwJ0e=Q(TjU}<2E7jh(ZoiwT{!}jl%GU(rNo2?a! zx2+TFX}Pt%EZ7ohNMI$bpk|IVcQ3Z2tWLJSZtq)*Im<#WBDYEfci;r(!~8KiUAI2I z+)9QJ;|lF-J*nrrVRIf{Rt}tBY`7YBW#R+!Qox8y99}8lf<@)9znd`>8Q;dY znEDDc?e6`E=jWxW%O= z*dn!&=MGIsRTcKy#$f?nc7NBdssxcHDt6p!g8h@bt@_P63RGK`SeA81RG5nyyn|pn zh5?evjH@qk|v=A$Ff0_lB8|p@3G{6%UYG`sujf7mV;X1<41iQ?RY8pV7 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z)GOWz8oLGhf-icgv}Z?)m7f&8FU^%9YU6rK!9w3vM<_rm+D;$*BFzlm^yg?%23uAQ z%KeUiUgps!x2o$8_73aGGei+l?ijb$qk0&_pcxE$L&m{m1E)z5{%6fgW`S-VGaRav z!S?Iw_l z8bcI?Ymm-FZKn!Np;!~O96H)0IY%e2ReRm7kG<82Fn{mNbwWMVA4 z>uZy@Ye%>7g;Xba{0<$EH@{`|xhnAW31=;CMC_|9j?M+?>Ej*_aqKS9>ogRu%(R<^ z8J;b1?=_I671Vk@wUgy9Y-KNgni)d}*j0y<^urrM2Uk2lFt7uFt`+!g{6?nxn8HDA z-|mcYugdaGsE%N=JvnV*xpYv3#ROT8=BsCVx@0{J239XjS;u0Ma+!u+Fwr5ij=6m0 zLSvIxxB1C7^gHZ#DcL&5(^lO35rh)6% zTsaD~2LM9BOvklgrH#EyzGJ%@S_@lewSL>+u5R+Tiq+s>wC&&!bZ{TdFdO)hkb5-6 z$JW2#Z|Z!%lkE+Ji(AJ*TFz!!5aIfBcEyHaG53g88ae_isos&=hRdKu{(IgmZ3Gds z7k(3>R}TbXV~wbz&J~3lCtMn+1npudNl-F=qB2KmbKczrin|qq(zUiV=mz!5jQt(W z4osJngz2I~I*eB?O3AP2V$NNllivTjjiDCk>V%*qVl&IrYG0a8ch#hengcSQ0H~+K zBrZ5)DU<3ZAI!Gpd$pCpi>TAd%xh;}9a74VXzmbM7C9K#VsIv!z}_@E{+d_U`?Nq% zi@u}DiWhyB4y$-r=+xk@;E9jM)7*`fPg)%mEu3MTd`DT51r_)uS|F(! zH_LOl6m)}??`_oHJ&>D)Os*^s<836X+kL$G%25M*fJ%&Z1B&T zx8I#PIpI+RmNaLK`Fp&CnIwK8BSBAd1%72kS{KygNw=~bG)!%CA<;1+2uK$d2#E5( 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zA@la$-Q7NgLAu}|gt>6_FXjUDJxnM}C`3dE914mI>O)l?@g@osR3kMM6guRJ`J>5- zDhn}6%84<{ND7O}DT%5m!$CprLhlxPKf1B(@77F&d|m^2VgBHT1=6JH|J=w5$w`Wd zDk(F`iv3qtM4@h}cb#R_Ag{ZgJl_l*4GPNE!Hn7LU+tTijjS!0zr*1QIhZ-yKzfct zkX0sjzgSEDe8^N|&?OF#RYW>u6>*2#{bmv9ztj08FY;&SQSWJQB_Yn!AdBNWyx}*~ z#Q2@_zX`wx_!o0!@ zhJR1zPjwtWOAZQ?S`9$r$qaI8pZy@YiuVVS(f|nI;jh8{HCzbE!^z|yG_9x05;!3f z8UUHlABRax_6M4>7LJY(p4nfjkVyFxNw99gQWHdy9@3lp$6*dr{DI`(TCN5TCVxIm zz3W43S4iMc+V&iDsHDgdkhpYZ&i>iy%7 z2?xtRtNz2>eb2i6(Rl{Pe>nfwO#KEE{_~gldqnFUF87@w`o4YS9bMs@6)F8z>K{V=`&NT@+g{&n#qgJY|DYA+&&U3K`@J874c+878h>wm z{Pz}yKkIy7^?cXN@0;nH{+Z4{OxE`W!*|8g-|U6^F9rTvDfQ1s{(UX$k7vQvYMdv{Mz{+ '} + case $link in #( + /*) app_path=$link ;; #( + *) app_path=$APP_HOME$link ;; + esac +done + +# This is normally unused +# shellcheck disable=SC2034 +APP_BASE_NAME=${0##*/} +# Discard cd standard output in case $CDPATH is set (https://github.com/gradle/gradle/issues/25036) +APP_HOME=$( cd -P "${APP_HOME:-./}" > /dev/null && printf '%s\n' "$PWD" ) || exit + +# Use the maximum available, or set MAX_FD != -1 to use that value. +MAX_FD=maximum + +warn () { + echo "$*" +} >&2 + +die () { + echo + echo "$*" + echo + exit 1 +} >&2 + +# OS specific support (must be 'true' or 'false'). +cygwin=false +msys=false +darwin=false +nonstop=false +case "$( uname )" in #( + CYGWIN* ) cygwin=true ;; #( + Darwin* ) darwin=true ;; #( + MSYS* | MINGW* ) msys=true ;; #( + NONSTOP* ) nonstop=true ;; +esac + + + +# Determine the Java command to use to start the JVM. +if [ -n "$JAVA_HOME" ] ; then + if [ -x "$JAVA_HOME/jre/sh/java" ] ; then + # IBM's JDK on AIX uses strange locations for the executables + JAVACMD=$JAVA_HOME/jre/sh/java + else + JAVACMD=$JAVA_HOME/bin/java + fi + if [ ! -x "$JAVACMD" ] ; then + die "ERROR: JAVA_HOME is set to an invalid directory: $JAVA_HOME + +Please set the JAVA_HOME variable in your environment to match the +location of your Java installation." + fi +else + JAVACMD=java + if ! command -v java >/dev/null 2>&1 + then + die "ERROR: JAVA_HOME is not set and no 'java' command could be found in your PATH. + +Please set the JAVA_HOME variable in your environment to match the +location of your Java installation." + fi +fi + +# Increase the maximum file descriptors if we can. +if ! "$cygwin" && ! "$darwin" && ! "$nonstop" ; then + case $MAX_FD in #( + max*) + # In POSIX sh, ulimit -H is undefined. That's why the result is checked to see if it worked. + # shellcheck disable=SC2039,SC3045 + MAX_FD=$( ulimit -H -n ) || + warn "Could not query maximum file descriptor limit" + esac + case $MAX_FD in #( + '' | soft) :;; #( + *) + # In POSIX sh, ulimit -n is undefined. That's why the result is checked to see if it worked. + # shellcheck disable=SC2039,SC3045 + ulimit -n "$MAX_FD" || + warn "Could not set maximum file descriptor limit to $MAX_FD" + esac +fi + +# Collect all arguments for the java command, stacking in reverse order: +# * args from the command line +# * the main class name +# * -classpath +# * -D...appname settings +# * --module-path (only if needed) +# * DEFAULT_JVM_OPTS, JAVA_OPTS, and GRADLE_OPTS environment variables. + +# For Cygwin or MSYS, switch paths to Windows format before running java +if "$cygwin" || "$msys" ; then + APP_HOME=$( cygpath --path --mixed "$APP_HOME" ) + + JAVACMD=$( cygpath --unix "$JAVACMD" ) + + # Now convert the arguments - kludge to limit ourselves to /bin/sh + for arg do + if + case $arg in #( + -*) false ;; # don't mess with options #( + /?*) t=${arg#/} t=/${t%%/*} # looks like a POSIX filepath + [ -e "$t" ] ;; #( + *) false ;; + esac + then + arg=$( cygpath --path --ignore --mixed "$arg" ) + fi + # Roll the args list around exactly as many times as the number of + # args, so each arg winds up back in the position where it started, but + # possibly modified. + # + # NB: a `for` loop captures its iteration list before it begins, so + # changing the positional parameters here affects neither the number of + # iterations, nor the values presented in `arg`. + shift # remove old arg + set -- "$@" "$arg" # push replacement arg + done +fi + + +# Add default JVM options here. You can also use JAVA_OPTS and GRADLE_OPTS to pass JVM options to this script. +DEFAULT_JVM_OPTS='"-Xmx64m" "-Xms64m"' + +# Collect all arguments for the java command: +# * DEFAULT_JVM_OPTS, JAVA_OPTS, and optsEnvironmentVar are not allowed to contain shell fragments, +# and any embedded shellness will be escaped. +# * For example: A user cannot expect ${Hostname} to be expanded, as it is an environment variable and will be +# treated as '${Hostname}' itself on the command line. + +set -- \ + "-Dorg.gradle.appname=$APP_BASE_NAME" \ + -jar "$APP_HOME/gradle/wrapper/gradle-wrapper.jar" \ + "$@" + +# Stop when "xargs" is not available. +if ! command -v xargs >/dev/null 2>&1 +then + die "xargs is not available" +fi + +# Use "xargs" to parse quoted args. +# +# With -n1 it outputs one arg per line, with the quotes and backslashes removed. +# +# In Bash we could simply go: +# +# readarray ARGS < <( xargs -n1 <<<"$var" ) && +# set -- "${ARGS[@]}" "$@" +# +# but POSIX shell has neither arrays nor command substitution, so instead we +# post-process each arg (as a line of input to sed) to backslash-escape any +# character that might be a shell metacharacter, then use eval to reverse +# that process (while maintaining the separation between arguments), and wrap +# the whole thing up as a single "set" statement. +# +# This will of course break if any of these variables contains a newline or +# an unmatched quote. +# + +eval "set -- $( + printf '%s\n' "$DEFAULT_JVM_OPTS $JAVA_OPTS $GRADLE_OPTS" | + xargs -n1 | + sed ' s~[^-[:alnum:]+,./:=@_]~\\&~g; ' | + tr '\n' ' ' + )" '"$@"' + +exec "$JAVACMD" "$@" diff --git a/Android/gradlew.bat b/Android/gradlew.bat new file mode 100644 index 0000000..8508ef6 --- /dev/null +++ b/Android/gradlew.bat @@ -0,0 +1,82 @@ +@rem +@rem Copyright 2015 the original author or authors. +@rem +@rem Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); +@rem you may not use this file except in compliance with the License. +@rem You may obtain a copy of the License at +@rem +@rem https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 +@rem +@rem Unless required by applicable law or agreed to in writing, software +@rem distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, +@rem WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. +@rem See the License for the specific language governing permissions and +@rem limitations under the License. +@rem +@rem SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 +@rem + +@if "%DEBUG%"=="" @echo off +@rem ########################################################################## +@rem +@rem gradlew startup script for Windows +@rem +@rem ########################################################################## + +@rem Set local scope for the variables, and ensure extensions are enabled +setlocal EnableExtensions + +set DIRNAME=%~dp0 +if "%DIRNAME%"=="" set DIRNAME=. +@rem This is normally unused +set APP_BASE_NAME=%~n0 +set APP_HOME=%DIRNAME% + +@rem Resolve any "." and ".." in APP_HOME to make it shorter. +for %%i in ("%APP_HOME%") do set APP_HOME=%%~fi + +@rem Add default JVM options here. You can also use JAVA_OPTS and GRADLE_OPTS to pass JVM options to this script. +set DEFAULT_JVM_OPTS="-Xmx64m" "-Xms64m" + +@rem Find java.exe +if defined JAVA_HOME goto findJavaFromJavaHome + +set JAVA_EXE=java.exe +%JAVA_EXE% -version >NUL 2>&1 +if %ERRORLEVEL% equ 0 goto execute + +echo. 1>&2 +echo ERROR: JAVA_HOME is not set and no 'java' command could be found in your PATH. 1>&2 +echo. 1>&2 +echo Please set the JAVA_HOME variable in your environment to match the 1>&2 +echo location of your Java installation. 1>&2 + +"%COMSPEC%" /c exit 1 + +:findJavaFromJavaHome +set JAVA_HOME=%JAVA_HOME:"=% +set JAVA_EXE=%JAVA_HOME%/bin/java.exe + +if exist "%JAVA_EXE%" goto execute + +echo. 1>&2 +echo ERROR: JAVA_HOME is set to an invalid directory: %JAVA_HOME% 1>&2 +echo. 1>&2 +echo Please set the JAVA_HOME variable in your environment to match the 1>&2 +echo location of your Java installation. 1>&2 + +"%COMSPEC%" /c exit 1 + +:execute +@rem Setup the command line + + + +@rem Execute gradlew +@rem endlocal doesn't take effect until after the line is parsed and variables are expanded +@rem which allows us to clear the local environment before executing the java command +endlocal & "%JAVA_EXE%" %DEFAULT_JVM_OPTS% %JAVA_OPTS% %GRADLE_OPTS% "-Dorg.gradle.appname=%APP_BASE_NAME%" -jar "%APP_HOME%\gradle\wrapper\gradle-wrapper.jar" %* & call :exitWithErrorLevel + +:exitWithErrorLevel +@rem Use "%COMSPEC%" /c exit to allow operators to work properly in scripts +"%COMSPEC%" /c exit %ERRORLEVEL% diff --git a/Android/protocol/build.gradle.kts b/Android/protocol/build.gradle.kts new file mode 100644 index 0000000..666ee49 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/build.gradle.kts @@ -0,0 +1,19 @@ +plugins { + id("org.jetbrains.kotlin.jvm") +} + +kotlin { + jvmToolchain(17) +} + +dependencies { + testImplementation(kotlin("test")) +} + +tasks.test { + useJUnitPlatform() + testLogging { + events("passed", "failed") + showStandardStreams = true + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AesCounterMode.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AesCounterMode.kt new file mode 100644 index 0000000..bbcbaca --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AesCounterMode.kt @@ -0,0 +1,34 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.security.GeneralSecurityException +import javax.crypto.Cipher +import javax.crypto.spec.IvParameterSpec +import javax.crypto.spec.SecretKeySpec + +/** + * AES-128 im Counter-Modus. + * + * Anders als unter iOS, wo CryptoKit CTR nicht anbietet und CommonCrypto + * herhalten muss, bringt die JVM den Modus mit. Der Zähler wird dort wie bei + * Victron big-endian hochgezählt. + */ +object AesCounterMode { + + /** + * @param data Der verschlüsselte Nutzteil des Advertisements. + * @param key 16 Byte Geräteschlüssel aus VictronConnect. + * @param nonce Der 16-Byte-Zählerblock (Victron: Nonce little-endian in den + * ersten beiden Bytes, Rest 0). + */ + fun crypt(data: ByteArray, key: ByteArray, nonce: ByteArray): ByteArray? { + if (key.size != 16 || nonce.size != 16) return null + return try { + val cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding") + // CTR ist symmetrisch; entschlüsselt wird mit derselben Operation. + cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, SecretKeySpec(key, "AES"), IvParameterSpec(nonce)) + cipher.doFinal(data) + } catch (_: GeneralSecurityException) { + null + } + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlignmentAssistant.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlignmentAssistant.kt new file mode 100644 index 0000000..253880d --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlignmentAssistant.kt @@ -0,0 +1,186 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.Locale +import kotlin.math.abs +import kotlin.math.roundToLong +import kotlin.math.sqrt +import kotlin.math.tan + +/** + * Hilft beim Ausrichten des Fahrzeugs während des Rangierens. + * + * Bewusst **ohne** Positionsbestimmung: Aus einem MEMS-Beschleunigungssensor + * lässt sich keine brauchbare Strecke ableiten, weil der Fehler beim + * zweifachen Integrieren quadratisch mit der Zeit wächst. Beim Rangieren im + * Schritttempo gehen die tatsächlichen Beschleunigungen ohnehin im Rauschen + * unter. + * + * Gebraucht wird das auch gar nicht. Die Frage beim Einparken lautet nie „wo + * stehe ich", sondern „wird es besser oder schlechter, und wo war es am + * besten". Beides steckt bereits im zeitlichen Verlauf der Neigung – ganz + * ohne Annahmen über das Gelände. + * + * Die Zeit kommt in Millisekunden von aussen herein, damit sich der Verlauf in + * Prüfungen vorgeben lässt, statt von der Uhr abzuhängen. + */ +class AlignmentAssistant { + + data class Sample(val time: Long, val pitch: Double, val roll: Double) { + /** Gesamtabweichung von der Waagerechten. */ + val deviation: Double get() = sqrt(pitch * pitch + roll * roll) + } + + enum class Trend(val text: String) { + IMPROVING("Wird besser"), + WORSENING("Wird schlechter"), + STEADY("Bleibt gleich"), + UNKNOWN("Messe…"), + } + + private val _samples = mutableListOf() + val samples: List get() = _samples + + fun add(pitch: Double, roll: Double, at: Long = System.currentTimeMillis()) { + _samples.add(Sample(at, pitch, roll)) + val cutoff = at - MEMORY_MS + _samples.removeAll { it.time < cutoff } + } + + fun reset() = _samples.clear() + + val current: Sample? get() = _samples.lastOrNull() + + /** Der flachste Punkt, den wir gesehen haben. */ + val best: Sample? get() = _samples.minByOrNull { it.deviation } + + /** + * Ob und wie stark sich die Lage gerade ändert. + * + * Verglichen wird das jüngste Drittel mit dem davorliegenden. Einzelne + * Messwerte wären zu unruhig; das Fahrzeug wippt beim Rangieren. + */ + val trend: Trend + get() { + if (_samples.size < 6) return Trend.UNKNOWN + val recent = _samples.takeLast(3) + val previous = _samples.dropLast(3).takeLast(3) + if (previous.isEmpty()) return Trend.UNKNOWN + + val now = recent.sumOf { it.deviation } / recent.size + val before = previous.sumOf { it.deviation } / previous.size + val change = now - before + + if (abs(change) < TREND_THRESHOLD) return Trend.STEADY + return if (change < 0) Trend.IMPROVING else Trend.WORSENING + } + + /** + * Wieviel besser der beste Punkt gegenüber jetzt war – null, wenn es sich + * nicht lohnt oder wir gerade selbst am besten Punkt stehen. + */ + val improvementAtBest: Double? + get() { + val now = current ?: return null + val best = best ?: return null + if (best.time >= now.time) return null + val gain = now.deviation - best.deviation + return if (gain >= WORTH_GOING_BACK) gain else null + } + + /** Wie lange der beste Punkt zurückliegt, in Sekunden. */ + val secondsSinceBest: Double? + get() { + if (improvementAtBest == null) return null + val now = current ?: return null + val best = best ?: return null + return (now.time - best.time) / 1000.0 + } + + /** Was der Fahrer jetzt tun soll. */ + val advice: String + get() { + val now = current ?: return "Warte auf Messwerte…" + if (now.deviation <= LevelState.LEVEL_TOLERANCE) return "Steht eben – anhalten" + secondsSinceBest?.let { + return String.format( + Locale.GERMANY, "Vor %d s stand es besser – ein Stück zurück", it.roundToLong() + ) + } + return when (trend) { + Trend.IMPROVING -> "Wird besser – weiter so" + Trend.WORSENING -> "Wird schlechter – andere Richtung" + Trend.STEADY -> "Ändert sich kaum – andere Richtung versuchen" + Trend.UNKNOWN -> "Langsam weiterfahren" + } + } + + val hasReachedTarget: Boolean + get() = (current?.deviation ?: Double.POSITIVE_INFINITY) <= LevelState.LEVEL_TOLERANCE + + companion object { + /** Wie lange zurückgeschaut wird. */ + const val MEMORY_MS = 90_000L + + /** Ab dieser Verbesserung lohnt der Hinweis auf einen früheren Punkt. */ + const val WORTH_GOING_BACK = 0.2 + + /** Unterhalb dieser Änderung gilt die Lage als unverändert. */ + const val TREND_THRESHOLD = 0.08 + } +} + +/** + * Wie hoch ein Auffahrkeil sein muss, um eine Neigung auszugleichen. + * + * Rein geometrisch und damit exakt: Höhe = tan(Winkel) × Abstand der Achsen + * beziehungsweise der Räder. + */ +data class LevelingWedge( + /** Wo der Keil hin muss. */ + val side: Side, + /** Höhe in Metern. */ + val height: Double, + /** Der zugrundeliegende Winkel in Grad. */ + val angle: Double, +) { + enum class Side(val text: String) { + FRONT("vorne"), + REAR("hinten"), + LEFT("links"), + RIGHT("rechts"), + } + + val heightInCentimetres: Double get() = height * 100 + + companion object { + /** + * Quer: die tieferliegende Seite muss angehoben werden. Positiver Roll + * heisst, dass rechts höher steht – der Keil gehört also nach links. + */ + fun across(roll: Double, trackWidth: Double?): LevelingWedge? = + wedge(roll, trackWidth, Side.LEFT, Side.RIGHT) + + /** + * Längs: positiver Pitch heisst, dass das Heck höher steht – der Keil + * gehört unter die Vorderräder. + */ + fun along(pitch: Double, wheelbase: Double?): LevelingWedge? = + wedge(pitch, wheelbase, Side.FRONT, Side.REAR) + + private fun wedge( + angle: Double, + distance: Double?, + whenPositive: Side, + whenNegative: Side, + ): LevelingWedge? { + if (distance == null || distance <= 0) return null + if (abs(angle) <= LevelState.LEVEL_TOLERANCE) return null + val height = tan(abs(angle) * Math.PI / 180) * distance + return LevelingWedge( + side = if (angle > 0) whenPositive else whenNegative, + height = height, + angle = abs(angle), + ) + } + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolProtocol.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolProtocol.kt new file mode 100644 index 0000000..55f227a --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolProtocol.kt @@ -0,0 +1,361 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID + +/** Übersteuerung der Zonenerkennung aus den Geräteeinstellungen. */ +enum class FridgeZoneMode(val title: String) { + AUTOMATIC("Automatisch"), + SINGLE("Eine Zone"), + DUAL("Zwei Zonen"), +} + +/** + * Protokoll der Alpicool-Kompressorkühlboxen. Dieselbe Elektronik steckt unter + * anderem in den IceCube-Boxen von Plug-in Festivals sowie in Modellen von + * BrassMonkey und Ocean Comfort. + * + * Gesprochen wird über zwei Charakteristiken: geschrieben auf `00001235-…`, + * Antworten kommen über `00001236-…`. + * + * Rahmenaufbau in beide Richtungen: + * ``` + * FE FE + * ``` + * + * `Länge` zählt Kommando, Daten und Prüfsumme, die Gesamtlänge ist also + * `3 + Länge`. Die Prüfsumme ist die Summe aller vorangehenden Bytes, + * höherwertiges Byte zuerst. + * + * Vor der ersten Abfrage muss einmal `BIND` geschickt werden. Steht „APP" im + * Display der Box, verlangt sie dabei einen Tastendruck am Gerät. + * + * Feldbelegung nach Gruni22/alpicool_ha_ble. + */ +object AlpicoolProtocol { + + enum class Command(val raw: Int) { + BIND(0x00), + QUERY(0x01), + SET(0x02), + RESET(0x04), + SET_LEFT(0x05), + SET_RIGHT(0x06), + } + + /** Summe aller Bytes, auf 16 Bit beschnitten. */ + fun checksum(bytes: ByteArray): Int { + var sum = 0 + for (b in bytes) sum += b.toInt() and 0xFF + return sum and 0xFFFF + } + + fun packet(command: Command, data: ByteArray = ByteArray(0)): ByteArray { + val head = byteArrayOf( + 0xFE.toByte(), 0xFE.toByte(), + (data.size + 3).toByte(), // Kommando + Daten + Prüfsumme + command.raw.toByte(), + ) + data + val sum = checksum(head) + return head + byteArrayOf((sum shr 8).toByte(), (sum and 0xFF).toByte()) + } + + class Frame(val command: Int, val payload: ByteArray) + + /** + * Sucht vollständige Rahmen im Puffer. + * + * Auf Stellbefehle antwortet die Box mit zwei Paketen in einer einzigen + * Benachrichtigung: erst ein Echo des Befehls, dann der volle Status. + * Deshalb wird in der Schleife weitergesucht, statt nach dem ersten + * Treffer abzubrechen. + */ + fun extractFrames(buffer: ByteArray): Pair, ByteArray> { + val frames = mutableListOf() + var index = 0 + var consumed = 0 + + while (index + 3 <= buffer.size) { + if (buffer.u(index) != 0xFE || buffer.u(index + 1) != 0xFE) { + index += 1 + continue + } + val total = 3 + buffer.u(index + 2) + if (total < 6 || total > 128) { + index += 1 + continue + } + if (index + total > buffer.size) break // Rest abwarten + + val packet = buffer.copyOfRange(index, index + total) + val expected = checksum(packet.copyOfRange(0, total - 2)) + val actual = (packet.u(total - 2) shl 8) or packet.u(total - 1) + if (expected != actual) { + index += 1 + continue + } + frames.add(Frame(packet.u(3), packet.copyOfRange(4, total - 2))) + index += total + consumed = index + } + val keepFrom = maxOf(consumed, maxOf(0, buffer.size - 128)) + return frames to buffer.copyOfRange(keepFrom, buffer.size) + } + + fun signed(byte: Int): Int = byte.toByte().toInt() + + /** + * Pause zwischen den Teilstücken eines aufgeteilten Pakets, damit das + * Gerät sie wieder zusammensetzen kann. + */ + const val CHUNK_DELAY_MS = 150L + + /** + * Wieviel die Box je Schreibvorgang annimmt. + * + * Das sind die 20 Nutzbytes der Standard-MTU – unabhängig davon, was auf + * der Verbindung ausgehandelt wurde. Ein längerer Schreibvorgang wird von + * diesen Boxen abgelehnt; belegt an einer Maentum/Plug-in Festival + * IceCube Dual, bei der genau deshalb das Ein- und Ausschalten scheiterte, + * während der kurze Temperaturbefehl durchging + * (Gruni22/alpicool_ha_ble#20). + */ + const val MAX_WRITE_SIZE = 20 + + /** Womit diese Boxen einen nicht vorhandenen Fühler melden. */ + const val MISSING_SENSOR_READING = -128 + + /** Zerlegt ein Paket in schreibbare Stücke. */ + fun chunks(data: ByteArray, limit: Int): List { + if (limit <= 0 || data.size <= limit) return listOf(data) + return (data.indices step limit).map { + data.copyOfRange(it, minOf(it + limit, data.size)) + } + } +} + +/** Zonen einer Kühlbox. */ +enum class FridgeZone { LEFT, RIGHT } + +/** Zustand einer Kühlbox – Messwerte und die Einstellungen, die sich ändern lassen. */ +class AlpicoolState { + var isLocked = false + var isPoweredOn = true + + /** 0 = Max, 1 = Eco. */ + var runMode = 0 + var batterySaver = 0 + + var leftTarget: Int? = null + var leftCurrent: Int? = null + var rightTarget: Int? = null + var rightCurrent: Int? = null + + var temperatureMin: Int? = null + var temperatureMax: Int? = null + var startDelayMinutes: Int? = null + var returnDifference: Int? = null + + /** 0 = °C, 1 = °F. */ + var unit = 0 + var runningStatus: Int? = null + + var batteryPercent: Int? = null + var batteryVolts: Double? = null + + /** + * Die vollständige Nutzlast der letzten Statusantwort. Stellbefehle für + * Ein/Aus und Betriebsart schicken den gesamten Einstellungsblock zurück, + * deshalb wird er aufgehoben. + */ + var lastPayload: ByteArray = ByteArray(0) + + var zoneMode: FridgeZoneMode = FridgeZoneMode.AUTOMATIC + + /** + * Die Einstellungsbytes der rechten Zone, für die Erkennung und die + * Diagnose. Ohne den Messwert – der wird getrennt beurteilt. + */ + var rightZoneBytes: ByteArray = ByteArray(0) + + /** + * Ob die Box wirklich eine zweite Zone hat. + * + * Die Nutzlastlänge allein taugt nicht: Einzonen-Boxen senden den langen + * Datensatz teils mit und füllen den zweiten Block auf. Zwei Anzeichen + * verraten das. Erstens meldet die Box für den fehlenden zweiten Fühler + * -128, den üblichen Platzhalter. Zweitens stehen die Einstellungen der + * rechten Zone dann auf lauter Nullen oder lauter 0xFF. + * + * Das ist keine Frage der Anzeige allein: der Stellbefehl fällt für eine + * Box mit zwei Zonen länger aus, und die falsche Länge wird verworfen. + */ + val detectedDualZone: Boolean + get() { + val current = rightCurrent ?: return false + if (current == AlpicoolProtocol.MISSING_SENSOR_READING) return false + if (rightZoneBytes.isEmpty()) return false + return rightZoneBytes.any { it.toInt() != 0x00 } && + rightZoneBytes.any { (it.toInt() and 0xFF) != 0xFF } + } + + val isDualZone: Boolean + get() = when (zoneMode) { + FridgeZoneMode.AUTOMATIC -> detectedDualZone + FridgeZoneMode.SINGLE -> false + FridgeZoneMode.DUAL -> rightCurrent != null + } + + val isEco: Boolean get() = runMode == 1 + val usesFahrenheit: Boolean get() = unit == 1 + val hasStatus: Boolean get() = lastPayload.isNotEmpty() + val unitSymbol: String get() = if (usesFahrenheit) "°F" else "°C" + + /** + * Grenzen für den Sollwert. Meldet die Box keine brauchbaren, gelten die + * üblichen Werte der Baureihe. + */ + val targetRange: IntRange + get() { + val low = temperatureMin ?: if (usesFahrenheit) -22 else -30 + val high = temperatureMax ?: if (usesFahrenheit) 68 else 20 + return if (low < high) low..high else if (usesFahrenheit) -22..68 else -30..20 + } + + fun apply(frame: AlpicoolProtocol.Frame) { + // Nur Statusantworten auswerten; das Echo eines Stellbefehls ist kurz. + if (frame.command != AlpicoolProtocol.Command.QUERY.raw || frame.payload.size < 18) return + val p = frame.payload + lastPayload = p + + isLocked = p.u(0) != 0 + isPoweredOn = p.u(1) != 0 + runMode = p.u(2) + batterySaver = p.u(3) + leftTarget = AlpicoolProtocol.signed(p.u(4)) + temperatureMax = AlpicoolProtocol.signed(p.u(5)) + temperatureMin = AlpicoolProtocol.signed(p.u(6)) + returnDifference = AlpicoolProtocol.signed(p.u(7)) + startDelayMinutes = p.u(8) + unit = p.u(9) + leftCurrent = AlpicoolProtocol.signed(p.u(14)) + batteryPercent = p.u(15) + batteryVolts = p.u(16) + p.u(17) / 10.0 + + if (p.size >= 28) { + rightTarget = AlpicoolProtocol.signed(p.u(18)) + rightCurrent = AlpicoolProtocol.signed(p.u(26)) + runningStatus = p.u(27) + rightZoneBytes = p.copyOfRange(18, 26) + } else { + rightTarget = null + rightCurrent = null + rightZoneBytes = ByteArray(0) + } + } + + // MARK: - Stellbefehle + + /** + * Die Bytes, die ein Stellbefehl ändert. + * + * Messwerte gehören nicht dazu: Temperatur und Spannung schwanken ohnehin, + * an ihnen liesse sich nicht ablesen, ob ein Befehl gewirkt hat. + */ + val settingsFingerprint: List + get() { + if (lastPayload.size < 18) return emptyList() + val bytes = mutableListOf( + lastPayload.u(0), lastPayload.u(1), lastPayload.u(2), lastPayload.u(4) + ) + if (lastPayload.size >= 28) bytes.add(lastPayload.u(18)) + return bytes + } + + /** + * Baut den Einstellungsblock neu auf und ändert darin einzelne Bytes. + * Ein Teil-Update gibt es bei diesem Kommando nicht – die Box erwartet den + * kompletten Block, sonst überschreibt sie Einstellungen mit Nullen. + */ + fun settingsCommand( + poweredOn: Boolean? = null, + eco: Boolean? = null, + locked: Boolean? = null, + ): ByteArray? { + if (lastPayload.size < 18) return null + val p = lastPayload + + val data = mutableListOf( + locked?.let { if (it) 1 else 0 } ?: p.u(0), + poweredOn?.let { if (it) 1 else 0 } ?: p.u(1), + eco?.let { if (it) 1 else 0 } ?: p.u(2), + p.u(3), // Batteriewächter + p.u(4), // Sollwert links + p.u(5), p.u(6), // Grenzen + p.u(7), // Rückschaltdifferenz + p.u(8), // Anlaufverzögerung + p.u(9), // Einheit + p.u(10), p.u(11), p.u(12), p.u(13), // Kompressordrehzahlen + ) + + // Der zweite Block gehört nur an den Befehl, wenn die Box wirklich + // zwei Zonen hat. Eine Einzonen-Box sendet den langen Datensatz teils + // trotzdem – nimmt aber nur den kurzen Befehl an. + if (isDualZone && p.size >= 28) { + data += listOf( + p.u(18), // Sollwert rechts + 0, 0, + p.u(21), // Rückschaltdifferenz rechts + p.u(22), p.u(23), p.u(24), p.u(25), + 0, 0, 0, + ) + } + return AlpicoolProtocol.packet( + AlpicoolProtocol.Command.SET, + ByteArray(data.size) { data[it].toByte() }, + ) + } + + companion object { + fun setTarget(zone: FridgeZone, value: Int): ByteArray = AlpicoolProtocol.packet( + if (zone == FridgeZone.LEFT) AlpicoolProtocol.Command.SET_LEFT + else AlpicoolProtocol.Command.SET_RIGHT, + byteArrayOf(value.coerceIn(-128, 127).toByte()), + ) + } + + // MARK: - Anzeige + + fun snapshot(deviceID: UUID, rssi: Int?, now: Long = System.currentTimeMillis()): DeviceSnapshot { + val unitText = unitSymbol + val metrics = mutableListOf( + Metric("temp_left", if (isDualZone) "Temperatur links" else "Temperatur", + leftCurrent?.toDouble(), unitText, precision = 0, isPrimary = true), + Metric("target_left", if (isDualZone) "Soll links" else "Solltemperatur", + leftTarget?.toDouble(), unitText, precision = 0), + ) + if (isDualZone) { + metrics.add(Metric("temp_right", "Temperatur rechts", + rightCurrent?.toDouble(), unitText, precision = 0)) + metrics.add(Metric("target_right", "Soll rechts", + rightTarget?.toDouble(), unitText, precision = 0)) + } + metrics.add(Metric("supply_voltage", "Bordspannung", batteryVolts, "V", precision = 1)) + metrics.add(Metric("battery_percent", "Batterieanzeige", + batteryPercent?.toDouble(), "%", precision = 0)) + + val state = when { + !isPoweredOn -> "Aus" + runningStatus == 1 -> if (isEco) "Kühlt (Eco)" else "Kühlt (Max)" + else -> if (isEco) "Eco" else "Max" + } + + return DeviceSnapshot( + deviceID = deviceID, + timestamp = now, + rssi = rssi, + metrics = metrics, + state = state, + offReasons = if (isLocked) listOf("Bedienfeld gesperrt") else emptyList(), + ) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BitReader.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BitReader.kt new file mode 100644 index 0000000..4ab9302 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BitReader.kt @@ -0,0 +1,62 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +/** Der Wert eines Bytes ohne Vorzeichen. Kotlins `Byte` ist vorzeichenbehaftet. */ +internal fun ByteArray.u(index: Int): Int = this[index].toInt() and 0xFF + +/** + * Liest Felder beliebiger Bitbreite aus einem Byte-Array. + * + * Victron packt die Felder seiner Werbedaten little-endian und bitweise ohne + * Byte-Ausrichtung: das erste Feld beginnt am niederwertigsten Bit von Byte 0, + * jedes weitere schliesst direkt an. + * + * Gerechnet wird in `Long`, weil ein 32-Bit-Feld ohne Vorzeichen nicht in + * Kotlins `Int` passt. + */ +class BitReader(private val bytes: ByteArray) { + + private var bitOffset = 0 + + val bitsRemaining: Int get() = bytes.size * 8 - bitOffset + + /** Liest [width] Bits als vorzeichenlose Zahl, oder null bei zu kurzen Daten. */ + fun read(width: Int): Long? { + if (width <= 0 || width > 32 || bitsRemaining < width) return null + var result = 0L + for (i in 0 until width) { + val absolute = bitOffset + i + val bit = (bytes.u(absolute / 8) shr (absolute % 8)) and 1 + result = result or (bit.toLong() shl i) + } + bitOffset += width + return result + } + + /** + * Wie [read], liefert aber null wenn alle Bits gesetzt sind – so markiert + * Victron "Wert nicht verfügbar". + */ + fun readOptional(width: Int): Long? { + val raw = read(width) ?: return null + val notAvailable = if (width >= 32) 0xFFFF_FFFFL else (1L shl width) - 1 + return if (raw == notAvailable) null else raw + } + + /** Zweierkomplement-Feld. Der NA-Wert 0x7F..F wird zu null. */ + fun readOptionalSigned(width: Int): Long? { + if (width <= 1) return null + val raw = read(width) ?: return null + val notAvailable = (1L shl (width - 1)) - 1 + if (raw == notAvailable) return null + val signBit = 1L shl (width - 1) + return if (raw and signBit != 0L) raw - (1L shl width) else raw + } + + /** Skaliertes, optionales Feld ohne Vorzeichen. */ + fun scaled(width: Int, factor: Double): Double? = + readOptional(width)?.let { it.toDouble() * factor } + + /** Skaliertes, optionales Feld mit Vorzeichen. */ + fun scaledSigned(width: Int, factor: Double): Double? = + readOptionalSigned(width)?.let { it.toDouble() * factor } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyProtocol.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyProtocol.kt new file mode 100644 index 0000000..e574bad --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyProtocol.kt @@ -0,0 +1,128 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +/** + * Reine Protokoll-Logik für Daly-BMS – ohne Bluetooth, damit sie sich isoliert + * prüfen lässt. + * + * Daly hat zwei Generationen im Umlauf: + * + * * **Klassisch (`A5`)** – 13-Byte-Rahmen `A5 08 <8 Datenbytes> `. + * Verbreitet bei den Smart-BMS mit dem blauen BLE-Stick, wie sie in vielen + * Bulltron-Akkus stecken. + * * **Neu (`D2`)** – Modbus-RTU über BLE, `D2 03 `. + * + * Welche Generation verbaut ist, erkennt die Sitzung anhand der Antwort. + */ +object DalyProtocol { + + // MARK: - Klassisches A5-Protokoll + + enum class Command(val raw: Int) { + SOC(0x90), // Spannung, Strom, Ladezustand + CELL_VOLTAGE_MIN_MAX(0x91), + TEMPERATURE_MIN_MAX(0x92), + MOSFET_STATUS(0x93), + STATUS_INFO(0x94), + CELL_VOLTAGES(0x95), + CELL_TEMPERATURES(0x96), + } + + /** Adresse des Anfragenden. 0x80 = Bluetooth-Modul. */ + const val HOST_ADDRESS = 0x80 + + fun requestFrame(command: Command): ByteArray { + val frame = ByteArray(13) + frame[0] = 0xA5.toByte() + frame[1] = HOST_ADDRESS.toByte() + frame[2] = command.raw.toByte() + frame[3] = 0x08 + // Bytes 4..11 bleiben null. + var sum = 0 + for (i in 0 until 12) sum = (sum + (frame[i].toInt() and 0xFF)) and 0xFF + frame[12] = sum.toByte() + return frame + } + + class Frame(val address: Int, val command: Int, val payload: ByteArray) + + /** + * Sucht vollständige, prüfsummenkorrekte A5-Rahmen im Puffer und gibt sie + * zusammen mit dem unverbrauchten Rest zurück. + */ + fun extractA5Frames(buffer: ByteArray): Pair, ByteArray> { + val frames = mutableListOf() + var index = 0 + var lastConsumed = 0 + + while (index + 13 <= buffer.size) { + if (buffer.u(index) != 0xA5 || buffer.u(index + 3) != 0x08) { + index += 1 + continue + } + var checksum = 0 + for (i in index until index + 12) checksum = (checksum + buffer.u(i)) and 0xFF + if (checksum != buffer.u(index + 12)) { + index += 1 + continue + } + frames.add( + Frame( + address = buffer.u(index + 1), + command = buffer.u(index + 2), + payload = buffer.copyOfRange(index + 4, index + 12), + ) + ) + index += 13 + lastConsumed = index + } + // Angefangene Rahmen aufheben – BLE liefert Antworten oft gestückelt. + val keepFrom = maxOf(lastConsumed, maxOf(0, buffer.size - 64)) + return frames to buffer.copyOfRange(keepFrom, buffer.size) + } + + // MARK: - Modbus (D2) + + /** Ein Lesekommando über alle interessanten Register. */ + fun modbusReadFrame(start: Int = 0, count: Int = 62): ByteArray { + val frame = byteArrayOf( + 0xD2.toByte(), 0x03, + (start shr 8).toByte(), (start and 0xFF).toByte(), + (count shr 8).toByte(), (count and 0xFF).toByte(), + ) + val crc = crc16Modbus(frame) + return frame + byteArrayOf((crc and 0xFF).toByte(), (crc shr 8).toByte()) + } + + fun crc16Modbus(bytes: ByteArray): Int { + var crc = 0xFFFF + for (byte in bytes) { + crc = crc xor (byte.toInt() and 0xFF) + repeat(8) { + crc = if (crc and 1 != 0) (crc shr 1) xor 0xA001 else crc shr 1 + } + } + return crc and 0xFFFF + } + + /** + * Prüft einen vollständigen Modbus-Antwortrahmen und liefert die + * Registerwerte. Gibt null zurück, solange der Rahmen unvollständig ist. + */ + fun parseModbusResponse(buffer: ByteArray): IntArray? { + if (buffer.size < 5 || buffer.u(0) != 0xD2 || buffer.u(1) != 0x03) return null + val byteCount = buffer.u(2) + val total = 3 + byteCount + 2 + if (buffer.size < total) return null + + val body = buffer.copyOfRange(0, 3 + byteCount) + val expected = crc16Modbus(body) + val actual = buffer.u(3 + byteCount) or (buffer.u(4 + byteCount) shl 8) + if (expected != actual) return null + + val registers = IntArray(byteCount / 2) + for (i in registers.indices) { + registers[i] = (body.u(3 + i * 2) shl 8) or body.u(3 + i * 2 + 1) + } + return registers + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyState.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyState.kt new file mode 100644 index 0000000..ccdb538 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DalyState.kt @@ -0,0 +1,223 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID + +/** + * Sammelt die Antworten eines Daly-BMS. Das klassische Protokoll verteilt die + * Werte auf mehrere Rahmen, deshalb wird hier über Abfragerunden hinweg + * akkumuliert und erst am Ende ein Snapshot gebaut. + */ +class DalyState { + var totalVoltage: Double? = null + var current: Double? = null + var soc: Double? = null + + var maxCellMillivolts: Int? = null + var maxCellNumber: Int? = null + var minCellMillivolts: Int? = null + var minCellNumber: Int? = null + + var maxTemperature: Double? = null + var minTemperature: Double? = null + + var chargeMOSOn: Boolean? = null + var dischargeMOSOn: Boolean? = null + var chargeDischargeStatus: Int? = null + var remainingCapacityAh: Double? = null + + var cellCount: Int? = null + var temperatureSensorCount: Int? = null + var cycles: Int? = null + + /** Zellnummer (1-basiert) → Spannung in Millivolt. */ + val cellMillivolts = sortedMapOf() + + /** Sensornummer (1-basiert) → Temperatur in °C. */ + val sensorTemperatures = sortedMapOf() + + var usesModbus = false + + // MARK: - Klassisches Protokoll + + fun apply(frame: DalyProtocol.Frame) { + val d = frame.payload + fun u16(i: Int) = (d.u(i) shl 8) or d.u(i + 1) + + when (frame.command) { + 0x90 -> { + totalVoltage = u16(0) * 0.1 + // Strom mit Offset 30000, damit Entladung negativ dargestellt wird. + current = (u16(4) - 30000) * 0.1 + soc = u16(6) * 0.1 + } + + 0x91 -> { + maxCellMillivolts = u16(0) + maxCellNumber = d.u(2) + minCellMillivolts = u16(3) + minCellNumber = d.u(5) + } + + 0x92 -> { + maxTemperature = (d.u(0) - 40).toDouble() + minTemperature = (d.u(2) - 40).toDouble() + } + + 0x93 -> { + chargeDischargeStatus = d.u(0) + chargeMOSOn = d.u(1) == 1 + dischargeMOSOn = d.u(2) == 1 + val capacityMilliAh = (d.u(4).toLong() shl 24) or (d.u(5).toLong() shl 16) or + (d.u(6).toLong() shl 8) or d.u(7).toLong() + remainingCapacityAh = capacityMilliAh / 1000.0 + } + + 0x94 -> { + cellCount = d.u(0) + temperatureSensorCount = d.u(1) + cycles = u16(6) + } + + 0x95 -> { + // d[0] = Rahmennummer (1-basiert), danach drei Zellen à 2 Byte. + val frameNumber = d.u(0) + if (frameNumber > 0) { + for (slot in 0 until 3) { + val cell = (frameNumber - 1) * 3 + slot + 1 + val millivolts = u16(1 + slot * 2) + if (millivolts in 1..5999) cellMillivolts[cell] = millivolts + } + } + } + + 0x96 -> { + val frameNumber = d.u(0) + if (frameNumber > 0) { + for (slot in 0 until 7) { + val sensor = (frameNumber - 1) * 7 + slot + 1 + val raw = d.u(1 + slot) + if (raw != 0) sensorTemperatures[sensor] = (raw - 40).toDouble() + } + } + } + } + } + + // MARK: - Modbus-Protokoll + + /** + * Registerbelegung der neueren Daly-BMS. + * + * Achtung: Dieses Mapping variiert zwischen Firmwareständen. Die + * Detailansicht zeigt deshalb die Rohantwort an, damit sich die Belegung + * am realen Gerät nachprüfen lässt. + */ + fun apply(registers: IntArray) { + usesModbus = true + fun reg(i: Int): Int? = if (i < registers.size) registers[i] else null + + // Register 0–47: Zellspannungen in mV, unbenutzte Plätze sind 0. + cellMillivolts.clear() + for (i in 0 until minOf(48, registers.size)) { + val millivolts = registers[i] + if (millivolts in 501..4999) cellMillivolts[i + 1] = millivolts + } + + // Register 48–55: Temperaturfühler mit Offset 40. + sensorTemperatures.clear() + for (i in 48 until minOf(56, registers.size)) { + val raw = registers[i] + if (raw in 1..199) sensorTemperatures[i - 47] = (raw - 40).toDouble() + } + + reg(56)?.let { if (it > 0) totalVoltage = it * 0.1 } + reg(57)?.let { current = (it - 30000) * 0.1 } + reg(58)?.let { if (it <= 1000) soc = it * 0.1 } + + maxCellMillivolts = cellMillivolts.values.maxOrNull() + minCellMillivolts = cellMillivolts.values.minOrNull() + maxCellNumber = cellMillivolts.maxByOrNull { it.value }?.key + minCellNumber = cellMillivolts.minByOrNull { it.value }?.key + maxTemperature = sensorTemperatures.values.maxOrNull() + minTemperature = sensorTemperatures.values.minOrNull() + cellCount = cellMillivolts.size.takeIf { it > 0 } + temperatureSensorCount = sensorTemperatures.size.takeIf { it > 0 } + } + + // MARK: - Ausgabe + + val hasUsableData: Boolean + get() = totalVoltage != null || soc != null || cellMillivolts.isNotEmpty() + + fun snapshot(deviceID: UUID, rssi: Int?, now: Long = System.currentTimeMillis()): DeviceSnapshot { + val metrics = mutableListOf( + Metric("soc", "Ladezustand", soc, "%", precision = 1, isPrimary = true), + Metric("voltage", "Spannung", totalVoltage, "V", precision = 2), + Metric("current", "Strom", current, "A", precision = 1), + ) + val v = totalVoltage + val a = current + if (v != null && a != null) { + metrics.add(Metric("power", "Leistung", v * a, "W", precision = 0)) + } + remainingCapacityAh?.let { + metrics.add(Metric("capacity", "Restkapazität", it, "Ah", precision = 1)) + } + val maxV = maxCellMillivolts + val minV = minCellMillivolts + if (maxV != null && minV != null) { + metrics.add(Metric("cell_delta", "Zell-Differenz", (maxV - minV).toDouble(), "mV", precision = 0)) + metrics.add( + Metric("cell_max", "Höchste Zelle" + numberSuffix(maxCellNumber), + maxV / 1000.0, "V", precision = 3) + ) + metrics.add( + Metric("cell_min", "Niedrigste Zelle" + numberSuffix(minCellNumber), + minV / 1000.0, "V", precision = 3) + ) + } + maxTemperature?.let { + metrics.add(Metric("temp_max", "Temperatur", it, "°C", precision = 0)) + } + minTemperature?.let { + if (it != maxTemperature) { + metrics.add(Metric("temp_min", "Temperatur min.", it, "°C", precision = 0)) + } + } + cycles?.let { + metrics.add(Metric("cycles", "Ladezyklen", it.toDouble(), "", precision = 0)) + } + + val warnings = mutableListOf() + if (chargeMOSOn == false) warnings.add("Lade-MOSFET aus") + if (dischargeMOSOn == false) warnings.add("Entlade-MOSFET aus") + + return DeviceSnapshot( + deviceID = deviceID, + timestamp = now, + rssi = rssi, + metrics = metrics, + state = stateText, + cellVoltages = cellMillivolts.values.map { it / 1000.0 }, + temperatures = sensorTemperatures.values.toList(), + offReasons = warnings, + ) + } + + private fun numberSuffix(number: Int?): String = number?.let { " (Zelle $it)" } ?: "" + + private val stateText: String? + get() { + when (chargeDischargeStatus) { + 0 -> return "Ruhend" + 1 -> return "Lädt" + 2 -> return "Entlädt" + } + val c = current ?: return null + return when { + c > 0.3 -> "Lädt" + c < -0.3 -> "Entlädt" + else -> "Ruhend" + } + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DeviceSnapshot.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DeviceSnapshot.kt new file mode 100644 index 0000000..3228d70 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/DeviceSnapshot.kt @@ -0,0 +1,86 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.Locale +import java.util.UUID + +/** Eine einzelne Messgrösse in einer bereits formatierten Form. */ +data class Metric( + val key: String, + val label: String, + val value: Double?, + val unit: String, + /** Nachkommastellen für die Anzeige. */ + val precision: Int = 2, + /** Wird auf der Kachel gross dargestellt. */ + val isPrimary: Boolean = false, +) { + val formatted: String + get() = value?.let { String.format(Locale.GERMANY, "%.${precision}f", it) } ?: "–" + + val formattedWithUnit: String + get() = when { + value == null -> "–" + unit.isEmpty() -> formatted + else -> "$formatted $unit" + } +} + +/** Feste Angaben des Geräts, etwa Modell oder Seriennummer. */ +data class InfoItem(val label: String, val value: String) + +/** + * Der komplette, zuletzt empfangene Zustand eines Geräts. + * + * Der Zeitstempel ist die Zeit in Millisekunden seit 1970 statt eines + * `java.time`-Typs: das läuft ohne Rücksicht auf die Android-Version und lässt + * sich in Prüfungen vorgeben, statt von der Uhr abzuhängen. + */ +data class DeviceSnapshot( + val deviceID: UUID, + val timestamp: Long, + val metrics: List = emptyList(), + /** z.B. "Bulk", "Float", "Aus" */ + val state: String? = null, + /** Klartext einer aktiven Störung, sonst null. */ + val fault: String? = null, + /** Grund, warum das Gerät gerade nicht lädt (Victron Off-Reason). */ + val offReasons: List = emptyList(), + val rssi: Int? = null, + /** Einzelzellspannungen in Volt (nur BMS). */ + val cellVoltages: List = emptyList(), + /** Temperaturfühler in °C (nur BMS). */ + val temperatures: List = emptyList(), + val info: List = emptyList(), +) { + val primaryMetric: Metric? + get() = metrics.firstOrNull { it.isPrimary } ?: metrics.firstOrNull() + + fun ageInSeconds(now: Long = System.currentTimeMillis()): Double = + (now - timestamp) / 1000.0 + + /** + * Werte älter als eine Minute gelten als veraltet – Victron sendet etwa + * jede Sekunde, das BMS wird alle paar Sekunden abgefragt. + */ + fun isStale(now: Long = System.currentTimeMillis()): Boolean = ageInSeconds(now) > 60 +} + +/** Verbindungszustand für die Oberfläche. */ +sealed class DeviceLinkState { + data object Idle : DeviceLinkState() + data object Searching : DeviceLinkState() + data object Connecting : DeviceLinkState() + data object Live : DeviceLinkState() + data object NeedsKey : DeviceLinkState() + data class Failed(val message: String) : DeviceLinkState() + + val label: String + get() = when (this) { + Idle -> "Inaktiv" + Searching -> "Suche…" + Connecting -> "Verbinde…" + Live -> "Live" + NeedsKey -> "Schlüssel fehlt" + is Failed -> message + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/JbdProtocol.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/JbdProtocol.kt new file mode 100644 index 0000000..decd01b --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/JbdProtocol.kt @@ -0,0 +1,212 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID + +/** + * Protokoll der JBD-/Xiaoxiang-BMS, wie sie unter anderem in WattCycle-Akkus + * verbaut sind. Bekannt auch als „Smart BMS" oder Overkill-Solar-Protokoll. + * + * Rahmenaufbau: + * ``` + * Anfrage: DD A5 77 + * Antwort: DD 77 + * ``` + * + * Die Prüfsumme ist `0x10000 − (Status + Länge + Daten)`, big-endian; in der + * Anfrage entsprechend über Kommando und Länge. + */ +object JbdProtocol { + + enum class Command(val raw: Int) { + BASIC_INFO(0x03), + CELL_VOLTAGES(0x04), + } + + fun requestFrame(command: Command): ByteArray { + val checksum = checksum(byteArrayOf(command.raw.toByte(), 0x00)) + return byteArrayOf( + 0xDD.toByte(), 0xA5.toByte(), command.raw.toByte(), 0x00, + (checksum shr 8).toByte(), (checksum and 0xFF).toByte(), 0x77, + ) + } + + fun checksum(bytes: ByteArray): Int { + var sum = 0 + for (b in bytes) sum += b.toInt() and 0xFF + return (0x1_0000 - sum) and 0xFFFF + } + + class Frame(val command: Int, val payload: ByteArray) + + /** Sucht vollständige, prüfsummenkorrekte Rahmen im Puffer. */ + fun extractFrames(buffer: ByteArray): Pair, ByteArray> { + val frames = mutableListOf() + var index = 0 + var consumed = 0 + + while (index + 7 <= buffer.size) { + if (buffer.u(index) != 0xDD) { + index += 1 + continue + } + val length = buffer.u(index + 3) + val total = 4 + length + 3 // Kopf + Daten + Prüfsumme + 0x77 + if (index + total > buffer.size) break // Rest abwarten + + val frame = buffer.copyOfRange(index, index + total) + if (frame.u(total - 1) != 0x77) { + index += 1 + continue + } + val expected = checksum(frame.copyOfRange(2, 4 + length)) + val actual = (frame.u(4 + length) shl 8) or frame.u(5 + length) + if (expected != actual) { + index += 1 + continue + } + // Status ≠ 0 meldet einen Fehler; der Rahmen ist dann leer. + if (frame.u(2) == 0x00) { + frames.add(Frame(frame.u(1), frame.copyOfRange(4, 4 + length))) + } + index += total + consumed = index + } + val keepFrom = maxOf(consumed, maxOf(0, buffer.size - 128)) + return frames to buffer.copyOfRange(keepFrom, buffer.size) + } + + /** Klartext der Schutzabschaltungen aus der 16-Bit-Maske. */ + fun protectionReasons(mask: Int): List { + if (mask == 0) return emptyList() + return PROTECTIONS.filter { mask and it.first != 0 }.map { it.second } + } + + private val PROTECTIONS = listOf( + (1 shl 0) to "Zellüberspannung", + (1 shl 1) to "Zellunterspannung", + (1 shl 2) to "Batterie Überspannung", + (1 shl 3) to "Batterie Unterspannung", + (1 shl 4) to "Ladetemperatur zu hoch", + (1 shl 5) to "Ladetemperatur zu niedrig", + (1 shl 6) to "Entladetemperatur zu hoch", + (1 shl 7) to "Entladetemperatur zu niedrig", + (1 shl 8) to "Ladestrom zu hoch", + (1 shl 9) to "Entladestrom zu hoch", + (1 shl 10) to "Kurzschluss", + (1 shl 11) to "Fehler im Messkreis", + (1 shl 12) to "MOSFET gesperrt", + ) +} + +/** Sammelt die Antworten eines JBD-BMS. */ +class JbdState { + var totalVoltage: Double? = null + var current: Double? = null + var remainingCapacityAh: Double? = null + var nominalCapacityAh: Double? = null + var cycles: Int? = null + var soc: Double? = null + var chargeMOSOn: Boolean? = null + var dischargeMOSOn: Boolean? = null + var protections: List = emptyList() + var cellMillivolts: List = emptyList() + var temperatures: List = emptyList() + + val hasUsableData: Boolean + get() = totalVoltage != null || soc != null || cellMillivolts.isNotEmpty() + + fun apply(frame: JbdProtocol.Frame) { + val d = frame.payload + fun u16(i: Int) = (d.u(i) shl 8) or d.u(i + 1) + fun i16(i: Int) = u16(i).toShort().toInt() + + when (frame.command) { + 0x03 -> { + if (d.size < 23) return + totalVoltage = u16(0) * 0.01 // 10 mV je Schritt + current = i16(2) * 0.01 // 10 mA, negativ = Entladung + remainingCapacityAh = u16(4) * 0.01 + nominalCapacityAh = u16(6) * 0.01 + cycles = u16(8) + protections = JbdProtocol.protectionReasons(u16(16)) + soc = d.u(19).toDouble() + chargeMOSOn = d.u(20) and 0x01 != 0 + dischargeMOSOn = d.u(20) and 0x02 != 0 + + // Ab Byte 23 folgen die NTC-Fühler, je zwei Byte in Zehntel-Kelvin. + val sensorCount = d.u(22) + val readings = mutableListOf() + for (sensor in 0 until sensorCount) { + val offset = 23 + sensor * 2 + if (offset + 1 >= d.size) break + readings.add((u16(offset) - 2731) / 10.0) + } + temperatures = readings + } + + 0x04 -> { + val millivolts = mutableListOf() + var offset = 0 + while (offset + 1 < d.size) { + millivolts.add(u16(offset)) + offset += 2 + } + cellMillivolts = millivolts + } + } + } + + fun snapshot(deviceID: UUID, rssi: Int?, now: Long = System.currentTimeMillis()): DeviceSnapshot { + val metrics = mutableListOf( + Metric("soc", "Ladezustand", soc, "%", precision = 0, isPrimary = true), + Metric("voltage", "Spannung", totalVoltage, "V", precision = 2), + Metric("current", "Strom", current, "A", precision = 1), + ) + val v = totalVoltage + val a = current + if (v != null && a != null) { + metrics.add(Metric("power", "Leistung", v * a, "W", precision = 0)) + } + remainingCapacityAh?.let { + metrics.add(Metric("capacity", "Restkapazität", it, "Ah", precision = 1)) + } + nominalCapacityAh?.let { + metrics.add(Metric("capacity_nominal", "Nennkapazität", it, "Ah", precision = 1)) + } + val maxV = cellMillivolts.maxOrNull() + val minV = cellMillivolts.minOrNull() + if (maxV != null && minV != null) { + metrics.add(Metric("cell_delta", "Zell-Differenz", (maxV - minV).toDouble(), "mV", precision = 0)) + metrics.add(Metric("cell_max", "Höchste Zelle", maxV / 1000.0, "V", precision = 3)) + metrics.add(Metric("cell_min", "Niedrigste Zelle", minV / 1000.0, "V", precision = 3)) + } + temperatures.maxOrNull()?.let { + metrics.add(Metric("temp_max", "Temperatur", it, "°C", precision = 0)) + } + cycles?.let { + metrics.add(Metric("cycles", "Ladezyklen", it.toDouble(), "", precision = 0)) + } + + val notes = mutableListOf() + if (chargeMOSOn == false) notes.add("Laden gesperrt") + if (dischargeMOSOn == false) notes.add("Entladen gesperrt") + + return DeviceSnapshot( + deviceID = deviceID, + timestamp = now, + rssi = rssi, + metrics = metrics, + cellVoltages = cellMillivolts.map { it / 1000.0 }, + temperatures = temperatures, + fault = protections.takeIf { it.isNotEmpty() }?.joinToString(", "), + offReasons = notes, + state = current?.let { + when { + it > 0.3 -> "Lädt" + it < -0.3 -> "Entlädt" + else -> "Ruhend" + } + }, + ) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/SensorOrientation.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/SensorOrientation.kt new file mode 100644 index 0000000..af00c74 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/SensorOrientation.kt @@ -0,0 +1,146 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import kotlin.math.abs + +/** + * Wie der Neigungsmesser im Fahrzeug sitzt. + * + * Der Sensor kann quer eingebaut, gedreht oder kopfüber montiert sein. Dann + * stimmen seine Achsen nicht mit denen des Fahrzeugs überein: was er als + * Längsneigung meldet, ist womöglich die Querneigung, und Vorzeichen können + * vertauscht sein. + * + * Statt das raten zu lassen, ermittelt der Einrichtungsassistent die Lage + * durch zwei definierte Kippbewegungen. + */ +data class SensorOrientation( + /** + * Woher die Längsneigung kommt. Die Querneigung kommt aus der jeweils + * anderen Achse. + */ + val longitudinalSource: Source = Source.PITCH, + val invertLongitudinal: Boolean = false, + val invertLateral: Boolean = false, +) { + /** Welche Achse des Sensors die Längsneigung des Fahrzeugs liefert. */ + enum class Source { PITCH, ROLL } + + val isIdentity: Boolean get() = this == IDENTITY + + /** Rechnet Sensorwerte in Fahrzeugwerte um. */ + fun apply(pitch: Double?, roll: Double?): Pair { + val longitudinal = if (longitudinalSource == Source.PITCH) pitch else roll + val lateral = if (longitudinalSource == Source.PITCH) roll else pitch + return longitudinal?.let { if (invertLongitudinal) -it else it } to + lateral?.let { if (invertLateral) -it else it } + } + + val summary: String + get() { + if (isIdentity) return "Achsen unverändert" + val parts = mutableListOf() + if (longitudinalSource == Source.ROLL) parts.add("Achsen getauscht") + if (invertLongitudinal) parts.add("längs umgekehrt") + if (invertLateral) parts.add("quer umgekehrt") + return parts.joinToString(", ") + } + + companion object { + val IDENTITY = SensorOrientation() + } +} + +/** + * Wertet die Kippbewegungen des Einrichtungsassistenten aus. + * + * Zweimal wird gekippt: einmal die Front nach unten, einmal die linke Seite + * nach unten. Welche Sensorachse sich dabei jeweils bewegt und in welche + * Richtung, ergibt die Einbaulage. + */ +object OrientationDetection { + + /** + * So weit muss gekippt werden, damit die Bewegung eindeutig ist. + * Darunter wäre nicht zu unterscheiden, ob überhaupt gekippt wurde. + */ + const val MINIMUM_TILT = 5.0 + + /** Soviel deutlicher muss die gewinnende Deutung sein als die andere. */ + const val AMBIGUITY_MARGIN = 1.3 + + data class Reading(val pitch: Double, val roll: Double) { + operator fun minus(other: Reading) = Reading(pitch - other.pitch, roll - other.roll) + } + + enum class Failure(val message: String) { + /** Es wurde zu wenig oder gar nicht gekippt. */ + TOO_LITTLE_MOVEMENT( + "Zu wenig Bewegung. Deutlicher kippen, mindestens eine Handbreit." + ), + + /** Beide Schritte haben dieselbe Achse bewegt. */ + AMBIGUOUS( + "Beide Schritte haben dieselbe Achse bewegt. Im ersten Schritt nach " + + "vorne kippen, im zweiten zur Seite." + ), + } + + sealed class Result { + data class Success(val orientation: SensorOrientation) : Result() + data class Error(val failure: Failure) : Result() + } + + /** + * Ermittelt aus beiden Kippbewegungen die Einbaulage. + * + * Beide Bewegungen werden gemeinsam beurteilt. Kippt man von Hand zur + * Seite, geht die andere Achse fast immer ein Stück mit – jede Bewegung + * für sich betrachtet sähe das nach schrägem Kippen aus. Im Paar ist die + * Zuordnung trotzdem eindeutig: es gewinnt die Deutung, die beide + * Bewegungen zusammen am besten erklärt. + * + * @param nose Änderung beim Kippen der Front nach unten. + * @param side Änderung beim Kippen der linken Seite nach unten. + */ + fun orientation(nose: Reading, side: Reading): Result { + if (maxOf(abs(nose.pitch), abs(nose.roll)) < MINIMUM_TILT || + maxOf(abs(side.pitch), abs(side.roll)) < MINIMUM_TILT + ) { + return Result.Error(Failure.TOO_LITTLE_MOVEMENT) + } + + // Zwei mögliche Deutungen, bewertet danach, wieviel Bewegung sie + // erklären: die erste Achse längs und die zweite quer – oder umgekehrt. + val pitchIsLongitudinal = abs(nose.pitch) + abs(side.roll) + val rollIsLongitudinal = abs(nose.roll) + abs(side.pitch) + val winner = maxOf(pitchIsLongitudinal, rollIsLongitudinal) + val loser = minOf(pitchIsLongitudinal, rollIsLongitudinal) + // Liegen beide Deutungen dicht beieinander, ist die Zuordnung wirklich + // nicht zu treffen – etwa wenn zweimal um dieselbe Achse gekippt wurde. + if (winner < AMBIGUITY_MARGIN * loser) return Result.Error(Failure.AMBIGUOUS) + + val source = if (pitchIsLongitudinal > rollIsLongitudinal) { + SensorOrientation.Source.PITCH + } else { + SensorOrientation.Source.ROLL + } + val longitudinal = if (source == SensorOrientation.Source.PITCH) nose.pitch else nose.roll + val lateral = if (source == SensorOrientation.Source.PITCH) side.roll else side.pitch + // Die zugeordnete Achse muss in ihrem Schritt auch deutlich gewandert + // sein, sonst stünde das Vorzeichen auf wackligem Grund. + if (abs(longitudinal) < MINIMUM_TILT || abs(lateral) < MINIMUM_TILT) { + return Result.Error(Failure.TOO_LITTLE_MOVEMENT) + } + return Result.Success( + SensorOrientation( + longitudinalSource = source, + // Front nach unten heisst: das Heck steht höher, die + // Längsneigung des Fahrzeugs ist also positiv. + invertLongitudinal = longitudinal < 0, + // Linke Seite nach unten heisst: rechts steht höher, die + // Querneigung ist positiv. + invertLateral = lateral < 0, + ) + ) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VanAlignProtocol.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VanAlignProtocol.kt new file mode 100644 index 0000000..24714ea --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VanAlignProtocol.kt @@ -0,0 +1,154 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID +import kotlin.math.abs + +/** + * Neigungsmesser „VanAlign Pro" – ein ESP32 mit MPU6050, der Längs- und + * Querneigung des Fahrzeugs über Bluetooth bereitstellt. + * + * Anders als die übrigen Geräte gibt es hier kein Rahmenprotokoll: Jede + * Messgrösse liegt in einer eigenen Charakteristik als 32-Bit-Float. + */ +object VanAlignProtocol { + + /** Wird vom Gerät beworben, das Gerät ist darüber auffindbar. */ + const val SERVICE_UUID = "2A24B789-7AAB-4535-AF3E-EE76A35CC42D" + + const val PITCH_UUID = "CAD48E28-7FBE-41CF-BAE9-D77A6C233424" + const val ROLL_UUID = "CAD48E28-7FBE-41CF-BAE9-D77A6C233425" + + /** Zwei Floats: die gespeicherten Kalibrier-Offsets. */ + const val OFFSETS_UUID = "CAD48E28-7FBE-41CF-BAE9-D77A6C233426" + + /** Ein Byte: 0 setzt zurück, alles andere kalibriert auf die aktuelle Lage. */ + const val CALIBRATE_UUID = "CAD48E28-7FBE-41CF-BAE9-D77A6C233427" + + val calibrateCommand = byteArrayOf(0x01) + val resetCommand = byteArrayOf(0x00) + + /** + * Liest einen Winkel aus vier Bytes, little-endian. + * + * Die Firmware legt den Float per `memcpy` ab, und der ESP32 ist + * little-endian – die Reihenfolge steht also fest. Die Web-Oberfläche des + * Ursprungsprojekts probiert zusätzlich die umgekehrte Reihenfolge, falls + * die erste unplausibel aussieht. Das ist nicht nur unnötig, sondern + * schädlich: ein vertauschter Float von 4,25° ergibt gelesen etwa 0,0 und + * wirkt damit völlig plausibel. Ein Vorzeichen- oder Wertfehler bliebe so + * unbemerkt. + */ + fun angle(data: ByteArray, offset: Int = 0): Double? { + if (data.size < offset + 4) return null + var raw = 0 + for (index in 0 until 4) { + raw = raw or (data.u(offset + index) shl (8 * index)) + } + val value = Float.fromBits(raw) + // NaN meldet die Firmware, solange der Sensor nichts liefert. + if (!value.isFinite() || abs(value) > 180) return null + return value.toDouble() + } + + /** Die beiden gespeicherten Offsets. */ + fun offsets(data: ByteArray): Pair? { + if (data.size < 8) return null + val pitch = angle(data, 0) ?: return null + val roll = angle(data, 4) ?: return null + return pitch to roll + } +} + +/** Zustand des Neigungsmessers. */ +data class LevelState( + /** + * Längsneigung: positiv bedeutet, das Heck steht höher als die Front. + * Bereits auf die Einbaulage des Sensors umgerechnet. + */ + val pitch: Double? = null, + /** Querneigung: positiv bedeutet, die rechte Seite steht höher. */ + val roll: Double? = null, + /** Wie der Sensor selbst meldet – nötig, um die Einbaulage zu bestimmen. */ + val rawPitch: Double? = null, + val rawRoll: Double? = null, + val pitchOffset: Double? = null, + val rollOffset: Double? = null, +) { + val hasReading: Boolean get() = pitch != null || roll != null + + /** + * Ob kalibriert wurde – oder null, wenn das Gerät es nicht verrät. + * + * Nicht jede Firmware stellt die Offsets bereit. Fehlen sie, heisst das + * „unbekannt" und nicht „nicht kalibriert": eine Warnung, die sich nie + * abstellen lässt, ist schlimmer als keine. + */ + val calibrationState: Boolean? + get() { + val p = pitchOffset ?: return null + val r = rollOffset ?: return null + return abs(p) > 0.001 || abs(r) > 0.001 + } + + /** Nur wahr, wenn es auch belegt ist. */ + val isCalibrated: Boolean get() = calibrationState == true + + /** Nur wahr, wenn das Gerät ausdrücklich Nulloffsets meldet. */ + val isKnownUncalibrated: Boolean get() = calibrationState == false + + val isLevel: Boolean + get() { + val p = pitch ?: return false + val r = roll ?: return false + return abs(p) <= LEVEL_TOLERANCE && abs(r) <= LEVEL_TOLERANCE + } + + /** + * Die grössere der beiden Abweichungen – das ist die, die man zuerst + * ausgleichen will. + */ + val largestDeviation: Double? + get() = when { + pitch != null && roll != null -> maxOf(abs(pitch), abs(roll)) + pitch != null -> abs(pitch) + roll != null -> abs(roll) + else -> null + } + + /** + * Was zu tun ist, in Worten. Beim Ausrichten schaut man aufs Handy, + * nicht auf Vorzeichen. + */ + val instruction: String? + get() { + val p = pitch ?: return null + val r = roll ?: return null + if (isLevel) return "Steht eben" + val parts = mutableListOf() + if (abs(p) > LEVEL_TOLERANCE) { + parts.add(if (p > 0) "Heck steht höher" else "Front steht höher") + } + if (abs(r) > LEVEL_TOLERANCE) { + parts.add(if (r > 0) "rechts steht höher" else "links steht höher") + } + return parts.joinToString(", ") + } + + fun snapshot(deviceID: UUID, rssi: Int?, now: Long = System.currentTimeMillis()): DeviceSnapshot = + DeviceSnapshot( + deviceID = deviceID, + timestamp = now, + rssi = rssi, + metrics = listOf( + Metric("pitch", "Längsneigung", pitch, "°", precision = 1, isPrimary = true), + Metric("roll", "Querneigung", roll, "°", precision = 1), + ), + state = instruction, + offReasons = if (isKnownUncalibrated) listOf("Nicht kalibriert") else emptyList(), + ) + + companion object { + /** Bis hierhin gilt das Fahrzeug als eben genug. */ + const val LEVEL_TOLERANCE = 0.5 + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronAdvertisement.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronAdvertisement.kt new file mode 100644 index 0000000..d7fa516 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronAdvertisement.kt @@ -0,0 +1,311 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID + +/** + * Dekodiert die "Instant Readout"-Werbedaten von Victron-Geräten. + * + * Aufbau der Herstellerdaten (inkl. der zwei Bytes Company-ID): + * ``` + * [0..1] E1 02 Company-ID 0x02E1 (Victron Energy) + * [2..3] 10 00 Record-Typ "Product Advertisement", 16 Bit + * [4..5] ll hh Produkt-ID, little-endian + * [6] rr Art des Datensatzes (Solarlader, DC/DC, …) + * [7..8] ll hh Nonce / Zähler, little-endian + * [9] kk Erstes Byte des Geräteschlüssels (Prüfbyte) + * [10..] Mit AES-128-CTR verschlüsselte Nutzdaten + * ``` + * + * Die Aufteilung ist an einem Orion XS belegt: Datensatztyp 0x0F passt zum + * Gerät, das Prüfbyte zum hinterlegten Schlüssel, und die verbleibenden + * 14 Byte entsprechen genau der Länge eines Orion-XS-Datensatzes. + * + * **Achtung, Unterschied zu iOS:** Android liefert die Herstellerdaten ohne + * die zwei Bytes der Company-ID – die steht dort im Schlüssel der + * `manufacturerSpecificData`-Tabelle. Die Bluetooth-Schicht setzt sie wieder + * davor, damit hier derselbe Rahmen ankommt wie unter iOS und dieselben + * Prüfungen gelten. + */ +object VictronAdvertisement { + + const val COMPANY_IDENTIFIER = 0x02E1 + + enum class RecordType(val raw: Int) { + SOLAR_CHARGER(0x01), + BATTERY_MONITOR(0x02), + INVERTER(0x03), + DCDC_CONVERTER(0x04), + SMART_LITHIUM(0x05), + INVERTER_RS(0x06), + GX_DEVICE(0x07), + AC_CHARGER(0x08), + SMART_BATTERY_PROTECT(0x09), + LYNX_SMART_BMS(0x0A), + MULTI_RS(0x0B), + VE_BUS(0x0C), + DC_ENERGY_METER(0x0D), + ORION_XS(0x0F); + + companion object { + fun of(raw: Int): RecordType? = entries.firstOrNull { it.raw == raw } + } + } + + sealed class DecodeError(val describe: String) : Exception(describe) { + data object NotVictron : DecodeError("Kein Victron-Advertisement") + data object Malformed : DecodeError("Advertisement zu kurz") + class KeyMismatch(val expected: Int, val got: Int) : DecodeError( + "Schlüssel passt nicht: Das Gerät sendet 0x%02X als erstes Byte, ".format(expected) + + "der eingetragene Schlüssel beginnt mit 0x%02X.".format(got) + ) + data object DecryptionFailed : DecodeError("Entschlüsselung fehlgeschlagen") + class UnsupportedRecord(val record: Int) : + DecodeError("Datensatz-Typ 0x%02X wird nicht unterstützt".format(record)) + } + + /** + * Der unverschlüsselte Rahmen – lässt sich auch ohne Schlüssel lesen und + * wird beim Einrichten benutzt, um Victron-Geräte zu erkennen. + */ + data class Envelope( + val productID: Int, + val recordType: Int, + val nonce: Int, + val keyCheckByte: Int, + val ciphertext: ByteArray, + ) { + val knownRecord: RecordType? get() = RecordType.of(recordType) + + val productIDText: String get() = "0x%04X".format(productID) + + // ByteArray hat keine sinnvolle Gleichheit; die data class braucht sie. + override fun equals(other: Any?): Boolean { + if (this === other) return true + if (other !is Envelope) return false + return productID == other.productID && recordType == other.recordType && + nonce == other.nonce && keyCheckByte == other.keyCheckByte && + ciphertext.contentEquals(other.ciphertext) + } + + override fun hashCode(): Int { + var result = productID + result = 31 * result + recordType + result = 31 * result + nonce + result = 31 * result + keyCheckByte + result = 31 * result + ciphertext.contentHashCode() + return result + } + } + + fun envelope(manufacturerData: ByteArray): Envelope? { + if (manufacturerData.size < 11) return null + val company = manufacturerData.u(0) or (manufacturerData.u(1) shl 8) + if (company != COMPANY_IDENTIFIER || manufacturerData.u(2) != 0x10) return null + return Envelope( + productID = manufacturerData.u(4) or (manufacturerData.u(5) shl 8), + recordType = manufacturerData.u(6), + nonce = manufacturerData.u(7) or (manufacturerData.u(8) shl 8), + keyCheckByte = manufacturerData.u(9), + ciphertext = manufacturerData.copyOfRange(10, manufacturerData.size), + ) + } + + /** Entschlüsselt und interpretiert ein Advertisement. */ + fun decode( + manufacturerData: ByteArray, + key: ByteArray, + deviceID: UUID, + rssi: Int?, + now: Long = System.currentTimeMillis(), + ): DeviceSnapshot { + val envelope = envelope(manufacturerData) ?: throw DecodeError.NotVictron + if (key.size != 16) throw DecodeError.Malformed + if (key.u(0) != envelope.keyCheckByte) { + throw DecodeError.KeyMismatch(expected = envelope.keyCheckByte, got = key.u(0)) + } + + // Zählerblock: Nonce little-endian in den ersten zwei Bytes, Rest null. + val counter = ByteArray(16) + counter[0] = (envelope.nonce and 0xFF).toByte() + counter[1] = (envelope.nonce shr 8).toByte() + + val plain = AesCounterMode.crypt(envelope.ciphertext, key, counter) + ?: throw DecodeError.DecryptionFailed + + val base = DeviceSnapshot(deviceID = deviceID, timestamp = now, rssi = rssi) + return when (envelope.knownRecord) { + RecordType.SOLAR_CHARGER -> solarCharger(plain, base) + RecordType.DCDC_CONVERTER -> dcdcConverter(plain, base) + RecordType.ORION_XS -> orionXS(plain, base) + RecordType.BATTERY_MONITOR -> batteryMonitor(plain, base) + RecordType.AC_CHARGER -> acCharger(plain, base) + else -> throw DecodeError.UnsupportedRecord(envelope.recordType) + } + } + + // MARK: - Datensätze + + /** 0x01 – Solarladeregler (SmartSolar / BlueSolar MPPT). */ + private fun solarCharger(bytes: ByteArray, base: DeviceSnapshot): DeviceSnapshot { + val r = BitReader(bytes) + val state = r.readOptional(8) + val error = r.readOptional(8) + val batteryVoltage = r.scaledSigned(16, 0.01) + val batteryCurrent = r.scaledSigned(16, 0.1) + val yieldToday = r.scaled(16, 0.01) + val pvPower = r.scaled(16, 1.0) + val loadCurrent = r.scaled(9, 0.1) + + val metrics = mutableListOf( + Metric("pv_power", "PV-Leistung", pvPower, "W", precision = 0, isPrimary = true), + Metric("battery_voltage", "Batteriespannung", batteryVoltage, "V", precision = 2), + Metric("battery_current", "Ladestrom", batteryCurrent, "A", precision = 1), + Metric("yield_today", "Ertrag heute", yieldToday, "kWh", precision = 2), + Metric("load_current", "Laststrom", loadCurrent, "A", precision = 1), + ) + if (batteryVoltage != null && batteryCurrent != null) { + metrics.add( + 1, + Metric("battery_power", "Ladeleistung", batteryVoltage * batteryCurrent, "W", precision = 0) + ) + } + return base.copy( + state = VictronCodes.deviceState(state), + fault = VictronCodes.chargerError(error), + metrics = metrics, + ) + } + + /** 0x04 – DC/DC-Wandler (Orion-TR Smart Ladebooster). */ + private fun dcdcConverter(bytes: ByteArray, base: DeviceSnapshot): DeviceSnapshot { + val r = BitReader(bytes) + val state = r.readOptional(8) + val error = r.readOptional(8) + val inputVoltage = r.scaled(16, 0.01) + val outputVoltage = r.scaledSigned(16, 0.01) + val offReason = r.readOptional(32) + + return base.copy( + state = VictronCodes.deviceState(state), + fault = VictronCodes.chargerError(error), + offReasons = VictronCodes.offReasons(offReason), + metrics = listOf( + Metric("output_voltage", "Ausgang (Aufbaubatterie)", outputVoltage, "V", + precision = 2, isPrimary = true), + Metric("input_voltage", "Eingang (Starterbatterie)", inputVoltage, "V", precision = 2), + ), + ) + } + + /** 0x0F – Orion XS. Sendet im Gegensatz zum Orion-TR auch Ströme. */ + private fun orionXS(bytes: ByteArray, base: DeviceSnapshot): DeviceSnapshot { + val r = BitReader(bytes) + val state = r.readOptional(8) + val error = r.readOptional(8) + val outputVoltage = r.scaled(16, 0.01) + val outputCurrent = r.scaledSigned(16, 0.1) + val inputVoltage = r.scaled(16, 0.01) + val inputCurrent = r.scaledSigned(16, 0.1) + val offReason = r.readOptional(32) + + val metrics = mutableListOf() + if (outputVoltage != null && outputCurrent != null) { + metrics.add( + Metric("output_power", "Ladeleistung", outputVoltage * outputCurrent, "W", + precision = 0, isPrimary = true) + ) + } + metrics += listOf( + Metric("output_voltage", "Ausgang (Aufbaubatterie)", outputVoltage, "V", + precision = 2, isPrimary = outputCurrent == null), + Metric("output_current", "Ladestrom", outputCurrent, "A", precision = 1), + Metric("input_voltage", "Eingang (Starterbatterie)", inputVoltage, "V", precision = 2), + Metric("input_current", "Eingangsstrom", inputCurrent, "A", precision = 1), + ) + return base.copy( + state = VictronCodes.deviceState(state), + fault = VictronCodes.chargerError(error), + offReasons = VictronCodes.offReasons(offReason), + metrics = metrics, + ) + } + + /** 0x08 – AC-Ladegerät (Blue Smart IP65/IP22), falls im Camper verbaut. */ + private fun acCharger(bytes: ByteArray, base: DeviceSnapshot): DeviceSnapshot { + val r = BitReader(bytes) + val state = r.readOptional(8) + val error = r.readOptional(8) + val voltage1 = r.scaled(13, 0.01) + val current1 = r.scaled(11, 0.1) + val voltage2 = r.scaled(13, 0.01) + val current2 = r.scaled(11, 0.1) + val voltage3 = r.scaled(13, 0.01) + val current3 = r.scaled(11, 0.1) + val temperature = r.scaled(7, 1.0) + val acCurrent = r.scaled(9, 0.1) + + return base.copy( + state = VictronCodes.deviceState(state), + fault = VictronCodes.chargerError(error), + metrics = listOf( + Metric("out1_voltage", "Ausgang 1 Spannung", voltage1, "V", precision = 2, isPrimary = true), + Metric("out1_current", "Ausgang 1 Strom", current1, "A", precision = 1), + Metric("out2_voltage", "Ausgang 2 Spannung", voltage2, "V", precision = 2), + Metric("out2_current", "Ausgang 2 Strom", current2, "A", precision = 1), + Metric("out3_voltage", "Ausgang 3 Spannung", voltage3, "V", precision = 2), + Metric("out3_current", "Ausgang 3 Strom", current3, "A", precision = 1), + Metric("ac_current", "AC-Eingangsstrom", acCurrent, "A", precision = 1), + ), + temperatures = temperature?.let { listOf(it - 40) } ?: emptyList(), + ) + } + + /** 0x02 – Batteriewächter (SmartShunt, BMV). */ + private fun batteryMonitor(bytes: ByteArray, base: DeviceSnapshot): DeviceSnapshot { + val r = BitReader(bytes) + val timeToGo = r.scaled(16, 1.0) // Minuten + val voltage = r.scaledSigned(16, 0.01) + val alarm = r.readOptional(16) + val auxRaw = r.read(16) + val auxType = r.read(2) + val current = r.scaledSigned(22, 0.001) + val consumedAh = r.scaled(20, 0.1) + val soc = r.scaled(10, 0.1) + + val alarms = VictronCodes.alarmReasons(alarm) + + val metrics = mutableListOf( + Metric("soc", "Ladezustand", soc, "%", precision = 1, isPrimary = true), + Metric("voltage", "Spannung", voltage, "V", precision = 2), + Metric("current", "Strom", current, "A", precision = 2), + ) + if (voltage != null && current != null) { + metrics.add(Metric("power", "Leistung", voltage * current, "W", precision = 0)) + } + // Entnommene Kapazität wird positiv gesendet, ist aber eine Entnahme. + metrics.add(Metric("consumed", "Entnommen", consumedAh?.let { -it }, "Ah", precision = 1)) + if (timeToGo != null && timeToGo < 65535) { + metrics.add(Metric("ttg", "Restlaufzeit", timeToGo / 60, "h", precision = 1)) + } + + // Der Hilfseingang ist je nach Konfiguration Starterbatterie, + // Mittenspannung oder Temperatur. + var temperatures = emptyList() + if (auxRaw != null && auxType != null && auxRaw != 0xFFFFL) { + when (auxType.toInt()) { + 0 -> { + val starter = auxRaw.toShort().toInt() * 0.01 + metrics.add(Metric("aux_starter", "Starterbatterie", starter, "V", precision = 2)) + } + 1 -> metrics.add(Metric("aux_mid", "Mittenspannung", auxRaw * 0.01, "V", precision = 2)) + 2 -> temperatures = listOf(auxRaw * 0.01 - 273.15) + } + } + return base.copy( + state = null, + fault = if (alarms.isEmpty()) null else alarms.joinToString(", "), + metrics = metrics, + temperatures = temperatures, + ) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronCodes.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronCodes.kt new file mode 100644 index 0000000..7a0023e --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronCodes.kt @@ -0,0 +1,104 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +/** Klartexte für die Zustands- und Fehlercodes aus den Victron-Werbedaten. */ +object VictronCodes { + + /** VE.Reg 0x0201 – Betriebszustand des Laders. */ + fun deviceState(code: Long?): String? { + if (code == null) return null + return when (code.toInt()) { + 0 -> "Aus" + 1 -> "Stromsparmodus" + 2 -> "Störung" + 3 -> "Konstantstrom (Bulk)" + 4 -> "Konstantspannung (Absorption)" + 5 -> "Erhaltung (Float)" + 6 -> "Lagerung" + 7 -> "Ausgleichsladung" + 9 -> "Wechselrichten" + 11 -> "Netzteilbetrieb" + 245 -> "Startet" + 246 -> "Wiederholte Absorption" + 247 -> "Auto-Ausgleich" + 248 -> "Battery Safe" + 252 -> "Externe Steuerung" + else -> "Zustand $code" + } + } + + /** VE.Reg 0xEDDA – Ladefehler. 0 bedeutet "kein Fehler". */ + fun chargerError(code: Long?): String? { + if (code == null || code == 0L) return null + return when (code.toInt()) { + 1 -> "Batterietemperatur zu hoch" + 2 -> "Batteriespannung zu hoch" + 3 -> "Temperatursensor defekt" + 4 -> "Temperatursensor Kurzschluss" + 5 -> "Temperatursensor unplausibel" + 6 -> "Spannungsmessung defekt" + 7 -> "Spannungsmessung Kurzschluss" + 8 -> "Spannungsmessung unplausibel" + 11 -> "Zu hohe Restwelligkeit" + 14 -> "Batterietemperatur zu niedrig" + 17 -> "Lader überhitzt" + 18 -> "Lader Überstrom" + 19 -> "Stromrichtung verkehrt" + 20 -> "Bulk-Zeit überschritten" + 21 -> "Stromsensor defekt" + 22 -> "Interner Temperatursensor defekt" + 26 -> "Anschlussklemme überhitzt" + 27 -> "Kurzschluss im Lader" + 28 -> "Endstufenfehler" + 29 -> "Überladeschutz" + 33 -> "Eingangsspannung zu hoch (PV)" + 34 -> "Eingangsstrom zu hoch (PV)" + 38 -> "Eingang abgeschaltet (Batteriespannung)" + 39 -> "Eingang abgeschaltet (Stromfluss)" + 65 -> "Kommunikation verloren" + 66 -> "Konfiguration synchronisierter Lader fehlerhaft" + 67 -> "BMS-Verbindung verloren" + 68 -> "Netzwerk fehlkonfiguriert" + 116 -> "Kalibrierdaten verloren" + 117 -> "Inkompatible Firmware" + 119 -> "Einstellungen ungültig" + else -> "Fehler $code" + } + } + + /** VE.Reg 0x0207 – Bitmaske, warum das Gerät gerade nicht arbeitet. */ + fun offReasons(mask: Long?): List { + if (mask == null || mask == 0L) return emptyList() + return OFF_REASONS.filter { mask and it.first != 0L }.map { it.second } + } + + private val OFF_REASONS = listOf( + 0x0000_0001L to "Keine Eingangsspannung", + 0x0000_0002L to "Per Schalter ausgeschaltet", + 0x0000_0004L to "Per Einstellung ausgeschaltet", + 0x0000_0008L to "Remote-Eingang", + 0x0000_0010L to "Schutzfunktion aktiv", + 0x0000_0020L to "Paygo", + 0x0000_0040L to "BMS", + 0x0000_0080L to "Motor-Abschalterkennung", + 0x0000_0100L to "Eingangsspannung wird geprüft", + ) + + /** VE.Reg 0xEEB8 – Alarmgründe des Batteriewächters. */ + fun alarmReasons(mask: Long?): List { + if (mask == null || mask == 0L) return emptyList() + return ALARM_REASONS.filter { mask and it.first != 0L }.map { it.second } + } + + private val ALARM_REASONS = listOf( + 0x0001L to "Unterspannung", + 0x0002L to "Überspannung", + 0x0004L to "Niedriger Ladezustand", + 0x0008L to "Starterbatterie Unterspannung", + 0x0010L to "Starterbatterie Überspannung", + 0x0020L to "Temperatur zu niedrig", + 0x0040L to "Temperatur zu hoch", + 0x0080L to "Mittenspannung", + 0x0100L to "Ladung überfällig", + ) + +} diff --git a/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/WattCycleProtocol.kt b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/WattCycleProtocol.kt new file mode 100644 index 0000000..1ddf6e3 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/main/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/WattCycleProtocol.kt @@ -0,0 +1,281 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID + +/** + * Protokoll der WattCycle-BLE-Akkus. + * + * Weder Daly noch JBD, sondern ein eigenes Modbus-artiges Format. Zwei + * Besonderheiten: + * + * * Vor der ersten Abfrage muss der ASCII-Text `HiLink` auf eine eigene + * Freischalt-Charakteristik (`FFFA`) geschrieben werden. Ohne das bleibt + * der Akku auf jede Anfrage stumm. + * * Anfragen gehen auf `FFF2`, Antworten kommen über `FFF1`. + * + * Rahmenaufbau: + * ``` + * Anfrage (11 Byte): + * 1E 00 01 03 00 00 0D + * Antwort: + * 7E + * 0D + * ``` + * + * Die Prüfsumme ist der übliche Modbus-CRC16 über alles vor der Prüfsumme, + * höherwertiges Byte zuerst. Nachgerechnet gegen die Tabellenvariante der + * Referenzimplementierung (frabnet/esphome-wattcycle-ble). + */ +object WattCycleProtocol { + + const val FRAME_HEAD_REQUEST = 0x1E + const val FRAME_HEAD_RESPONSE = 0x7E + const val FRAME_TAIL = 0x0D + const val FUNCTION_READ = 0x03 + const val FUNCTION_ERROR = 0x86 + + /** Der Freischalt-Text, der vor der ersten Abfrage geschrieben wird. */ + val authPayload: ByteArray = "HiLink".toByteArray(Charsets.US_ASCII) + + enum class Datapoint(val raw: Int) { + ANALOG(0x008C), // Messwerte + PRODUCT(0x0092); // Modell, Hersteller, Seriennummer + + companion object { + fun of(raw: Int): Datapoint? = entries.firstOrNull { it.raw == raw } + } + } + + fun requestFrame(datapoint: Datapoint): ByteArray { + val frame = byteArrayOf( + FRAME_HEAD_REQUEST.toByte(), + 0x00, // Version + 0x01, // Adresse + FUNCTION_READ.toByte(), + (datapoint.raw shr 8).toByte(), + (datapoint.raw and 0xFF).toByte(), + 0x00, 0x00, // Anzahl: 0 liefert den ganzen Datensatz + ) + val crc = DalyProtocol.crc16Modbus(frame) + return frame + byteArrayOf((crc shr 8).toByte(), (crc and 0xFF).toByte(), FRAME_TAIL.toByte()) + } + + class Frame(val function: Int, val datapoint: Int, val payload: ByteArray) { + val isError: Boolean get() = function == FUNCTION_ERROR + } + + /** Sucht vollständige, prüfsummenkorrekte Antwortrahmen im Puffer. */ + fun extractFrames(buffer: ByteArray): Pair, ByteArray> { + val frames = mutableListOf() + var index = 0 + var consumed = 0 + + while (index + 11 <= buffer.size) { + if (buffer.u(index) != FRAME_HEAD_RESPONSE) { + index += 1 + continue + } + val dataLength = (buffer.u(index + 6) shl 8) or buffer.u(index + 7) + val total = dataLength + 11 + if (total > 512) { + index += 1 + continue + } + if (index + total > buffer.size) break // Rest abwarten + + val frame = buffer.copyOfRange(index, index + total) + if (frame.u(total - 1) != FRAME_TAIL) { + index += 1 + continue + } + val expected = DalyProtocol.crc16Modbus(frame.copyOfRange(0, total - 3)) + val actual = (frame.u(total - 3) shl 8) or frame.u(total - 2) + if (expected != actual) { + index += 1 + continue + } + frames.add( + Frame( + function = frame.u(3), + datapoint = (frame.u(4) shl 8) or frame.u(5), + payload = frame.copyOfRange(8, 8 + dataLength), + ) + ) + index += total + consumed = index + } + val keepFrom = maxOf(consumed, maxOf(0, buffer.size - 256)) + return frames to buffer.copyOfRange(keepFrom, buffer.size) + } + + /** Temperaturen kommen in Zehntel-Kelvin. */ + fun temperature(raw: Int): Double = (raw - 2730) / 10.0 + + /** + * Der Strom hat ein eigenes Format: Bit 15 ist das Vorzeichen, Bit 14 gibt + * an, ob der Rest in Zehntel-Ampere zu lesen ist, der Rest ist der Betrag. + */ + fun current(high: Int, low: Int): Double { + val isNegative = high and 0x80 != 0 + val hasDecimal = high and 0x40 != 0 + val magnitude = (low or ((high and 0x3F) shl 8)).toDouble() + val value = if (hasDecimal) magnitude / 10 else magnitude + return if (isNegative) -value else value + } +} + +/** Sammelt die Antworten eines WattCycle-Akkus. */ +class WattCycleState { + var cellVolts: List = emptyList() + var mosTemperature: Double? = null + var pcbTemperature: Double? = null + var cellTemperatures: List = emptyList() + var current: Double? = null + var voltage: Double? = null + var remainingAh: Double? = null + var totalAh: Double? = null + var designAh: Double? = null + var cycles: Int? = null + var soc: Double? = null + + var model: String? = null + var manufacturer: String? = null + var serial: String? = null + + val hasUsableData: Boolean + get() = voltage != null || soc != null || cellVolts.isNotEmpty() + + val hasProductInfo: Boolean + get() = model != null || manufacturer != null || serial != null + + fun apply(frame: WattCycleProtocol.Frame) { + if (frame.isError) return + when (WattCycleProtocol.Datapoint.of(frame.datapoint)) { + WattCycleProtocol.Datapoint.ANALOG -> applyAnalog(frame.payload) + WattCycleProtocol.Datapoint.PRODUCT -> applyProduct(frame.payload) + null -> Unit + } + } + + /** + * Der Messwert-Datensatz ist selbstbeschreibend: erst die Zellenanzahl, + * dann die Zellspannungen, dann die Fühleranzahl und so weiter. Die + * Feldlängen stehen also nicht fest und werden mitgelesen. + */ + private fun applyAnalog(data: ByteArray) { + var offset = 0 + + fun readUInt16(): Int? { + if (offset + 1 >= data.size) return null + val value = (data.u(offset) shl 8) or data.u(offset + 1) + offset += 2 + return value + } + + fun readUInt8(): Int? { + if (offset >= data.size) return null + return data.u(offset).also { offset += 1 } + } + + val cellCount = readUInt8() ?: return + val cells = mutableListOf() + repeat(cellCount) { + val millivolts = readUInt16() ?: return + cells.add(millivolts / 1000.0) + } + cellVolts = cells + + // Die ersten beiden Fühler sind MOSFET und Platine, danach die Zellen. + val temperatureCount = readUInt8() ?: return + if (temperatureCount < 2) return + val mos = readUInt16() ?: return + val pcb = readUInt16() ?: return + mosTemperature = WattCycleProtocol.temperature(mos) + pcbTemperature = WattCycleProtocol.temperature(pcb) + + val probes = mutableListOf() + repeat(temperatureCount - 2) { + val raw = readUInt16() ?: return + probes.add(WattCycleProtocol.temperature(raw)) + } + cellTemperatures = probes + + if (offset + 1 >= data.size) return + current = WattCycleProtocol.current(data.u(offset), data.u(offset + 1)) + offset += 2 + + val voltageRaw = readUInt16() ?: return + voltage = voltageRaw / 100.0 + + val remaining = readUInt16() ?: return + val total = readUInt16() ?: return + val cycleCount = readUInt16() ?: return + val design = readUInt16() ?: return + val charge = readUInt16() ?: return + remainingAh = remaining / 10.0 + totalAh = total / 10.0 + cycles = cycleCount + designAh = design / 10.0 + soc = charge.toDouble() + } + + /** Drei ASCII-Felder à 20 Byte. */ + private fun applyProduct(data: ByteArray) { + if (data.size < 60) return + fun text(from: Int, until: Int): String? = + String(data, from, until - from, Charsets.UTF_8) + .trim { it == '\u0000' || it == ' ' } + .takeIf { it.isNotEmpty() } + model = text(0, 20) + manufacturer = text(20, 40) + serial = text(40, 60) + } + + fun snapshot(deviceID: UUID, rssi: Int?, now: Long = System.currentTimeMillis()): DeviceSnapshot { + val metrics = mutableListOf( + Metric("soc", "Ladezustand", soc, "%", precision = 0, isPrimary = true), + Metric("voltage", "Spannung", voltage, "V", precision = 2), + Metric("current", "Strom", current, "A", precision = 1), + ) + val v = voltage + val a = current + if (v != null && a != null) { + metrics.add(Metric("power", "Leistung", v * a, "W", precision = 0)) + } + metrics.add(Metric("capacity", "Restkapazität", remainingAh, "Ah", precision = 1)) + totalAh?.let { metrics.add(Metric("capacity_total", "Kapazität geladen", it, "Ah", precision = 1)) } + designAh?.let { metrics.add(Metric("capacity_design", "Nennkapazität", it, "Ah", precision = 1)) } + val maxV = cellVolts.maxOrNull() + val minV = cellVolts.minOrNull() + if (maxV != null && minV != null) { + metrics.add(Metric("cell_delta", "Zell-Differenz", (maxV - minV) * 1000, "mV", precision = 0)) + metrics.add(Metric("cell_max", "Höchste Zelle", maxV, "V", precision = 3)) + metrics.add(Metric("cell_min", "Niedrigste Zelle", minV, "V", precision = 3)) + } + mosTemperature?.let { metrics.add(Metric("temp_mos", "Temperatur MOSFET", it, "°C", precision = 1)) } + pcbTemperature?.let { metrics.add(Metric("temp_pcb", "Temperatur Platine", it, "°C", precision = 1)) } + cycles?.let { metrics.add(Metric("cycles", "Ladezyklen", it.toDouble(), "", precision = 0)) } + + val info = mutableListOf() + model?.let { info.add(InfoItem("Modell / Firmware", it)) } + manufacturer?.let { info.add(InfoItem("Hersteller", it)) } + serial?.let { info.add(InfoItem("Seriennummer", it)) } + + return DeviceSnapshot( + deviceID = deviceID, + timestamp = now, + rssi = rssi, + metrics = metrics, + cellVoltages = cellVolts, + temperatures = cellTemperatures, + info = info, + state = current?.let { + when { + it > 0.3 -> "Lädt" + it < -0.3 -> "Entlädt" + else -> "Ruhend" + } + }, + ) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolTest.kt b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolTest.kt new file mode 100644 index 0000000..7d74520 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/AlpicoolTest.kt @@ -0,0 +1,154 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import kotlin.test.Test +import kotlin.test.assertContentEquals +import kotlin.test.assertEquals +import kotlin.test.assertFalse +import kotlin.test.assertNull +import kotlin.test.assertTrue + +/** Baut eine Antwort so, wie die Box sie schickt. */ +private fun alpicoolResponse(command: Int, payload: ByteArray): ByteArray { + val head = byteArrayOf(0xFE.toByte(), 0xFE.toByte(), (payload.size + 3).toByte(), command.toByte()) + payload + val sum = AlpicoolProtocol.checksum(head) + return head + byteArrayOf((sum shr 8).toByte(), (sum and 0xFF).toByte()) +} + +private fun stateFrom(payload: ByteArray): AlpicoolState { + val state = AlpicoolState() + val (frames, _) = AlpicoolProtocol.extractFrames(alpicoolResponse(0x01, payload)) + frames.forEach { state.apply(it) } + return state +} + +class AlpicoolProtocolTest { + + /** + * Anmeldung und Abfrage sind in der Referenzimplementierung fest verdrahtet. + * Unsere gerechneten Pakete müssen genau dasselbe ergeben. + */ + @Test + fun `Anmeldung und Abfrage stimmen mit der Referenz ueberein`() { + assertEquals( + "fefe03000 1ff".replace(" ", ""), + AlpicoolProtocol.packet(AlpicoolProtocol.Command.BIND).hex() + ) + assertEquals( + "fefe030102 00".replace(" ", ""), + AlpicoolProtocol.packet(AlpicoolProtocol.Command.QUERY).hex() + ) + } + + /** + * Ein echtes Paket der Maentum/Plug-in Festival IceCube Dual, mitgeschnitten + * beim Ausschalten (Gruni22/alpicool_ha_ble#20). Es muss byteweise + * herauskommen – und in zwei Schreibvorgänge zerfallen, weil die Box + * längere nicht annimmt. Genau daran scheiterte das Ein- und Ausschalten. + */ + @Test + fun `Ausschaltbefehl einer echten Zweizonen-Box stimmt byteweise`() { + val payload = byteArrayOf( + 0x00, // Bedienfeld frei + 0x01, // eingeschaltet + 0x01, // Eco + 0x02, // Batteriewächter hoch + 0x14, // Soll links 20 + 0x14, 0xEC.toByte(), // Grenzen 20 / -20 + 0x02, 0x00, 0x00, // Rückschaltdifferenz, Verzögerung, Celsius + 0xFD.toByte(), 0xFD.toByte(), 0xFD.toByte(), 0x00, + 0x0A, // Ist links 10 + 0x57, // 87 % + 0x0C, 0x06, // 12,6 V + 0x14, // Soll rechts 20 + 0x00, 0x00, + 0x02, // Rückschaltdifferenz rechts + 0xFD.toByte(), 0xFD.toByte(), 0xFD.toByte(), 0x00, + 0x0A, // Ist rechts 10 + 0x01, // Kompressor läuft + ) + val state = stateFrom(payload) + assertTrue(state.isDualZone, "zwei echte Fühler heisst zwei Zonen") + + val expected = hexBytes( + "FE FE 1C 02 00 00 01 02 14 14 EC 02 00 00 FD FD FD 00 " + + "14 00 00 02 FD FD FD 00 00 00 00 09 37" + ) + assertContentEquals(expected, state.settingsCommand(poweredOn = false)) + assertEquals( + listOf(20, 11), + AlpicoolProtocol.chunks(expected, AlpicoolProtocol.MAX_WRITE_SIZE).map { it.size }, + "er passt nicht in einen Schreibvorgang", + ) + } + + /** + * Die Box aus dem Fahrzeug: 30 Byte Nutzlast, aber nur ein Fühler. Sie füllt + * den zweiten Block mit Nullen auf und meldet für den fehlenden zweiten + * Fühler -128. Der Stellbefehl muss trotzdem der kurze sein – der lange + * wurde von ihr wortlos verworfen. + */ + @Test + fun `fehlender zweiter Fuehler heisst kurzer Stellbefehl`() { + val payload = byteArrayOf( + 0x00, 0x01, 0x01, 0x02, + 0x09, // Soll 9 + 0x14, 0xEC.toByte(), // Grenzen 20 / -20 + 0x02, 0x00, 0x00, + 0x00, 0x00, 0xFD.toByte(), 0x00, // Kompressordrehzahlen + 0x17, // Ist 23 + 0x64, // 100 % + 0x0E, 0x03, // 14,3 V + 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // rechte Zone: nur Füllung + 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, + 0x80.toByte(), // kein zweiter Fühler + 0x00, // Kompressor aus + 0x01, 0x00, // was darüber hinaus kommt + ) + val state = stateFrom(payload) + + assertEquals(23, state.leftCurrent, "30 Byte Nutzlast werden gelesen") + assertEquals(100, state.batteryPercent) + assertEquals(14.3, state.batteryVolts!!, 0.001) + assertFalse(state.isDualZone, "der Platzhalter -128 ist kein Messwert") + assertEquals(20, state.settingsCommand(poweredOn = false)?.size, "der kurze Stellbefehl") + assertEquals( + 1, + AlpicoolProtocol.chunks(state.settingsCommand(poweredOn = false)!!, + AlpicoolProtocol.MAX_WRITE_SIZE).size, + "und der passt in einen Schreibvorgang", + ) + + // Von Hand lässt sich die Erkennung übersteuern, falls sie danebenliegt. + state.zoneMode = FridgeZoneMode.DUAL + assertEquals(31, state.settingsCommand(poweredOn = false)?.size) + } + + @Test + fun `ohne Status gibt es keinen Stellbefehl`() { + assertNull(AlpicoolState().settingsCommand(poweredOn = true)) + } + + @Test + fun `die rechte Zone hat ein eigenes Kommando`() { + val packet = AlpicoolState.setTarget(FridgeZone.RIGHT, -5) + assertEquals(AlpicoolProtocol.Command.SET_RIGHT.raw, packet.u(3)) + assertEquals(0xFB, packet.u(4), "negativ als vorzeichenloses Byte") + } + + @Test + fun `Messwerte gelten nicht als Wirkung eines Stellbefehls`() { + val payload = ByteArray(30).also { + it[1] = 1; it[4] = 9; it[14] = 23; it[15] = 100; it[16] = 14; it[17] = 3 + it[26] = 0x80.toByte() + } + val before = stateFrom(payload).settingsFingerprint + + val drifted = payload.copyOf().also { it[14] = 8; it[16] = 11 } + assertEquals(before, stateFrom(drifted).settingsFingerprint, + "schwankende Temperatur und Spannung zählen nicht") + + val switched = payload.copyOf().also { it[1] = 0 } + assertTrue(stateFrom(switched).settingsFingerprint != before, + "ein geänderter Schalter zählt") + } +} diff --git a/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BmsTest.kt b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BmsTest.kt new file mode 100644 index 0000000..ee6cbd8 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/BmsTest.kt @@ -0,0 +1,279 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID +import kotlin.test.Test +import kotlin.test.assertContentEquals +import kotlin.test.assertEquals +import kotlin.test.assertNull +import kotlin.test.assertTrue + +private fun DeviceSnapshot.value(key: String): Double? = + metrics.firstOrNull { it.key == key }?.value + +class DalyClassicTest { + + // 13,42 V · 25,0 A Ladung · 87,5 % + // 30000 + 250 = 30250 = 0x765A -> +25,0 A ; SOC 875 = 0x036B -> 87,5 % + private val socPayload = hexBytes("00 86 00 86 76 2A 03 6B") + + private fun stream(): ByteArray = + dalyResponse(0x90, socPayload) + + dalyResponse(0x91, hexBytes("0D 12 03 0C FE 07 00 00")) + + dalyResponse(0x92, hexBytes("40 01 3E 02 00 00 00 00")) + + dalyResponse(0x95, hexBytes("01 0C FE 0D 00 0D 12 00")) + + @Test + fun `Anfragerahmen ist 13 Byte lang mit korrekter Pruefsumme`() { + val request = DalyProtocol.requestFrame(DalyProtocol.Command.SOC) + assertEquals(13, request.size) + assertEquals(0xBD, request.u(12)) + } + + @Test + fun `wertet alle Rahmen eines Antwortstroms aus`() { + val (frames, remainder) = DalyProtocol.extractA5Frames(stream()) + assertEquals(4, frames.size) + assertEquals(0, remainder.size, "nichts bleibt übrig") + + val state = DalyState() + frames.forEach { state.apply(it) } + val bms = state.snapshot(UUID.randomUUID(), null) + + assertEquals(13.4, bms.value("voltage")?.let(::round2)) + assertEquals(25.0, bms.value("current")?.let(::round1), "Strom mit Offset 30000") + assertEquals(87.5, bms.value("soc")?.let(::round1)) + assertEquals(20.0, bms.value("cell_delta"), "Zell-Differenz in mV") + assertEquals(3.346, bms.value("cell_max")) + assertEquals(24.0, bms.value("temp_max")) + assertEquals("Lädt", bms.state, "Zustand aus dem Strom abgeleitet") + assertEquals(3, bms.cellVoltages.size, "drei Zellspannungen aus Rahmen 0x95") + } + + @Test + fun `hebt einen angefangenen Rahmen auf`() { + val partial = stream().copyOfRange(0, 13 + 6) + val (frames, rest) = DalyProtocol.extractA5Frames(partial) + assertEquals(1, frames.size, "der vollständige Rahmen wird ausgewertet") + assertTrue(rest.size >= 6, "der angefangene bleibt im Puffer") + } + + @Test + fun `verwirft eine falsche Pruefsumme`() { + val corrupted = dalyResponse(0x90, socPayload) + corrupted[12] = (corrupted[12].toInt() xor 0xFF).toByte() + assertEquals(0, DalyProtocol.extractA5Frames(corrupted).first.size) + } +} + +class DalyModbusTest { + + private fun response(): ByteArray { + val registers = IntArray(62) + registers[0] = 3320; registers[1] = 3325; registers[2] = 3318; registers[3] = 3330 + registers[48] = 64 // 24 °C + registers[56] = 133 // 13,3 V + registers[57] = 29750 // -25,0 A + registers[58] = 642 // 64,2 % + var body = byteArrayOf(0xD2.toByte(), 0x03, (registers.size * 2).toByte()) + for (register in registers) { + body += byteArrayOf((register shr 8).toByte(), (register and 0xFF).toByte()) + } + val crc = DalyProtocol.crc16Modbus(body) + return body + byteArrayOf((crc and 0xFF).toByte(), (crc shr 8).toByte()) + } + + @Test + fun `Anfrage beginnt korrekt`() { + val request = DalyProtocol.modbusReadFrame() + assertContentEquals(hexBytes("D2 03 00 00 00 3E"), request.copyOfRange(0, 6)) + } + + @Test + fun `wertet eine Registerantwort aus`() { + val parsed = DalyProtocol.parseModbusResponse(response()) + assertEquals(62, parsed?.size) + + val state = DalyState() + state.apply(parsed!!) + val snapshot = state.snapshot(UUID.randomUUID(), null) + + assertEquals(4, snapshot.cellVoltages.size, "nur belegte Zellen zählen") + assertEquals(13.3, snapshot.value("voltage")?.let(::round1)) + assertEquals(-25.0, snapshot.value("current")?.let(::round1), "Entladestrom ist negativ") + assertEquals(64.2, snapshot.value("soc")?.let(::round1)) + assertEquals(12.0, snapshot.value("cell_delta")) + assertEquals("Entlädt", snapshot.state) + } + + @Test + fun `weist unvollstaendige und verfaelschte Antworten ab`() { + val full = response() + assertNull( + DalyProtocol.parseModbusResponse(full.copyOfRange(0, full.size - 30)), + "unvollständig", + ) + val badCRC = full.copyOf() + badCRC[badCRC.size - 1] = (badCRC[badCRC.size - 1].toInt() xor 0xFF).toByte() + assertNull(DalyProtocol.parseModbusResponse(badCRC), "falscher CRC") + } +} + +class JbdTest { + + private fun jbdResponse(command: Int, payload: ByteArray): ByteArray { + val body = byteArrayOf(0x00, payload.size.toByte()) + payload + val sum = JbdProtocol.checksum(body) + return byteArrayOf(0xDD.toByte(), command.toByte()) + body + + byteArrayOf((sum shr 8).toByte(), (sum and 0xFF).toByte(), 0x77) + } + + // 13,25 V · -12,80 A (Entladung) · 88 % · 4 Zellen · 1 Fühler bei 23,8 °C + private val basic = hexBytes( + "05 2D" + // 1325 -> 13,25 V + "FB 00" + // -1280 -> -12,80 A + "44 C0" + // 17600 -> 176,00 Ah Rest + "4E 20" + // 20000 -> 200,00 Ah nominal + "00 2A" + // 42 Zyklen + "00 00" + // Produktionsdatum + "00 00 00 00" +// Balancer + "00 00" + // keine Schutzabschaltung + "16" + // Softwareversion + "58" + // 88 % + "03" + // beide MOSFET an + "04" + // 4 Zellen + "01" + // 1 Fühler + "0B 99" // 2969 -> (2969-2731)/10 = 23,8 °C + ) + + @Test + fun `baut die Anfragerahmen`() { + assertContentEquals( + hexBytes("DD A5 03 00 FF FD 77"), + JbdProtocol.requestFrame(JbdProtocol.Command.BASIC_INFO), + ) + assertContentEquals( + hexBytes("DD A5 04 00 FF FC 77"), + JbdProtocol.requestFrame(JbdProtocol.Command.CELL_VOLTAGES), + ) + } + + @Test + fun `wertet Basisinfo und Zellspannungen aus`() { + val stream = jbdResponse(0x03, basic) + + jbdResponse(0x04, hexBytes("0C FE 0D 12 0D 00 0C F8")) + + val (frames, rest) = JbdProtocol.extractFrames(stream) + assertEquals(2, frames.size) + assertEquals(0, rest.size, "nichts bleibt übrig") + + val state = JbdState() + frames.forEach { state.apply(it) } + val snapshot = state.snapshot(UUID.randomUUID(), null) + + assertEquals(13.25, snapshot.value("voltage")?.let(::round2)) + assertEquals(-12.80, snapshot.value("current")?.let(::round2), "Entladestrom ist negativ") + assertEquals(88.0, snapshot.value("soc")) + assertEquals(176.0, snapshot.value("capacity")?.let(::round2)) + assertEquals(200.0, snapshot.value("capacity_nominal")?.let(::round2)) + assertEquals(42.0, snapshot.value("cycles")) + assertEquals(23.8, snapshot.temperatures.firstOrNull()?.let(::round2), + "Temperatur aus Zehntel-Kelvin") + assertEquals(4, snapshot.cellVoltages.size) + assertEquals(3.346, snapshot.value("cell_max")) + assertEquals(26.0, snapshot.value("cell_delta")) + } +} + +class WattCycleTest { + + private fun frame(datapoint: Int, payload: ByteArray): ByteArray { + val head = byteArrayOf( + 0x7E, 0x00, 0x01, 0x03, + (datapoint shr 8).toByte(), (datapoint and 0xFF).toByte(), + (payload.size shr 8).toByte(), (payload.size and 0xFF).toByte(), + ) + payload + val crc = DalyProtocol.crc16Modbus(head) + return head + byteArrayOf((crc shr 8).toByte(), (crc and 0xFF).toByte(), 0x0D) + } + + @Test + fun `Anfragerahmen ist elf Byte lang und richtig eingerahmt`() { + val request = WattCycleProtocol.requestFrame(WattCycleProtocol.Datapoint.ANALOG) + assertEquals(11, request.size) + assertEquals(0x1E, request.u(0)) + assertEquals(0x008C shr 8, request.u(4)) + assertEquals(0x008C and 0xFF, request.u(5)) + assertEquals(0x0D, request.u(10)) + } + + /** Ohne den Text `HiLink` auf FFFA bleibt der Akku stumm. */ + @Test + fun `der Freischalttext ist HiLink`() { + assertEquals("HiLink", String(WattCycleProtocol.authPayload, Charsets.US_ASCII)) + } + + @Test + fun `liest das eigene Stromformat`() { + assertEquals(12.5, WattCycleProtocol.current(0x40, 0x7D), "Bit 14 heisst Zehntel") + assertEquals(-12.5, WattCycleProtocol.current(0xC0, 0x7D), "Bit 15 ist das Vorzeichen") + assertEquals(125.0, WattCycleProtocol.current(0x00, 0x7D), "ohne Bit 14 ganze Ampere") + } + + @Test + fun `wertet den selbstbeschreibenden Messwertsatz aus`() { + val payload = byteArrayOf(4) + // vier Zellen + hexBytes("0CFE 0D12 0D00 0CF8") + // Zellspannungen in mV + byteArrayOf(3) + // drei Fühler + hexBytes("0BB8 0BC2 0B99") + // MOSFET, Platine, eine Zelle + hexBytes("C07D") + // -12,5 A + hexBytes("0531") + // 1329 -> 13,29 V + hexBytes("06E0") + // 1760 -> 176,0 Ah Rest + hexBytes("07D0") + // 2000 -> 200,0 Ah gesamt + hexBytes("002A") + // 42 Zyklen + hexBytes("07D0") + // 2000 -> 200,0 Ah Nenn + hexBytes("0058") // 88 % + + val (frames, rest) = WattCycleProtocol.extractFrames(frame(0x008C, payload)) + assertEquals(1, frames.size) + assertEquals(0, rest.size) + + val state = WattCycleState() + frames.forEach { state.apply(it) } + val snapshot = state.snapshot(UUID.randomUUID(), null) + + assertEquals(4, snapshot.cellVoltages.size) + assertEquals(13.29, snapshot.value("voltage")?.let(::round2)) + assertEquals(-12.5, snapshot.value("current")?.let(::round1)) + assertEquals(88.0, snapshot.value("soc")) + assertEquals(176.0, snapshot.value("capacity")?.let(::round1)) + assertEquals(42.0, snapshot.value("cycles")) + assertEquals(27.0, state.mosTemperature?.let(::round1), "3000 Zehntel-Kelvin") + assertEquals(28.0, state.pcbTemperature?.let(::round1)) + // WattCycle rechnet mit Offset 2730, JBD mit 2731 - daher 23,9 statt 23,8. + assertEquals(23.9, state.cellTemperatures.firstOrNull()?.let(::round1)) + assertEquals("Entlädt", snapshot.state) + } + + @Test + fun `liest die Produktangaben aus drei ASCII-Feldern`() { + val text = { s: String -> s.toByteArray(Charsets.US_ASCII).copyOf(20) } + val payload = text("WC-12V200") + text("WattCycle") + text("SN12345678") + + val (frames, _) = WattCycleProtocol.extractFrames(frame(0x0092, payload)) + val state = WattCycleState() + frames.forEach { state.apply(it) } + + assertEquals("WC-12V200", state.model) + assertEquals("WattCycle", state.manufacturer) + assertEquals("SN12345678", state.serial) + assertTrue(state.hasProductInfo) + } + + @Test + fun `verwirft einen verfaelschten Rahmen`() { + val good = frame(0x008C, byteArrayOf(0)) + val bad = good.copyOf() + bad[bad.size - 2] = (bad[bad.size - 2].toInt() xor 0xFF).toByte() + assertEquals(0, WattCycleProtocol.extractFrames(bad).first.size) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/LevelingTest.kt b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/LevelingTest.kt new file mode 100644 index 0000000..24ed4c2 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/LevelingTest.kt @@ -0,0 +1,247 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import kotlin.test.Test +import kotlin.test.assertEquals +import kotlin.test.assertFalse +import kotlin.test.assertNotNull +import kotlin.test.assertNull +import kotlin.test.assertTrue + +class VanAlignProtocolTest { + + /** + * Die Firmware legt den Float little-endian ab. Die Web-Oberfläche des + * Ursprungsprojekts rät die Reihenfolge – das ist schädlich, denn ein + * vertauschter Float von 4,25° liest sich als etwa 0,0 und sieht damit + * plausibel aus. + */ + @Test + fun `liest Winkel fest little-endian`() { + val bytes = byteArrayOf(0x00, 0x00, 0x88.toByte(), 0x40) // 4.25f + assertEquals(4.25, VanAlignProtocol.angle(bytes)!!, 0.0001) + } + + @Test + fun `weist NaN und unsinnige Winkel ab`() { + assertNull(VanAlignProtocol.angle(hexBytes("0000C07F")), "NaN") + assertNull(VanAlignProtocol.angle(hexBytes("00007A44")), "1000 Grad gibt es nicht") + assertNull(VanAlignProtocol.angle(byteArrayOf(1, 2)), "zu kurz") + } + + @Test + fun `liest beide Offsets`() { + val data = byteArrayOf(0x00, 0x00, 0x88.toByte(), 0x40) + + byteArrayOf(0x00, 0x00, 0x00, 0xBF.toByte()) // -0.5f + val offsets = VanAlignProtocol.offsets(data) + assertNotNull(offsets) + assertEquals(4.25, offsets.first, 0.0001) + assertEquals(-0.5, offsets.second, 0.0001) + } +} + +class LevelStateTest { + + @Test + fun `sagt in Worten was zu tun ist`() { + assertEquals("Steht eben", LevelState(pitch = 0.2, roll = -0.1).instruction) + assertEquals( + "Heck steht höher, rechts steht höher", + LevelState(pitch = 1.8, roll = 0.9).instruction, + ) + assertEquals("Front steht höher", LevelState(pitch = -1.8, roll = 0.1).instruction) + } + + /** + * Fehlen die Offsets, heisst das "unbekannt" und nicht "nicht kalibriert" – + * eine Warnung, die sich nie abstellen lässt, ist schlimmer als keine. + */ + @Test + fun `unterscheidet unbekannt von nicht kalibriert`() { + val unknown = LevelState(pitch = 1.0, roll = 0.0) + assertNull(unknown.calibrationState) + assertFalse(unknown.isKnownUncalibrated) + assertFalse(unknown.isCalibrated) + + val uncalibrated = LevelState(pitch = 1.0, roll = 0.0, pitchOffset = 0.0, rollOffset = 0.0) + assertTrue(uncalibrated.isKnownUncalibrated) + + val calibrated = LevelState(pitch = 1.0, roll = 0.0, pitchOffset = 0.4, rollOffset = -0.2) + assertTrue(calibrated.isCalibrated) + } +} + +class LevelingWedgeTest { + + @Test + fun `rechnet die Keilhoehe geometrisch`() { + // tan(2°) × 2,0 m ≈ 0,0699 m + val wedge = LevelingWedge.across(roll = 2.0, trackWidth = 2.0) + assertNotNull(wedge) + assertEquals(7.0, wedge.heightInCentimetres, 0.1) + } + + @Test + fun `legt den Keil unter die tiefere Seite`() { + assertEquals(LevelingWedge.Side.LEFT, LevelingWedge.across(2.0, 2.0)?.side, + "rechts steht höher, also links unterlegen") + assertEquals(LevelingWedge.Side.RIGHT, LevelingWedge.across(-2.0, 2.0)?.side) + assertEquals(LevelingWedge.Side.FRONT, LevelingWedge.along(1.5, 3.5)?.side, + "Heck steht höher, also vorne unterlegen") + assertEquals(LevelingWedge.Side.REAR, LevelingWedge.along(-1.5, 3.5)?.side) + } + + @Test + fun `verzichtet auf einen Keil wenn es sich nicht lohnt`() { + assertNull(LevelingWedge.across(0.3, 2.0), "innerhalb der Toleranz") + assertNull(LevelingWedge.across(3.0, 0.0), "ohne Maß") + assertNull(LevelingWedge.across(3.0, null), "ohne hinterlegte Spurweite") + } +} + +class AlignmentAssistantTest { + + private fun assistantWith(vararg deviations: Double): AlignmentAssistant { + val assistant = AlignmentAssistant() + deviations.forEachIndexed { index, value -> + assistant.add(pitch = value, roll = 0.0, at = index * 1000L) + } + return assistant + } + + @Test + fun `erkennt Verbesserung und Verschlechterung`() { + assertEquals(AlignmentAssistant.Trend.IMPROVING, + assistantWith(4.0, 4.0, 4.0, 1.0, 1.0, 1.0).trend) + assertEquals(AlignmentAssistant.Trend.WORSENING, + assistantWith(1.0, 1.0, 1.0, 4.0, 4.0, 4.0).trend) + assertEquals(AlignmentAssistant.Trend.STEADY, + assistantWith(2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0).trend) + assertEquals(AlignmentAssistant.Trend.UNKNOWN, + assistantWith(2.0, 2.0).trend, "zu wenige Messwerte") + } + + @Test + fun `merkt sich den besten Punkt und meldet ihn`() { + val assistant = assistantWith(3.0, 0.6, 1.0, 2.0) + assertEquals(0.6, assistant.best?.deviation) + assertEquals(1.4, assistant.improvementAtBest!!, 0.0001) + assertEquals(2.0, assistant.secondsSinceBest!!, 0.0001) + assertTrue(assistant.advice.startsWith("Vor 2 s stand es besser")) + } + + @Test + fun `schweigt wenn die Rueckkehr nichts braechte`() { + val assistant = assistantWith(1.05, 1.0) + assertNull(assistant.improvementAtBest, "0,05° zurückzufahren lohnt nicht") + } + + @Test + fun `meldet das Ziel wenn es eben steht`() { + val assistant = AlignmentAssistant() + assistant.add(pitch = 0.2, roll = 0.2, at = 0) + assertTrue(assistant.hasReachedTarget) + assertEquals("Steht eben – anhalten", assistant.advice) + } + + @Test + fun `vergisst was zu lange her ist`() { + val assistant = AlignmentAssistant() + assistant.add(pitch = 5.0, roll = 0.0, at = 0) + assistant.add(pitch = 1.0, roll = 0.0, at = AlignmentAssistant.MEMORY_MS + 1000) + assertEquals(1, assistant.samples.size) + } +} + +class SensorOrientationTest { + + private fun detect(nose: OrientationDetection.Reading, side: OrientationDetection.Reading) = + OrientationDetection.orientation(nose, side) + + private fun reading(pitch: Double, roll: Double) = OrientationDetection.Reading(pitch, roll) + + private fun success(result: OrientationDetection.Result): SensorOrientation { + assertTrue(result is OrientationDetection.Result.Success, "erwartet: erkannt, ist: $result") + return result.orientation + } + + @Test + fun `erkennt den geraden Einbau`() { + val o = success(detect(reading(12.0, 0.0), reading(0.0, 9.0))) + assertEquals(SensorOrientation.Source.PITCH, o.longitudinalSource) + assertFalse(o.invertLongitudinal) + assertFalse(o.invertLateral) + assertTrue(o.isIdentity) + assertEquals("Achsen unverändert", o.summary) + } + + @Test + fun `erkennt den um 180 Grad gedrehten Einbau`() { + val o = success(detect(reading(-12.0, 0.0), reading(0.0, -9.0))) + assertEquals(SensorOrientation.Source.PITCH, o.longitudinalSource) + assertTrue(o.invertLongitudinal) + assertTrue(o.invertLateral) + } + + @Test + fun `erkennt den quer eingebauten Sensor`() { + val o = success(detect(reading(0.0, 11.0), reading(-8.0, 0.0))) + assertEquals(SensorOrientation.Source.ROLL, o.longitudinalSource) + assertFalse(o.invertLongitudinal) + assertTrue(o.invertLateral) + assertTrue(o.summary.contains("getauscht")) + } + + /** + * Von Hand gekippt geht die andere Achse ein Stück mit. Einzeln betrachtet + * wäre das nicht zuzuordnen, im Paar schon – genau daran scheiterte der + * Assistent zuerst. + */ + @Test + fun `verkraftet eine mitlaufende Achse`() { + val o = success(detect(reading(14.0, 6.0), reading(-7.0, 16.0))) + assertEquals(SensorOrientation.Source.PITCH, o.longitudinalSource) + assertFalse(o.invertLongitudinal) + assertFalse(o.invertLateral) + + val sideways = success(detect(reading(6.0, 14.0), reading(-16.0, 7.0))) + assertEquals(SensorOrientation.Source.ROLL, sideways.longitudinalSource) + assertTrue(sideways.invertLateral) + } + + @Test + fun `meldet zu wenig Bewegung`() { + val result = detect(reading(2.0, 0.0), reading(0.0, 9.0)) + assertEquals( + OrientationDetection.Failure.TOO_LITTLE_MOVEMENT, + (result as OrientationDetection.Result.Error).failure, + ) + } + + @Test + fun `meldet zweimal dieselbe Achse`() { + val result = detect(reading(10.0, 0.0), reading(9.0, 0.0)) + assertEquals( + OrientationDetection.Failure.AMBIGUOUS, + (result as OrientationDetection.Result.Error).failure, + ) + } + + @Test + fun `rechnet Sensorwerte in Fahrzeugwerte um`() { + val swapped = SensorOrientation( + longitudinalSource = SensorOrientation.Source.ROLL, + invertLateral = true, + ) + val (pitch, roll) = swapped.apply(pitch = 3.0, roll = -2.0) + assertEquals(-2.0, pitch, "längs kommt aus der zweiten Achse") + assertEquals(-3.0, roll, "quer ist umgekehrt") + + val untouched = SensorOrientation.IDENTITY.apply(pitch = 1.5, roll = -0.5) + assertEquals(1.5, untouched.first) + assertEquals(-0.5, untouched.second) + + val missing = SensorOrientation.IDENTITY.apply(pitch = null, roll = 2.0) + assertNull(missing.first) + assertEquals(2.0, missing.second) + } +} diff --git a/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/TestSupport.kt b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/TestSupport.kt new file mode 100644 index 0000000..f07b012 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/TestSupport.kt @@ -0,0 +1,45 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import kotlin.math.roundToLong + +/** Hex-Text zu Bytes. Leerzeichen dürfen drin stehen, das hilft beim Lesen. */ +fun hexBytes(text: String): ByteArray { + val cleaned = text.filter { !it.isWhitespace() } + require(cleaned.length % 2 == 0) { "ungerade Anzahl Hex-Zeichen" } + return ByteArray(cleaned.length / 2) { + cleaned.substring(it * 2, it * 2 + 2).toInt(16).toByte() + } +} + +fun ByteArray.hex(): String = joinToString("") { "%02x".format(it) } + +fun round2(value: Double): Double = (value * 100).roundToLong() / 100.0 +fun round1(value: Double): Double = (value * 10).roundToLong() / 10.0 + +/** Packt Felder so, wie Victron sie sendet: LSB zuerst, ohne Byte-Ausrichtung. */ +class BitWriter { + private val bits = mutableListOf() + + fun write(value: Long, width: Int) { + for (i in 0 until width) bits.add(((value shr i) and 1).toInt()) + } + + fun write(value: Int, width: Int) = write(value.toLong(), width) + + val bytes: ByteArray + get() { + val out = ByteArray((bits.size + 7) / 8) + bits.forEachIndexed { index, bit -> + if (bit == 1) out[index / 8] = (out[index / 8].toInt() or (1 shl (index % 8))).toByte() + } + return out + } +} + +/** Baut eine Daly-Antwort so, wie das BMS sie schickt. */ +fun dalyResponse(command: Int, payload: ByteArray): ByteArray { + val frame = byteArrayOf(0xA5.toByte(), 0x01, command.toByte(), 0x08) + payload + var sum = 0 + for (b in frame) sum = (sum + (b.toInt() and 0xFF)) and 0xFF + return frame + sum.toByte() +} diff --git a/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronTest.kt b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronTest.kt new file mode 100644 index 0000000..14aeb80 --- /dev/null +++ b/Android/protocol/src/test/kotlin/de/fritob/campermonitor/protocol/VictronTest.kt @@ -0,0 +1,169 @@ +package de.fritob.campermonitor.protocol + +import java.util.UUID +import kotlin.math.roundToLong +import kotlin.test.Test +import kotlin.test.assertEquals +import kotlin.test.assertNotNull +import kotlin.test.assertNull +import kotlin.test.assertTrue + +class AesCounterModeTest { + + @Test + fun `stimmt mit dem Referenzvektor NIST SP 800-38A F 5 1 ueberein`() { + val cipher = AesCounterMode.crypt( + data = hexBytes("6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a"), + key = hexBytes("2b7e151628aed2a6abf7158809cf4f3c"), + nonce = hexBytes("f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff"), + ) + assertEquals("874d6191b620e3261bef6864990db6ce", cipher?.hex()) + } +} + +class BitReaderTest { + + @Test + fun `liest die untersten Bits zuerst und setzt bitgenau fort`() { + val reader = BitReader(byteArrayOf(0xB5.toByte(), 0x03)) + assertEquals(5L, reader.read(3)) + assertEquals(22L, reader.read(5)) + assertEquals(3L, reader.read(8)) + assertNull(reader.read(1), "hinter dem Ende gibt es nichts mehr") + } + + @Test + fun `erkennt den NA-Wert`() { + val reader = BitReader(byteArrayOf(0xFF.toByte(), 0xFF.toByte())) + assertNull(reader.readOptional(16)) + } + + @Test + fun `dekodiert Zweierkomplement und erkennt dessen NA-Wert`() { + val reader = BitReader( + byteArrayOf(0xFF.toByte(), 0x7F, 0x9C.toByte(), 0xFF.toByte(), 0xFF.toByte(), 0xFF.toByte()) + ) + assertNull(reader.readOptionalSigned(16), "0x7FFF ist NA") + assertEquals(-100L, reader.readOptionalSigned(16)) + assertEquals(-1L, reader.readOptionalSigned(16)) + } +} + +/** Der Geräteschlüssel aus den iOS-Prüfungen, damit dieselben Vektoren gelten. */ +private val deviceKey = hexBytes("aa112233445566778899aabbccddeeff") +private const val NONCE = 0x1234 + +private fun counterBlock(nonce: Int = NONCE) = ByteArray(16).also { + it[0] = (nonce and 0xFF).toByte() + it[1] = (nonce shr 8).toByte() +} + +private fun advertisement(productID: Int, record: Int, plain: ByteArray): ByteArray { + val encrypted = AesCounterMode.crypt(plain, deviceKey, counterBlock())!! + return byteArrayOf( + 0xE1.toByte(), 0x02, 0x10, 0x00, + (productID and 0xFF).toByte(), (productID shr 8).toByte(), + record.toByte(), + (NONCE and 0xFF).toByte(), (NONCE shr 8).toByte(), + deviceKey[0], + ) + encrypted +} + +private fun DeviceSnapshot.value(key: String): Double? = + metrics.firstOrNull { it.key == key }?.value + +class VictronSolarChargerTest { + + private fun decoded(): DeviceSnapshot { + val w = BitWriter() + w.write(3, 8) // Zustand: Bulk + w.write(0, 8) // kein Fehler + w.write(1345, 16) // 13,45 V + w.write(152, 16) // 15,2 A + w.write(234, 16) // 2,34 kWh + w.write(210, 16) // 210 W + w.write(0x1FF, 9) // Laststrom nicht verfügbar + return VictronAdvertisement.decode( + advertisement(0xA04C, 0x01, w.bytes), deviceKey, UUID.randomUUID(), -55 + ) + } + + @Test + fun `dekodiert einen Solarladeregler vollstaendig`() { + val solar = decoded() + assertEquals("Konstantstrom (Bulk)", solar.state) + assertNull(solar.fault, "kein Fehler gemeldet") + assertEquals(13.45, solar.value("battery_voltage")?.let(::round2)) + assertEquals(15.2, solar.value("battery_current")?.let(::round1)) + assertEquals(2.34, solar.value("yield_today")) + assertEquals(210.0, solar.value("pv_power")) + assertNull(solar.value("load_current"), "Laststrom bleibt leer (NA)") + assertEquals("pv_power", solar.primaryMetric?.key) + } + + @Test + fun `weist einen falschen Schluessel ab`() { + val w = BitWriter() + repeat(9) { w.write(0, 8) } + val frame = advertisement(0xA04C, 0x01, w.bytes) + val wrongKey = deviceKey.copyOf().also { it[0] = 0x00 } + val error = runCatching { + VictronAdvertisement.decode(frame, wrongKey, UUID.randomUUID(), null) + }.exceptionOrNull() + assertTrue(error is VictronAdvertisement.DecodeError.KeyMismatch) + } +} + +class VictronOrionXsTest { + + private fun frame(): ByteArray { + val w = BitWriter() + w.write(3, 8) // Bulk + w.write(0, 8) + w.write(1420, 16) // Ausgang 14,20 V + w.write(180, 16) // 18,0 A + w.write(1310, 16) // Eingang 13,10 V + w.write(210, 16) // 21,0 A + w.write(0x00000002L, 32) // "Per Schalter ausgeschaltet" + return advertisement(0xA3F0, 0x0F, w.bytes) + } + + @Test + fun `liest den Rahmen`() { + val envelope = VictronAdvertisement.envelope(frame()) + assertNotNull(envelope) + assertEquals(0xA3F0, envelope.productID) + assertEquals(0x0F, envelope.recordType) + assertEquals(NONCE, envelope.nonce) + assertEquals(deviceKey.u(0), envelope.keyCheckByte) + assertEquals(14, envelope.ciphertext.size, "Nutzdaten sind 14 Byte lang") + } + + @Test + fun `dekodiert die Werte`() { + val xs = VictronAdvertisement.decode(frame(), deviceKey, UUID.randomUUID(), null) + assertEquals(14.20, xs.value("output_voltage")?.let(::round2)) + assertEquals(18.0, xs.value("output_current")?.let(::round1)) + assertEquals(13.10, xs.value("input_voltage")?.let(::round2)) + assertEquals(256L, xs.value("output_power")?.roundToLong(), "Ladeleistung wird gerechnet") + assertEquals("Per Schalter ausgeschaltet", xs.offReasons.firstOrNull()) + } + + /** + * Aus der Diagnoseansicht der App abgelesen. Ohne Schlüssel lässt sich der + * Inhalt nicht prüfen, wohl aber der Rahmen – und genau dort war der Fehler, + * der unter iOS die Meldung "Schlüssel passt nicht" ausgelöst hat. + */ + @Test + fun `liest einen echten Rahmen vom Geraet`() { + val envelope = VictronAdvertisement.envelope( + hexBytes("E1 02 10 00 F0 A3 0F 17 28 3C 81 9C 8F 42 FC 94 5F 4D 59 C9 F8 73 DB 48") + ) + assertNotNull(envelope, "wird als Victron erkannt") + assertEquals(0x0F, envelope.recordType, "Datensatztyp ist Orion XS") + assertEquals(0xA3F0, envelope.productID) + assertEquals(0x2817, envelope.nonce) + assertEquals(0x3C, envelope.keyCheckByte) + assertEquals(14, envelope.ciphertext.size) + } +} diff --git a/Android/settings.gradle.kts b/Android/settings.gradle.kts new file mode 100644 index 0000000..094bc3d --- /dev/null +++ b/Android/settings.gradle.kts @@ -0,0 +1,23 @@ +pluginManagement { + repositories { + google() + mavenCentral() + gradlePluginPortal() + } +} + +dependencyResolutionManagement { + repositoriesMode.set(RepositoriesMode.FAIL_ON_PROJECT_REPOS) + repositories { + google() + mavenCentral() + } +} + +rootProject.name = "CamperMonitor" + +// Die Protokollschicht ist reines Kotlin, ohne Android. Nur so lassen sich +// ihre Prüfungen auf der Kommandozeile laufen lassen, ohne Emulator und ohne +// Android SDK - genau wie das `run-tests.sh` der iOS-Fassung. +include(":protocol") +include(":app")