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Camper-Monitor/CamperMonitor/Bluetooth/BMSSession.swift
T
BiasFandClaude Opus 5 3bece5b785 Kühlbox: Stellbefehl passend zur Zonenzahl, Schalter ohne Rückfrage
Ausschalten blieb wirkungslos. Zwei Ursachen, beide behoben.

Die Länge des Einstellungsblocks hing an der Länge des empfangenen
Datensatzes statt an der Zonenzahl. Einzonen-Boxen, die den langen
Datensatz trotzdem senden, bekamen so einen 25-Byte-Block für zwei Zonen
und nahmen ihn offenbar nicht an. Jetzt entscheidet die erkannte
Zonenzahl: eine Zone ergibt 20 Byte und passt damit ohne Aufteilen in
einen Schreibvorgang.

Der Bestätigungsdialog beim Ausschalten hing an einer Section, und dort
zeigt SwiftUI ihn nicht zuverlässig an - der Schalter tat dann gar
nichts. Ein und Aus laufen jetzt beide direkt über denselben Weg, ohne
Rückfrage.

Die Diagnose zeigt zusätzlich den zuletzt abgeschickten Stellbefehl mit
Zeitstempel, damit sich unterscheiden lässt, ob ein Befehl das Gerät
nicht erreicht oder von ihm verworfen wird.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
2026-08-30 14:27:28 +02:00

592 lines
24 KiB
Swift
Raw Blame History

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import CoreBluetooth
import Foundation
/// Hält die GATT-Verbindung zu einem BMS, pollt die Werte und meldet fertige
/// Snapshots zurück.
///
/// Zwei Dinge sind bei diesen Geräten nicht vorhersehbar und werden deshalb
/// ausprobiert statt vorausgesetzt:
///
/// 1. **Über welche Charakteristiken gesprochen wird.** Im selben Dienst sehen
/// oft mehrere Charakteristiken beschreibbar aus, nur eine nimmt aber
/// wirklich Kommandos an. Die Session stellt alle sinnvollen Paare aus
/// Schreib- und Benachrichtigungs-Charakteristik zusammen und arbeitet sie
/// der Reihe nach ab, bis eines antwortet.
/// 2. **Welches Protokoll gesprochen wird.** Auf jedem Paar werden Daly
/// (klassisch und Modbus) und JBD/Xiaoxiang angefragt; der erste gültige
/// Rahmen legt den Dialekt fest.
final class BMSSession: NSObject {
/// Bekannte Paare, die zuerst versucht werden.
private static let knownPairs: [(service: String, write: String, notify: String)] = [
("FFF0", "FFF2", "FFF1"), // Daly und viele baugleiche Module
("FF00", "FF02", "FF01"), // JBD / Xiaoxiang
("FFE0", "FFE1", "FFE1"),
("6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E",
"6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E",
"6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"), // Nordic UART
]
/// Die Kühlboxen liegen nicht in einem der bekannten Dienste, ihre
/// Charakteristiken sind aber eindeutig.
private static let alpicoolWriteUUID = CBUUID(string: "00001235-0000-1000-8000-00805F9B34FB")
private static let alpicoolNotifyUUID = CBUUID(string: "00001236-0000-1000-8000-00805F9B34FB")
enum Dialect: String {
case unknown = "wird ermittelt"
case dalyClassic = "Daly (klassisch)"
case dalyModbus = "Daly (Modbus)"
case jbd = "JBD / Xiaoxiang"
case wattCycle = "WattCycle"
case alpicool = "Alpicool-Kühlbox"
}
/// Freischalt-Charakteristik der WattCycle-Akkus. Liegt im selben Dienst
/// wie Schreiben und Empfangen und muss vor der ersten Abfrage beschrieben
/// werden, sonst bleibt der Akku stumm.
private static let wattCycleAuthUUID = CBUUID(string: "FFFA")
/// Ein Kandidat: worüber geschrieben, worüber gelauscht und wie geschrieben
/// wird. Der Schreibmodus gehört dazu, weil manche Module nur die eine oder
/// nur die andere Variante annehmen.
private struct Endpoint {
let write: CBCharacteristic
let notify: CBCharacteristic
/// Falls vorhanden, wird hierauf vor der ersten Abfrage freigeschaltet.
let auth: CBCharacteristic?
let writeType: CBCharacteristicWriteType
let isKnownPair: Bool
var label: String {
let mode = writeType == .withoutResponse ? "ohne Bestätigung" : "mit Bestätigung"
let unlock = auth == nil ? "" : ", Freischaltung über \(auth!.uuid.uuidString)"
return "\(write.uuid.uuidString)\(notify.uuid.uuidString), \(mode)\(unlock)"
}
}
let deviceID: UUID
private let peripheral: CBPeripheral
private let onUpdate: (DeviceSnapshot) -> Void
private let onStateChange: (DeviceLinkState) -> Void
private let onDiagnostics: (BMSDiagnostics) -> Void
/// Meldet Änderungen am Kühlbox-Zustand, damit die Bedienelemente folgen.
var onFridgeState: ((AlpicoolState) -> Void)?
private var endpoints: [Endpoint] = []
private var endpointIndex = 0
private var pendingServices = 0
private(set) var dialect: Dialect = .unknown
private var dalyState = DalyState()
private var jbdState = JBDState()
private var wattCycleState = WattCycleState()
private(set) var alpicoolState = AlpicoolState()
/// Aus den Geräteeinstellungen; übersteuert die automatische Erkennung.
var fridgeZoneMode: FridgeZoneMode = .automatic {
didSet { alpicoolState.zoneMode = fridgeZoneMode }
}
/// Ob die Kühlbox in dieser Sitzung schon angemeldet wurde.
private var didBind = false
private var buffer: [UInt8] = []
private var pollTimer: Timer?
private var lastResponse: Data?
private var lastCommand: Data?
private var lastCommandAt: Date?
private var receivedByteCount = 0
private var sentFrameCount = 0
private var gattSummary: [String] = []
/// Runden ohne verwertbare Antwort auf dem aktuellen Kandidaten.
private var silentRounds = 0
/// Zählt hoch, sobald ein Kandidat aktiviert wird. Späte Rückmeldungen
/// eines bereits verworfenen Kandidaten lassen sich so ignorieren.
private var activationToken = 0
private var isNotifyActive = false
/// Ob auf diesem Kandidaten schon freigeschaltet wurde.
private var didUnlock = false
private var lastSendAt: Date?
/// Abstand zwischen zwei Abfragerunden im Normalbetrieb.
var pollInterval: TimeInterval = 5
/// Kürzer, solange noch gesucht wird sonst dauert das Durchprobieren lang.
private var searchInterval: TimeInterval = 6
private var currentEndpoint: Endpoint? {
endpoints.indices.contains(endpointIndex) ? endpoints[endpointIndex] : nil
}
init(deviceID: UUID,
peripheral: CBPeripheral,
onUpdate: @escaping (DeviceSnapshot) -> Void,
onStateChange: @escaping (DeviceLinkState) -> Void,
onDiagnostics: @escaping (BMSDiagnostics) -> Void) {
self.deviceID = deviceID
self.peripheral = peripheral
self.onUpdate = onUpdate
self.onStateChange = onStateChange
self.onDiagnostics = onDiagnostics
super.init()
peripheral.delegate = self
}
// MARK: - Lebenszyklus
func start() {
onStateChange(.connecting)
peripheral.discoverServices(nil)
}
func stop() {
pollTimer?.invalidate()
pollTimer = nil
if let notify = currentEndpoint?.notify, peripheral.state == .connected {
peripheral.setNotifyValue(false, for: notify)
}
endpoints.removeAll()
endpointIndex = 0
dialect = .unknown
buffer.removeAll()
}
func handleDisconnect() {
pollTimer?.invalidate()
pollTimer = nil
endpoints.removeAll()
endpointIndex = 0
buffer.removeAll()
}
// MARK: - Kandidaten
/// Stellt nach der Dienstsuche alle Paare zusammen: bekannte Kombinationen
/// zuerst, danach jede andere Schreib-/Notify-Kombination im selben Dienst.
private func buildEndpoints() {
var candidates: [Endpoint] = []
for service in peripheral.services ?? [] {
let characteristics = service.characteristics ?? []
let writable = characteristics.filter {
$0.properties.contains(.write) || $0.properties.contains(.writeWithoutResponse)
}
let notifying = characteristics.filter {
$0.properties.contains(.notify) || $0.properties.contains(.indicate)
}
guard !writable.isEmpty, !notifying.isEmpty else { continue }
// Eine Freischalt-Charakteristik im selben Dienst gehört zum
// Kandidaten dazu; sie zu beschreiben schadet den anderen
// Protokollen nicht, für WattCycle ist sie zwingend.
let auth = characteristics.first {
$0.uuid == Self.wattCycleAuthUUID
&& ($0.properties.contains(.write) || $0.properties.contains(.writeWithoutResponse))
}
for write in writable where write.uuid != Self.wattCycleAuthUUID {
for notify in notifying {
let isFridgePair = write.uuid == Self.alpicoolWriteUUID
&& notify.uuid == Self.alpicoolNotifyUUID
let known = isFridgePair || Self.knownPairs.contains {
CBUUID(string: $0.service) == service.uuid
&& CBUUID(string: $0.write) == write.uuid
&& CBUUID(string: $0.notify) == notify.uuid
}
// Beide Schreibarten anbieten, sofern das Gerät sie kann.
if write.properties.contains(.writeWithoutResponse) {
candidates.append(Endpoint(write: write, notify: notify, auth: auth,
writeType: .withoutResponse, isKnownPair: known))
}
if write.properties.contains(.write) {
candidates.append(Endpoint(write: write, notify: notify, auth: auth,
writeType: .withResponse, isKnownPair: known))
}
}
}
}
// Bekannte Paare nach vorn, der Rest in Fundreihenfolge.
endpoints = candidates.sorted { lhs, rhs in
lhs.isKnownPair && !rhs.isKnownPair
}
endpointIndex = 0
guard !endpoints.isEmpty else {
onStateChange(.failed("Keine passenden Bluetooth-Merkmale gefunden"))
publishDiagnostics()
return
}
activateCurrentEndpoint()
}
private func activateCurrentEndpoint() {
guard let endpoint = currentEndpoint else { return }
silentRounds = 0
isNotifyActive = false
didUnlock = false
didBind = false
buffer.removeAll()
activationToken += 1
let token = activationToken
peripheral.setNotifyValue(true, for: endpoint.notify)
publishDiagnostics()
// Manche Module bestätigen das Abonnieren nie. Ohne Zeitlimit bliebe
// die Suche hier für immer stehen, ohne je etwas zu senden.
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 4) { [weak self] in
guard let self, self.activationToken == token, !self.isNotifyActive else { return }
if self.endpoints.count > 1 {
self.advanceEndpoint()
} else {
// Einziger Weg trotzdem versuchen zu senden, vielleicht
// antwortet das Gerät auch ohne bestätigtes Abonnement.
self.beginPolling()
}
}
}
/// Wechselt auf den nächsten Kandidaten. Sind alle durch, wird von vorn
/// begonnen das Gerät kann zwischenzeitlich aufgewacht sein.
private func advanceEndpoint() {
guard let previous = currentEndpoint else { return }
if peripheral.state == .connected {
peripheral.setNotifyValue(false, for: previous.notify)
}
endpointIndex = (endpointIndex + 1) % endpoints.count
onStateChange(.connecting)
activateCurrentEndpoint()
beginPolling()
}
// MARK: - Abfrage
/// WattCycle verlangt vor der ersten Abfrage ein „HiLink“ auf der
/// Freischalt-Charakteristik, und danach eine kurze Pause. Die Referenz
/// wartet ~200 ms nach dem Abo und ~300 ms nach der Freischaltung.
private func unlockThenPoll() {
guard let endpoint = currentEndpoint, let auth = endpoint.auth else {
beginPolling()
return
}
let token = activationToken
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.2) { [weak self] in
guard let self, self.activationToken == token,
self.peripheral.state == .connected else { return }
let type: CBCharacteristicWriteType =
auth.properties.contains(.writeWithoutResponse) ? .withoutResponse : .withResponse
self.peripheral.writeValue(WattCycleProtocol.authPayload, for: auth, type: type)
self.didUnlock = true
self.publishDiagnostics()
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.3) { [weak self] in
guard let self, self.activationToken == token else { return }
self.beginPolling()
}
}
}
private func beginPolling() {
pollTimer?.invalidate()
poll()
let interval = dialect == .unknown ? searchInterval : pollInterval
pollTimer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: interval, repeats: true) { [weak self] _ in
self?.poll()
}
}
private func poll() {
guard peripheral.state == .connected, currentEndpoint != nil else { return }
switch dialect {
case .unknown:
// Alle drei Protokolle anfragen; was antwortet, gewinnt.
sendSequence([
AlpicoolProtocol.packet(.bind),
AlpicoolProtocol.packet(.query),
WattCycleProtocol.requestFrame(.analog),
DalyProtocol.requestFrame(.soc),
JBDProtocol.requestFrame(.basicInfo),
DalyProtocol.modbusReadFrame(),
], spacing: 0.6, thenGiveUpAfter: 3)
case .dalyClassic:
sendSequence(DalyProtocol.Command.allCases.map { DalyProtocol.requestFrame($0) },
spacing: 0.25, thenGiveUpAfter: 2)
case .dalyModbus:
sendSequence([DalyProtocol.modbusReadFrame()], spacing: 0.25, thenGiveUpAfter: 2)
case .jbd:
sendSequence(JBDProtocol.Command.allCases.map { JBDProtocol.requestFrame($0) },
spacing: 0.25, thenGiveUpAfter: 2)
case .wattCycle:
// Modell und Seriennummer ändern sich nie nur einmal abfragen.
var frames = [WattCycleProtocol.requestFrame(.analog)]
if !wattCycleState.hasProductInfo {
frames.append(WattCycleProtocol.requestFrame(.product))
}
sendSequence(frames, spacing: 0.3, thenGiveUpAfter: 2)
case .alpicool:
// Die Anmeldung gilt für die Dauer der Verbindung.
var frames: [Data] = []
if !didBind {
frames.append(AlpicoolProtocol.packet(.bind))
didBind = true
}
frames.append(AlpicoolProtocol.packet(.query))
sendSequence(frames, spacing: 0.3, thenGiveUpAfter: 2)
}
}
/// Kommandos leicht versetzt senden manche Module verschlucken Anfragen,
/// die zu dicht aufeinander folgen.
private func sendSequence(_ frames: [Data], spacing: TimeInterval, thenGiveUpAfter grace: TimeInterval) {
for (index, frame) in frames.enumerated() {
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + Double(index) * spacing) { [weak self] in
self?.send(frame)
}
}
checkForSilence(after: Double(frames.count) * spacing + grace)
}
/// Kommt nichts Brauchbares zurück, wird der nächste Kandidat versucht.
private func checkForSilence(after delay: TimeInterval) {
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + delay) { [weak self] in
guard let self, self.peripheral.state == .connected else { return }
guard !self.hasUsableData else {
self.silentRounds = 0
return
}
self.silentRounds += 1
self.publishDiagnostics()
// Solange noch kein Protokoll steht, zügig weiterprobieren.
let limit = self.dialect == .unknown ? 1 : 3
guard self.silentRounds > limit else { return }
self.silentRounds = 0
if self.endpoints.count > 1 {
self.advanceEndpoint()
} else {
self.dialect = .unknown
self.onStateChange(.failed("Keine Antwort vom BMS"))
}
}
}
private var hasUsableData: Bool {
dalyState.hasUsableData || jbdState.hasUsableData
|| wattCycleState.hasUsableData || alpicoolState.hasStatus
}
private func send(_ data: Data) {
guard let endpoint = currentEndpoint, peripheral.state == .connected else { return }
sentFrameCount += 1
lastSendAt = Date()
// Was in einen Schreibvorgang passt, hängt an der ausgehandelten MTU.
// Längeres muss aufgeteilt werden, sonst verwirft das Gerät es
// wortlos der Einstellungsblock einer Kühlbox ist so ein Fall.
let limit = peripheral.maximumWriteValueLength(for: endpoint.writeType)
let pieces = AlpicoolProtocol.chunks(data, limit: limit)
for (index, piece) in pieces.enumerated() {
guard index > 0 else {
peripheral.writeValue(piece, for: endpoint.write, type: endpoint.writeType)
continue
}
DispatchQueue.main.asyncAfter(
deadline: .now() + Double(index) * AlpicoolProtocol.chunkDelay
) { [weak self] in
guard let self, self.peripheral.state == .connected,
let current = self.currentEndpoint else { return }
self.peripheral.writeValue(piece, for: current.write, type: current.writeType)
}
}
// Sofort melden, sonst sieht die Diagnose sekundenlang nach Stillstand
// aus, obwohl gerade gesucht wird.
publishDiagnostics()
}
// MARK: - Steuern
/// Schickt einen Stellbefehl und fragt kurz darauf den Zustand ab, damit
/// die Anzeige dem Gerät folgt statt der Vermutung.
func sendControl(_ packet: Data) {
lastCommand = packet
lastCommandAt = Date()
send(packet)
// Genug Abstand, damit ein aufgeteiltes Paket vollständig draußen ist.
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 1.0) { [weak self] in
guard let self, self.dialect == .alpicool else { return }
self.send(AlpicoolProtocol.packet(.query))
}
}
// MARK: - Auswertung
private func consume(_ data: Data) {
lastResponse = data
receivedByteCount += data.count
buffer.append(contentsOf: [UInt8](data))
if buffer.count > 512 { buffer.removeFirst(buffer.count - 512) }
let (fridgeFrames, fridgeRemainder) = AlpicoolProtocol.extractFrames(from: buffer)
if !fridgeFrames.isEmpty {
buffer = fridgeRemainder
adopt(.alpicool)
for frame in fridgeFrames { alpicoolState.apply(frame) }
alpicoolState.zoneMode = fridgeZoneMode
onFridgeState?(alpicoolState)
publish(alpicoolState.snapshot(deviceID: deviceID, rssi: nil),
usable: alpicoolState.hasStatus)
return
}
let (wattFrames, wattRemainder) = WattCycleProtocol.extractFrames(from: buffer)
if !wattFrames.isEmpty {
buffer = wattRemainder
adopt(.wattCycle)
for frame in wattFrames { wattCycleState.apply(frame) }
publish(wattCycleState.snapshot(deviceID: deviceID, rssi: nil),
usable: wattCycleState.hasUsableData)
return
}
// JBD als Nächstes: Start-, Endbyte und Prüfsumme machen den Rahmen eindeutig.
let (jbdFrames, jbdRemainder) = JBDProtocol.extractFrames(from: buffer)
if !jbdFrames.isEmpty {
buffer = jbdRemainder
adopt(.jbd)
for frame in jbdFrames { jbdState.apply(frame) }
publish(jbdState.snapshot(deviceID: deviceID, rssi: nil), usable: jbdState.hasUsableData)
return
}
if let start = buffer.firstIndex(where: { $0 == 0xD2 }),
let registers = DalyProtocol.parseModbusResponse(Array(buffer[start...])) {
buffer.removeAll()
adopt(.dalyModbus)
dalyState.apply(registers: registers)
publish(dalyState.snapshot(deviceID: deviceID, rssi: nil), usable: dalyState.hasUsableData)
return
}
let (dalyFrames, dalyRemainder) = DalyProtocol.extractA5Frames(from: buffer)
if !dalyFrames.isEmpty {
buffer = dalyRemainder
adopt(.dalyClassic)
for frame in dalyFrames { dalyState.apply(frame) }
publish(dalyState.snapshot(deviceID: deviceID, rssi: nil), usable: dalyState.hasUsableData)
return
}
// Etwas kam an, ließ sich aber nicht zuordnen: für die Diagnose sichtbar
// machen, damit sich das Protokoll nachträglich bestimmen lässt.
publishDiagnostics()
}
/// Erster verwertbarer Rahmen: Kandidat und Dialekt stehen fest, ab jetzt
/// im normalen Takt abfragen.
private func adopt(_ newDialect: Dialect) {
silentRounds = 0
guard dialect != newDialect else { return }
dialect = newDialect
beginPolling()
}
private func publish(_ snapshot: DeviceSnapshot, usable: Bool) {
publishDiagnostics()
guard usable else { return }
onStateChange(.live)
onUpdate(snapshot)
}
private func publishDiagnostics() {
onDiagnostics(BMSDiagnostics(
dialect: dialect.rawValue,
endpointLabel: currentEndpoint?.label,
endpointPosition: endpoints.isEmpty ? nil : .init(endpointIndex + 1, endpoints.count),
serviceUUID: currentEndpoint?.write.service?.uuid.uuidString,
isConnected: peripheral.state == .connected,
isNotifyActive: isNotifyActive,
gattSummary: gattSummary,
sentFrames: sentFrameCount,
receivedBytes: receivedByteCount,
lastSendAt: lastSendAt,
lastResponseHex: lastResponse.map { $0.map { String(format: "%02X", $0) }.joined(separator: " ") },
lastCommandHex: lastCommand.map { $0.map { String(format: "%02X", $0) }.joined(separator: " ") },
lastCommandAt: lastCommandAt,
updated: Date()
))
}
/// Menschenlesbarer GATT-Baum für die Diagnose.
private func appendToSummary(_ service: CBService) {
gattSummary.append("Dienst \(service.uuid.uuidString)")
for characteristic in service.characteristics ?? [] {
var traits: [String] = []
if characteristic.properties.contains(.read) { traits.append("read") }
if characteristic.properties.contains(.write) { traits.append("write") }
if characteristic.properties.contains(.writeWithoutResponse) { traits.append("write-nr") }
if characteristic.properties.contains(.notify) { traits.append("notify") }
if characteristic.properties.contains(.indicate) { traits.append("indicate") }
gattSummary.append(" \(characteristic.uuid.uuidString) \(traits.joined(separator: ", "))")
}
}
}
// MARK: - CBPeripheralDelegate
extension BMSSession: CBPeripheralDelegate {
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
if let error {
onStateChange(.failed(error.localizedDescription))
return
}
let services = peripheral.services ?? []
gattSummary.removeAll()
pendingServices = services.count
guard pendingServices > 0 else {
onStateChange(.failed("Gerät bietet keine Bluetooth-Dienste an"))
return
}
for service in services {
peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
}
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService,
error: Error?) {
appendToSummary(service)
pendingServices -= 1
// Erst wenn alle Dienste durch sind, steht die Kandidatenliste fest.
guard pendingServices <= 0 else { return }
buildEndpoints()
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didUpdateNotificationStateFor characteristic: CBCharacteristic,
error: Error?) {
if let error {
// Dieser Kandidat lässt sich nicht abonnieren nächsten versuchen.
if endpoints.count > 1 {
advanceEndpoint()
} else {
onStateChange(.failed(error.localizedDescription))
}
return
}
if characteristic.isNotifying, characteristic == currentEndpoint?.notify {
isNotifyActive = true
publishDiagnostics()
unlockThenPoll()
}
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic,
error: Error?) {
guard error == nil, let value = characteristic.value, !value.isEmpty else { return }
consume(value)
}
}