aima_phone_catcher/README.md

# 瓴控 MS3008 双电机 HTTP 控制服务

该项目使用 `uv` 管理 Python 环境，通过 `python-can` 的
`canalystii`/PyUSB 后端直连 CANalyst-II，并提供 HTTP 接口控制
广播模式下的两台瓴控 MS3008 电机。

当前现场配置为：

- CAN 波特率：`1 Mbps`
- 电机 ID：`1,2`
- 广播控制帧：标准帧 `0x280`，DLC 8
- 持续广播频率：`10 Hz`
- HTTP `open`：ID 1 = `+400` raw，ID 2 = `-400` raw
- HTTP `close`：ID 1 = `-400` raw，ID 2 = `+400` raw
- `open`/`close` 持续 `5 s` 后：保持方向，两台电机幅值降为 `100` raw
- 温度达到 `80 C`：两台电机控制量归零并发送 Stop
- 服务启动：自动 Enable；正常退出：自动 Stop 后 Disable
- MS3008 开环 raw 范围：`-850..+850`

同时控制 ID 1、2 时，固定控制帧分别为：

- `open`：`0x280  90 01 70 FE 00 00 00 00`
- `close`：`0x280  70 FE 90 01 00 00 00 00`

> `400` 是 MS3008 的协议原始开环控制量，不是力矩，也不是 N·m。
> 正负号只表示协议方向；机械正反方向必须逐台、低值、短脉冲实测确认。
> 上述映射是方向确认后的目标值，禁止将其用于首次上电试转。

## 1. 硬件和协议边界

- 两台电机必须已用厂商上位机设为广播模式、`1 Mbps`，ID 分别为 1 和 2。
- `0x280` 的四个 16 位小端槽位依次对应 ID 1..4。本现场使用前两个槽位，
  ID 3、4 槽位写 0。总线上不要同时运行另一个广播控制程序。
- MS3008 的 `0x280` 是开环控制命令，不是 MF/MG 的力矩电流命令；不得用
  “力矩 400”“400 N·m”等方式描述或标定。
- 每次 HTTP Stop 会显式执行两轮“零控制量 + 协议 Stop”，间隔 `20 ms`；
  每轮的 Stop 帧最多等待 `100 ms` 让 CANalyst-II TX 队列处理完。
  这仍不等于电机 ACK、物理急停、STO 或断电。
- `MOTOR_HARDWARE_ENABLED=true` 时，服务启动自动发送零输出和 `0x88` Enable；
  HTTP 不再提供 `enable`/`disable` 接口。
- 服务正常退出会先执行两轮 Stop，再发送 `0x80` Disable。`0x80`
  会清除电机多圈计数；`SIGKILL`、进程崩溃或断电时无法保证执行退出清理。
  普通暂停应调用 `stop`；`open`/`close` 换向不会 Disable。
- USB 设备打开或 `send()` 返回不代表电机已实际转动；可在 HTTP
  服务停止时使用独立手动脚本读取状态回包作为可选诊断。

## 2. 用 uv 创建环境

需要 Python 3.11 或更高版本，并先安装 [uv](https://docs.astral.sh/uv/)。在本目录执行：

```bash
uv sync --locked
uv run --locked pytest
```

`uv sync` 会创建 `.venv` 并按照 `uv.lock` 安装依赖。如果项目位于不支持虚拟环境
软链接的 Samba/NAS 挂载盘，可以把环境放到本地磁盘；后续 `uv run` 也要保留
同一个变量：

```bash
export UV_PROJECT_ENVIRONMENT=/tmp/lingkong-motor-service-venv
uv sync --locked
uv run --locked pytest
```

## 3. CANalyst-II 直连后端

当前设备为 `VID:PID 04d8:0053`。它使用厂商自定义的 USB 协议，
不会自动生成 SocketCAN `canX` 接口。服务固定使用
`python-can[canalystii]`：

```dotenv
MOTOR_CAN_CHANNEL=0
MOTOR_CAN_DEVICE=0
MOTOR_CAN_BITRATE=1000000
```

通道号与面板标识的对应关系为：

- 面板 `CAN1` → `MOTOR_CAN_CHANNEL=0`
- 面板 `CAN2` → `MOTOR_CAN_CHANNEL=1`
- `MOTOR_CAN_DEVICE=0` 表示 PyUSB 枚举到的第一块 CANalyst-II，与通道号无关。

可只读检查 USB 设备：

```bash
lsusb -d 04d8:0053
lsusb -t
```

该 USB interface 不应绑定 `usbserial_generic`，也不应把强制生成的
`ttyUSB0..5` 当成可靠 CAN 通道。如果 PyUSB 报权限错误，应为
`04d8:0053` 设置范围明确的 udev 权限规则，不要以 root 长期运行 HTTP 服务。

### CAN 接线检查

断电后检查：

- 总线两端各有约 `120 Ω` 终端，CAN_H 与 CAN_L 之间实测应约为 `60 Ω`。
- USB-CAN 与电机控制侧信号地可靠共地。
- CAN_H 对 CAN_H、CAN_L 对 CAN_L，不能接反。
- 采用总线型连接并尽量缩短支线；`1 Mbps` 对布线和终端更敏感。

该后端不能可靠报告 CAN ACK、bus-off 或真实发送失败；停止时的
TX 队列等待只证明设备队列已处理，不证明电机已收到或机械已停。因此服务的
`can_connected` 只表示 USB 对象已打开。独立手动状态脚本可读取 ID 1、2 的
`0x9C` 回包作为可选诊断。

## 4. 服务配置与启动

复制配置：

```bash
cp .env.example .env
```

`.env.example` 已对应当前 MS3008 双电机现场，关键项为：

```dotenv
MOTOR_HARDWARE_ENABLED=false
MOTOR_CAN_CHANNEL=0
MOTOR_CAN_DEVICE=0
MOTOR_CAN_BITRATE=1000000
MOTOR_IDS=1,2
MOTOR_OPEN_CONTROL_RAW=400
MOTOR_CLOSE_CONTROL_RAW=400
MOTOR_BROADCAST_FREQUENCY_HZ=10
MOTOR_DERATE_AFTER_S=5
MOTOR_DERATED_CONTROL_RAW=100
MOTOR_TEMPERATURE_LIMIT_C=80
MOTOR_TEMPERATURE_POLL_INTERVAL_S=0.5
MOTOR_HTTP_HOST=0.0.0.0
MOTOR_HTTP_PORT=8000
MOTOR_API_TOKEN=
```

`MOTOR_OPEN_CONTROL_RAW` 和 `MOTOR_CLOSE_CONTROL_RAW` 是幅值；程序按电机 ID
固定方向：`open` 为 `{1: +400, 2: -400}`，`close` 为
`{1: -400, 2: +400}`。

每次调用 `open` 或 `close` 都会重新开始计时。持续 5 秒后，程序保持当前方向并把
两台电机的开环 raw 幅值降至 100，即 `open={1:+100,2:-100}`、
`close={1:-100,2:+100}`。方向切换也会重新开始 5 秒计时。

运动期间服务每 0.5 秒发送一次 `0x9C` 状态2请求并读取温度。如果任一配置电机回报
温度达到或超过 `80 C`，程序会把两台电机控制量都设为 0、发送 Stop，并锁存温度保护；
电机冷却后需要正常重启服务才能再次运动。保护依赖有效的状态2回包：如果
`temperature_c_by_motor` 为空，表示尚未收到温度，不能认为温度保护已经得到现场验证。

完成接线和物理安全准备后，将 `MOTOR_HARDWARE_ENABLED` 改为 `true`。
此开关是启动安全总闸：服务启动后会立即自动 Enable，无需 HTTP 调用。
程序不会自动读取 `.env`，启动前导入：

```bash
set -a
. ./.env
set +a
uv run --locked lingkong-motor-service
```

也可直接一键启动（自动加载 `.env`、同步锁定依赖并检查端口冲突）：

```bash
./script/launch.sh
```

如果 `.env` 不存在，脚本会根据 `.env.example` 创建一份，完成硬件检查并设置
`MOTOR_HARDWARE_ENABLED=true` 后再次运行。

服务默认监听 `0.0.0.0:8000`，即全部 IPv4 网络接口。本机可打开
<http://127.0.0.1:8000/docs>，其他电脑应访问
`http://<服务器真实局域网IP>:8000/docs`；`0.0.0.0` 只是监听地址，不能作为客户端目标。
当前 `MOTOR_API_TOKEN` 留空，不启用 API Key，任何能访问 TCP 8000 端口的电脑都可调用
电机接口。请只在可信局域网中使用，并用主机或网络防火墙限制可访问范围。
真实硬件上只能运行一个服务进程，不要使用 `--reload` 或多个 worker。

## 5. 首次实机测试顺序

必须先逐台验证，不能直接以 ID `1,2` 和目标 raw 首次试转：

1. 断开负载并架空输出轴，设置电源限流，确认物理急停和断电回路有效。
2. 在 HTTP 服务未运行时，可选执行
   `uv run --locked python tests/test_can.py status`，观察 ID 1、2 的 `0x9C`
   状态回包作为独立诊断。运行该脚本时不得同时启动 HTTP 服务。
3. 临时设置 `MOTOR_IDS=1`，将两个方向的控制量都改为 `20`。服务启动并自动使能后只调用一次
   `open`（服务内部会以 10 Hz 持续广播 ID 1 = `+20`），约 `100 ms` 时必须显式调用 `stop`；
   确认完全停稳后，才以同样方式测试 `close` 的 ID 1 = `-20/100 ms`，再显式 `stop`、停稳并
   最后用 `Ctrl-C` 正常退出，由服务自动 Stop 并 Disable。
4. 保持 raw `20`，把 `MOTOR_IDS` 改为 `2`，按 ID 2 `open=-20`、
   `close=+20` 的预期验证第二台电机。
5. 两台的状态、方向和停机都确认后，才逐级提高控制量。每一级、每个方向之间
   都必须 Stop 并确认机械完全停稳，最终映射为 `open={1:+400,2:-400}`、
   `close={1:-400,2:+400}`。
6. 首次方向验证仍必须执行“当前方向 → Stop → 确认停稳 → 另一方向”。正常运行时
   `open → close` 和 `close → open` 都可直接调用；服务会自动停止当前广播，发送零输出
   与 Stop，等待 `20 ms` 后开始另一方向广播。该等待不代表机械轴已经停稳。

`100 ms` 是上限目标，不是普通 shell/HTTP 调度的硬实时保证。旁站人员必须一直
可以操作物理急停；必须由操作者显式调用 HTTP `stop`，且 HTTP `stop` 不能作为唯一保护。

### 手动 CAN 测试脚本

[`tests/test_can.py`](tests/test_can.py) 是一个不依赖项目其他脚本的简单手动测试程序。
它直接使用 `python-can` 的 `canalystii` 后端，默认面板 CAN1、1 Mbps、电机 ID 1和2。
运行前要停止 HTTP 服务。

读取状态2（0x9C）：

```bash
uv run --locked python tests/test_can.py status
```

发送 `open` 映射（ID 1 = `+400`、ID 2 = `-400`，持续 10 Hz，
`Ctrl-C` 后自动零输出并 Stop）：

```bash
uv run --locked python tests/test_can.py torque 400 -400
```

发送 `close` 映射（ID 1 = `-400`、ID 2 = `+400`，持续 10 Hz，
`Ctrl-C` 后自动零输出并 Stop）：

```bash
uv run --locked python tests/test_can.py torque -400 400
```

停止 ID 1、2：

```bash
uv run --locked python tests/test_can.py stop
```

仅测试一台时，另一台的值填 `0`，例如 `torque 20 0`。MS 的该控制值是开环
`powerControl raw`，不是 N·m 力矩。

## 6. HTTP 接口

完成上述低值方向验证后，正常操作顺序如下：

```bash
SERVER_IP="<服务器真实局域网IP>"
curl -X POST "http://${SERVER_IP}:8000/v1/motor/open"
# 方向切换会自动执行零输出、Stop 和 20 ms 等待
curl -X POST "http://${SERVER_IP}:8000/v1/motor/close"
curl -X POST "http://${SERVER_IP}:8000/v1/motor/open"
curl -X POST "http://${SERVER_IP}:8000/v1/motor/stop"
curl "http://${SERVER_IP}:8000/v1/motor/status"
```

`open`、`close`、`stop` 成功时均返回 HTTP `200 OK`，响应 JSON 包含
`"code": 200`、执行动作和当前电机状态。例如：

```json
{
  "code": 200,
  "accepted": true,
  "action": "stop",
  "state": "stopped"
}
```

实际响应还包含电机 ID、控制量、广播状态等字段。硬件未启用或状态冲突仍返回
HTTP `409`，CAN/USB 通讯失败仍返回 HTTP `503`。

状态响应中的 `derated` 表示是否已进入 5 秒后的低功耗阶段，
`temperature_c_by_motor` 是各电机最近一次状态2温度，`temperature_limited` 表示
80 C 归零保护是否已触发。

`MOTOR_HARDWARE_ENABLED=true` 时，启动过程会自动 Enable。HTTP 只保留
`open`、`close`、`stop` 和 `status`，不提供 `enable`/`disable`。

`open` 固定使用 `{1:+400,2:-400}`，`close` 固定使用
`{1:-400,2:+400}`；HTTP 请求不能临时提高 raw。状态响应中
`control_raw_by_motor` 显示每台电机的实际有符号控制量；保留的 `control_raw`
字段表示 ID 1（单独配置 ID 2 时表示 ID 2）。调用任一运动接口后，服务内部线程都会以
`MOTOR_BROADCAST_FREQUENCY_HZ`
（默认 10 Hz）持续发送完整 `0x280` 四槽帧，不会自动超时，HTTP 客户端断开也不会
停止。`open` 与 `close` 相互切换时会自动执行零输出与 Stop；最终仍必须显式调用
`stop`。单次 `stop` 会自动重复两轮停止序列，不需要客户端再调用两次。
服务正常退出会自动执行两轮 Stop，再 Disable 并关闭 CAN 设备。

当前配置不需要 API Key。如果以后显式设置了 `MOTOR_API_TOKEN`，请求才需携带：

```bash
curl -X POST -H "X-API-Key: your-token" \
  "http://${SERVER_IP}:8000/v1/motor/open"
```

## 7. 验证边界

自动化测试只验证配置、协议编码、HTTP 状态机和持续广播逻辑，不证明电机已经运动、
方向正确、状态回包可信或急停有效。真实 MS3008 验证结果必须单独记录，并包含
电机 ID、回包、raw、脉冲时长、停止结果和 USB/CAN 错误计数。