# RTU_ALL_AI 项目 — AI 开发工作计划 > 版本: v2.0 > 日期: 2026-07-07 > 远程仓库: http://127.0.0.1:3000/admin/RTU_ALL_AI.git > 分支策略: master(主分支,所有开发在 master 上直接进行) --- ## 一、项目定位 RTU_ALL_AI 是一个**C/C++ 混合编程的嵌入式通讯装置工程**,100% 由 AI 编写。项目采用与 RTU 一致的模块化架构。 **编程语言策略**: - **对外接口强制 C 接口**:所有 `.h` 头文件使用 `extern "C"` 包裹,兼容 C/C++ 调用者 - **内部实现灵活选择**:核心逻辑优先用 C(如链表、协议栈、日志),允许使用 C++ 容器简化复杂业务(如 XML 解析保留 tinyxml2 的 C++ 实现),但代码风格需保持 C 开发者可读 - **不硬性纯 C**:以功能实现为目的,安全稳定为前提 工程既是 AI 编程能力的验证,也是后续 RTU 实际模块开发的参考模板。 --- ## 二、项目架构(对齐 RTU 结构) ``` RTU_ALL_AI/ ├── .gitignore ├── README.md ├── CHANGELOG.md # 开发问题解决记录(每个模块遇到的问题 + 解决方案) ├── COMPLETION.md # 各模块开发完成事项清单 ├── src/ │ ├── public/ # 公共基础库(12 个模块) │ │ ├── liblist/ # [P0★] 侵入式链表(纯C头文件) │ │ │ └── inc/list.h │ │ ├── libfunc/ # [P0★] 基础工具(纯C:CRC、校验、文件操作) │ │ │ ├── inc/myFunc.h │ │ │ └── src/myFunc.c │ │ ├── liblog/ # [P0★] 日志系统(纯C:异步队列,控制台+文件) │ │ │ ├── inc/myLog.h │ │ │ └── src/myLog.c │ │ ├── libtask/ # [P1★] 任务调度(C接口 + C++内部线程/chrono) │ │ │ ├── inc/myTask.h │ │ │ └── src/myTask.cpp │ │ ├── libdatacenter/ # [P1★] 数据中心(C接口 + C++内部容器) │ │ │ ├── inc/myDatacenter.h │ │ │ └── src/myDatacenter.cpp │ │ ├── libcJSON/ # [P1★] JSON 解析(纯C,cJSON 裁剪版) │ │ │ ├── inc/cJSON.h │ │ │ └── src/cJSON.c │ │ ├── libxml/ # [P2★] XML 解析(C接口 + tinyxml2 C++内部) │ │ │ ├── inc/myXml.h # <- C 接口封装头文件 │ │ │ └── src/myXml.cpp # <- C++ 内部实现 │ │ ├── libmd5/ # [P1★] MD5 摘要(纯C) │ │ │ ├── inc/myMd5.h │ │ │ └── src/myMd5.c │ │ ├── libmy_xxhash/ # [P1★] xxHash 快速哈希(纯C) │ │ │ ├── inc/xxhash.h │ │ │ └── src/xxhash.c │ │ ├── libcomm/ # [P2★] 通讯抽象层(C接口 + C++内部) │ │ │ ├── inc/myComm.h │ │ │ └── src/myComm.cpp │ │ ├── libcmd/ # [P2★] 命令处理(C接口 + C++内部map/queue) │ │ │ ├── inc/myCmd.h │ │ │ └── src/myCmd.cpp │ │ └── libmy_mosquitto/ # [P3○] MQTT 客户端(C接口,预留) │ │ ├── inc/myMosquitto.h │ │ └── src/myMosquitto.cpp │ ├── protocol/ # 协议实现层(6 个模块) │ │ ├── libmodbus/ # [P1★] Modbus 协议栈(纯C) │ │ │ ├── inc/myModbus.h │ │ │ └── src/myModbus.c │ │ ├── lib60870/ # [P2★] IEC 60870 协议栈(纯C) │ │ │ ├── inc/lib60870_common.h │ │ │ ├── inc/gb101.h / gb103.h / gb104.h │ │ │ └── src/*.c │ │ ├── libicp67/ # [P2○] ICP67 协议(纯C,预留) │ │ │ ├── inc/icp67.h │ │ │ └── src/icp67.c │ │ ├── libmms_m/ # [P3○] MMS 主站(C接口 + C++内部,预留) │ │ │ ├── inc/myMms_m.h │ │ │ └── src/myMms_m.cpp │ │ ├── libmms_s/ # [P3○] MMS 从站(C接口 + C++内部,预留) │ │ │ ├── inc/myMms_s.h │ │ │ └── src/myMms_s.cpp │ │ └── libmongoose/ # [P3○] HTTP/WebSocket(纯C,预留) │ │ ├── inc/mongoose.h │ │ └── src/mongoose.c │ ├── system/ # 系统管理层(9 个模块) │ │ ├── RTU/ # [P2★] 主程序(C/C++ 入口) │ │ │ ├── inc/app_sys.h │ │ │ ├── inc/app_cmd.h │ │ │ └── src/main.c │ │ ├── libiec/ # [P2★] IEC 点表解析(C接口 + C++内部) │ │ │ ├── inc/iec.h │ │ │ ├── inc/iec_point.h │ │ │ ├── inc/iec_method.h │ │ │ └── src/iec_cfg_parse.cpp │ │ ├── libcom_decode/ # [P2★] 通讯通道解码(C接口 + C++内部) │ │ │ ├── inc/com_decode.h │ │ │ ├── inc/com_channel_def.h │ │ │ └── src/com_decode.cpp │ │ ├── libmodbus_m/ # [P2★] Modbus 主站管理(C接口 + C++内部) │ │ │ ├── inc/modbus_m.h │ │ │ └── src/modbus_m.cpp │ │ ├── libiec61850m/ # [P3○] 61850 主站管理(预留) │ │ │ ├── inc/iec61850m.h │ │ │ ├── inc/parse_xml.h │ │ │ └── src/iec61850m.cpp │ │ ├── libiec61850s/ # [P3○] 61850 从站管理(预留) │ │ │ ├── inc/iec61850s.h │ │ │ ├── inc/parse_xml.h │ │ │ └── src/iec61850s.cpp │ │ ├── libplc/ # [P3○] PLC 逻辑引擎(预留) │ │ │ ├── inc/plc.h │ │ │ └── src/plc.cpp │ │ ├── libself_ptl/ # [P3○] 内部自定义协议(预留) │ │ │ ├── inc/self_ptl.h │ │ │ ├── inc/method.h │ │ │ └── src/self_ptl.cpp │ │ └── libweb_server/ # [P2★] Web 管理服务(C接口 + C++内部) │ │ ├── inc/web_server.h │ │ ├── inc/ws_method.h │ │ └── src/web_server.cpp │ └── test/ # 单元测试 │ ├── test_list.c # [P0★] 链表测试(纯C) │ ├── test_log.c # [P0★] 日志测试(纯C) │ ├── test_datacenter.cpp # [P1★] 数据中心测试(C++,调用C接口) │ ├── test_cjson.c # [P1★] JSON 测试(纯C) │ ├── test_modbus.c # [P1★] Modbus 测试(纯C) │ └── test_60870.c # [P2★] IEC104 测试(纯C) └── release/ # 构建系统(与 RTU 结构完全一致) ├── build.sh # 编译脚本(x86 / arm 一键切换) ├── linux.mk # 公共编译选项(CROSS_COMPILE、路径) ├── makefile # 顶层 Makefile(递归 src/) ├── pack_web.sh # Web 资源打包脚本(P3 阶段) ├── inc/ # 对外暴露的公共头文件 └── src/ # 每个模块的 makefile(同 RTU 多层结构) ``` > **图例**: [P0★] 本期实现 | [P1★] 本期实现 | [P2★] 本期实现 | [P3○] 预留(目录+stub) > **文件后缀**: `.c` = 纯C | `.cpp` = C++(内部可用容器,对外C接口) --- ## 三、代码规范 ### 3.1 命名规范(对齐 RTU 风格) | 类型 | 规范 | 示例 | |------|------|------| | 文件名 | 驼峰/下划线混合 | `myFunc.c`, `myLog.h`, `app_sys.h` | | 函数名 | 小写+下划线 | `func_cal_crc16()`, `dc_signal_set()` | | 结构体 | 小写+`_t` 后缀 | `log_message_t`, `dc_signal_t` | | 宏/常量 | 全大写+下划线 | `LOG_LEVEL_INFO`, `SHORT_STR_LEN` | | 全局变量 | `g_` 前缀 | `g_log_path`, `g_tableCRC16` | | 静态函数 | `LOCAL` 宏修饰 | `LOCAL void helper_func()` | ### 3.2 C/C++ 混合编程规范 **对外头文件模板(强制 C 接口)**: ```c #ifndef _MY_MODULE_H_ #define _MY_MODULE_H_ #include #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* 所有对外接口声明放这里 — 纯 C 兼容 */ int my_module_init(void); int my_module_do_something(uint32_t id, const char *data); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* _MY_MODULE_H_ */ ``` **内部 .cpp 实现模板**: ```cpp #include "myModule.h" #include // 内部可用 C++ STL 容器,但保持 C 开发者可读 #include // ... C++ 实现代码 ... ``` ### 3.3 注释规范 - 函数头部:`/** 功能简述 */` 或 `// 功能描述` - 复杂逻辑:行间注释 `// 步骤1: xxx` - 段落分隔:`/******...******/` 分隔不同功能区域 ### 3.4 编码规范 - 缩进:Tab(4 空格宽度) - 所有函数入口参数必须校验(NULL、越界检查) - 函数行数控制在 80 行以内 - 复杂逻辑拆分为独立静态函数 - 错误路径必须打 LOG_E --- ## 四、模块优先级说明 | 标记 | 含义 | |------|------| | ⭐ P0 | 基础模块,无外部依赖,最先实现 | | ⭐ P1 | 核心模块,依赖 P0 模块,第二批次 | | ⭐ P2 | 业务模块,依赖 P0/P1,第三批次 | | ○ P3 | 预留模块,仅创建目录+stub,后续扩展 | --- ## 五、分阶段开发计划 ### 阶段 0:基础设施搭建 | 序号 | 任务 | 模块 | 产出 | 状态 | |------|------|------|------|------| | 0.1 | 搭建构建系统 | — | `release/linux.mk`, `release/makefile`, `release/build.sh` | ⬜ | | 0.2 | 创建 `myBase.h` 基础定义 | — | `release/inc/myBase.h`(宏、类型、大小端转换) | ⬜ | | 0.3 | 实现侵入式链表 | `liblist` | `src/public/liblist/inc/list.h` | ⬜ | | 0.4 | 实现日志系统 | `liblog` | `src/public/liblog/inc/myLog.h`, `src/myLog.c` | ⬜ | | 0.5 | 实现基础工具函数 | `libfunc` | `src/public/libfunc/inc/myFunc.h`, `src/myFunc.c` | ⬜ | | 0.6 | 创建全部预留模块的目录+stub | 所有 P3 | 7 个预留模块的目录骨架 + 返回 0 的 stub | ⬜ | | 0.7 | 链表 + 日志单元测试 | — | `src/test/test_list.c`, `test_log.c` | ⬜ | | 0.8 | **编译验证 + 代码审查** | — | 全量编译通过、测试通过 | ⬜ | ### 阶段 1:数据基础设施 | 序号 | 任务 | 模块 | 产出 | 状态 | |------|------|------|------|------| | 1.1 | 实现 MD5 摘要算法 | `libmd5` | `src/public/libmd5/` | ⬜ | | 1.2 | 实现 xxHash 快速哈希 | `libmy_xxhash` | `src/public/libmy_xxhash/` | ⬜ | | 1.3 | 实现 cJSON 解析 | `libcJSON` | `src/public/libcJSON/`(从 RTU 裁剪) | ⬜ | | 1.4 | 设计信号数据模型 | — | `dc_signal_t` 等结构体设计文档 | ⬜ | | 1.5 | 实现数据中心 | `libdatacenter` | C 接口 CRUD,C++ 内部用 std::map/vector | ⬜ | | 1.6 | 实现任务调度 | `libtask` | C 接口,C++ 内部 std::thread + std::chrono | ⬜ | | 1.7 | 编写单元测试 | — | `test_cjson.c`, `test_datacenter.cpp` | ⬜ | | 1.8 | **编译验证 + 代码审查** | — | 全量编译通过、测试通过 | ⬜ | ### 阶段 2:通讯与协议 | 序号 | 任务 | 模块 | 产出 | 状态 | |------|------|------|------|------| | 2.1 | 实现通讯抽象层 | `libcomm` | 串口/TCP 统一 C 接口,内部 C++ 封装 | ⬜ | | 2.2 | 实现命令处理框架 | `libcmd` | C 接口,内部 std::unordered_map + std::queue | ⬜ | | 2.3 | 实现 XML 解析 | `libxml` | C 接口(myXml.h),内部 tinyxml2 C++ 实现 | ⬜ | | 2.4 | 实现 Modbus 协议栈 | `libmodbus` | RTU/TCP 从站,纯C | ⬜ | | 2.5 | 实现 IEC 60870-5-104 | `lib60870` | 总召、遥测、遥信、遥控,纯C | ⬜ | | 2.6 | 实现 IEC 点表解析 | `libiec` | `src/system/libiec/` | ⬜ | | 2.7 | 实现 Modbus 主站管理 | `libmodbus_m` | 轮询队列、采集调度 | ⬜ | | 2.8 | 编写单元测试 | — | `test_modbus.c`, `test_60870.c` | ⬜ | | 2.9 | **编译验证 + 代码审查** | — | 全量编译通过、测试通过 | ⬜ | ### 阶段 3:系统集成 | 序号 | 任务 | 模块 | 产出 | 状态 | |------|------|------|------|------| | 3.1 | 实现通讯通道解码 | `libcom_decode` | 多通道帧解析、协议识别分发 | ⬜ | | 3.2 | 实现 Web 管理服务 | `libweb_server` | REST API + WebSocket | ⬜ | | 3.3 | 实现主程序入口 | `RTU` | 模块初始化、主循环 | ⬜ | | 3.4 | 端到端集成测试 | — | 多模块联调 | ⬜ | | 3.5 | **编译验证 + 代码审查** | — | x86 + ARM 交叉编译全通过 | ⬜ | | 3.6 | 编写 README 文档 | — | 编译指南、架构图、使用说明 | ⬜ | ### 阶段 4(后续扩展):预留模块实现 | 序号 | 任务 | 模块 | 状态 | |------|------|------|------| | 4.1 | ICP67 专有协议 | `libicp67` | ⬜ | | 4.2 | IEC 61850 MMS 主站 | `libmms_m` + `libiec61850m` | ⬜ | | 4.3 | IEC 61850 MMS 从站 | `libmms_s` + `libiec61850s` | ⬜ | | 4.4 | 嵌入式 HTTP 服务 | `libmongoose` | ⬜ | | 4.5 | MQTT 客户端 | `libmy_mosquitto` | ⬜ | | 4.6 | PLC 逻辑引擎 | `libplc` | ⬜ | | 4.7 | 内部自定义协议 | `libself_ptl` | ⬜ | --- ## 六、单模块开发流程(质量保证) 每次只开发一个模块,严格按照以下流程执行: ``` ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌────────────┐ │ 1. 模块 │───▶│ 2. 设计 │───▶│ 3. AI │───▶│ 4. 编译 │ │ 启动 │ │ 评审 │ │ 编码 │ │ 验证 │ └────────────┘ └────────────┘ └────────────┘ └────────────┘ │ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌────────────┐ │ │ 8. 推送 │◀───│ 7. 完成 │◀───│ 6. 代码 │◀──────────┘ │ 远程 │ │ 事项 │ │ 审查 │ └────────────┘ └────────────┘ └────────────┘ ``` ### 6.1 流程详细说明 | 步骤 | 名称 | 动作 | 产出 | |------|------|------|------| | 1 | **模块启动** | 选定单一模块,确认依赖已就绪 | 无阻塞启动 | | 2 | **设计评审** | 输出数据结构、API 签名、依赖关系,人工审查 | 设计文档(可嵌入代码注释) | | 3 | **AI 编码** | 按计划编写 .h + .c/.cpp + makefile | 可编译源代码 | | 4 | **编译验证** | `make` 消除所有编译错误/警告 | 编译 0 error 0 warning | | 5 | **单元测试** | 编写 test_xxx,覆盖正常路径 + 边界条件 | 测试通过 | | 6 | **代码审查** | 检查风格、注释、边界处理、内存安全 | 审查通过 | | 7 | **完成事项** | 写入 `COMPLETION.md`:API、已知限制、测试覆盖率 | 完成事项条目 | | 8 | **推送远程** | `git commit` + `git push` | 远程同步 | ### 6.2 开发问题解决文档(CHANGELOG.md) 每个模块开发过程中遇到的问题,记录到 `CHANGELOG.md`,格式如下: ```markdown ## [模块名] 开发记录 — YYYY-MM-DD ### 问题 1: [问题简述] - **现象**: xxx - **原因**: xxx - **解决方案**: xxx - **影响范围**: xxx ### 问题 2: ... ``` ### 6.3 开发完成事项(COMPLETION.md) 每个模块开发完成后,在 `COMPLETION.md` 中添加条目: ```markdown ## [模块名] — 完成日期: YYYY-MM-DD ### 基本信息 - **语言**: C / C++ 混合 / 纯C - **对外接口**: C 接口(extern "C") - **依赖模块**: liblist, liblog - **被依赖模块**: libdatacenter, libmodbus_m ### API 清单 | 函数 | 功能 | 参数 | 返回值 | |------|------|------|--------| | xxx_init() | 初始化 | void | 0=成功 | | xxx_do() | 执行 | id, data | 0=成功 | ### 已知限制 - xxx ### 测试覆盖 - 正常路径: ✅ - 边界条件: ✅ - 错误路径: ✅ - 内存泄漏: ✅(valgrind 检查通过) ``` --- ## 七、Git 推送规则(对齐 RTU) - **分支**: 所有开发在 `master` 分支 - **Commit 格式**: `[模块名] 功能描述` - 例: `[liblist] 实现 Linux 内核侵入式双向链表` - 例: `[libdatacenter] 添加信号点 CRUD 接口` - **推送频率**: 每个模块完成后推送一次 - **远程**: `origin` → `http://admin:admin123@127.0.0.1:3000/admin/RTU_ALL_AI.git` --- ## 八、关键技术点 ### 8.1 编程语言分布 | 层级 | 纯C 模块 | C接口+C++内部 | 说明 | |------|---------|--------------|------| | public/ | liblist, libfunc, liblog, libcJSON, libmd5, libmy_xxhash | libtask, libdatacenter, libxml, libcomm, libcmd | 基础库优先C | | protocol/ | libmodbus, lib60870, libmongoose | libmms_m, libmms_s, libicp67 | 协议栈优先C | | system/ | — | RTU, libiec, libcom_decode, libmodbus_m, libweb_server | 管理模块可用C++ | | test/ | test_list, test_log, test_cjson, test_modbus, test_60870 | test_datacenter | 测试对应实现语言 | ### 8.2 Linux 内核侵入式链表(list.h) - 使用标准的 `struct list_head` 双向循环链表(`/usr/include/linux/list.h` 精简版) - 实现 `list_add`, `list_add_tail`, `list_del`, `list_del_init`, `list_for_each_entry` 等宏 - 所有模块的数据结构使用侵入式链表管理 ### 8.3 编译系统 - 支持 `x86`(本地调试)和 `arm`(RK3568 交叉编译)两种模式 - 每个模块编译为 `.a` 静态库,顶层递归构建 - `.c` 用 `gcc`,`.cpp` 用 `g++`,makefile 自动识别 - `build.sh x86` 或 `build.sh arm` 一键编译 - 公共头文件统一复制到 `release/inc/` ### 8.4 日志系统 - 支持控制台 + 文件双输出,异步日志队列(侵入式链表实现) - 级别:INFO / ERROR,宏:`LOG_I` / `LOG_E` - 文件日志支持按大小轮转 ### 8.5 基础公共库(public/) | 模块 | 语言 | 来源 | 核心功能 | |------|------|------|------| | `liblist` | 纯C | Linux 内核 | 侵入式双向循环链表,纯头文件 | | `libfunc` | 纯C | 自研 | CRC16/32、校验和、文件操作、字节序 | | `liblog` | 纯C | 自研 | 异步日志(控制台+文件)、轮转 | | `libtask` | C+C++ | 自研 | 任务调度、定时器、线程池(std::thread) | | `libdatacenter` | C+C++ | 自研 | 信号点 CRUD、侵入式链表索引、xxHash 查找 | | `libcJSON` | 纯C | cJSON 裁剪 | JSON 解析/生成 | | `libxml` | C+C++ | tinyxml2 | XML 解析(C接口封装 + tinyxml2 C++内部) | | `libmd5` | 纯C | RFC 1321 | MD5 摘要 | | `libmy_xxhash` | 纯C | xxHash | 极速哈希 | | `libcomm` | C+C++ | 自研 | 串口/TCP 统一抽象 | | `libcmd` | C+C++ | 自研 | 命令注册表、分发执行 | | `libmy_mosquitto` | C+C++ | mosquitto | MQTT 客户端(预留 P3) | ### 8.6 协议层(protocol/) | 模块 | 语言 | 来源 | 核心功能 | |------|------|------|------| | `libmodbus` | 纯C | libmodbus 裁剪 | Modbus RTU/TCP 从站,01/03/05/06/15/16 功能码 | | `lib60870` | 纯C | lib60870 裁剪 | IEC 101/103/104 从站,总召/对时/遥控 | | `libicp67` | — | 预留 P3 | ICP67 专有协议 | | `libmms_m` | — | 预留 P3 | MMS 客户端 | | `libmms_s` | — | 预留 P3 | MMS 服务端 | | `libmongoose` | — | 预留 P3 | 嵌入式 HTTP/WebSocket | ### 8.7 系统管理层(system/) | 模块 | 语言 | 来源 | 核心功能 | |------|------|------|------| | `RTU` | C/C++ | 自研 | 主入口:模块初始化、主循环 | | `libiec` | C+C++ | 自研 | IEC 规约点表定义、解析、数据中心映射 | | `libcom_decode` | C+C++ | 自研 | 通讯通道帧解析、协议识别、分发 | | `libmodbus_m` | C+C++ | 自研 | Modbus 主站:轮询队列、采集调度 | | `libiec61850m` | — | 预留 P3 | 61850 主站管理 | | `libiec61850s` | — | 预留 P3 | 61850 从站管理 | | `libplc` | — | 预留 P3 | PLC 逻辑引擎 | | `libself_ptl` | — | 预留 P3 | 内部自定义协议 | | `libweb_server` | C+C++ | 自研 | REST API + WebSocket | --- ## 九、风险与对策 | 风险 | 对策 | |------|------| | AI 编码风格不一致 | 严格对照 RTU 已有代码,代码审查逐项检查 | | C++ 内部实现过于复杂 | C 开发者需能读懂;避免模板元编程、lambda 嵌套 | | 侵入式链表使用不当 | 先写完整单元测试,覆盖增删改查、空链表、边界 | | 编译环境差异 | 优先 x86 本地编译通过,ARM 交叉编译作为验证 | | 模块间耦合过重 | 每个模块独立 .a,依赖通过 `release/inc/` 接口明确 | | cJSON/tinyxml2 安全漏洞 | 裁剪版本,单元测试覆盖畸形输入 | | P3 预留模块过度设计 | P3 仅创建目录 + 返回 0 的 stub 函数 | --- ## 十、审查清单 - [ ] 编程语言策略是否合理(C 接口 + C++ 内部)? - [ ] 模块列表是否覆盖了 RTU 全部 27 个模块(12+6+9)? - [ ] 模块优先级(P0/P1/P2/P3)排序是否合理? - [ ] 单模块开发流程是否清晰可执行? - [ ] CHANGELOG.md + COMPLETION.md 格式是否满足质量追溯需求? - [ ] 代码规范(命名/注释/头文件模板)是否对齐 RTU? - [ ] 构建系统方案是否可行(gcc/g++ 混合编译)? - [ ] XML 库 C++ 实现但对外 C 接口的方案是否合理? - [ ] 是否需要调整模块范围(增/删/改优先级)?