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）：
#ifndef _MY_MODULE_H_
#define _MY_MODULE_H_
#include <stdint.h>
#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：
#include "myModule.h"
#include <map> // 内部可用 C++ STL 容器，但保持 C 开发者可读
#include <string>
// ... 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：
## [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：
## [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