1640 changed files with 104425 additions and 357 deletions
@@ -170,3 +170,9 @@ cython_debug/
# option (not recommended) you can uncomment the following to ignore the entire idea folder.
#.idea/
# AI Artifacts
SUMMARY_*.md
implementation_plan.md
walkthrough.md
task.md
+34
View File
@@ -0,0 +1,34 @@
# Prezentacja Projektu: Moduł Mikrokontrolera ESP32 (Akwizycja Danych z ADXL345) - Wersja v1.3.4.1
## 1. Technologia
W mojej części aplikacji (firmware mikrokontrolera) wykorzystane zostały następujące technologie i narzędzia:
* **Sprzęt:** Płytka rozwojowa Freenove ESP32-S3 WROOM, zewnętrzny czujnik przyspieszenia/drgań ADXL345 (komunikacja przez szynę SPI), karta SD do lokalnego przechowywania danych.
* **Środowisko i Język:** PlatformIO (C++ dla środowiska Arduino).
* **Zarządzanie czasem i zadaniami:** Wykorzystanie biblioteki `ArduinoThread` do "pseudo-wielowątkowości" i cyklicznego wywoływania zadań (np. testów WiFi, sprawdzania trybu offline, pomiarów i uploadu) w głównej pętli `loop()` mikrokontrolera.
* **Komunikacja Sieciowa i API:**
* Wi-Fi (konfiguracja sieci wczytywana bezpośrednio z pliku `wifi.txt` zapisanego na karcie SD).
* Klient HTTP (REST API) implementujący uwierzytelnianie (Basic Auth) i przesyłanie plików.
* **Formatowanie danych:** `ArduinoJson` do parsowania ustawień konfiguracyjnych oraz tworzenia ładunków dla API.
## 2. Prezentacja działania
Moduł stanowi serce układu akwizycji pomiarowej. Poniżej główne założenia jego działania:
1. **Tryb Konfiguracji:** Podczas uruchamiania, urządzenie wczytuje poświadczenia docelowej sieci Wi-Fi bezpośrednio z pliku konfiguracyjnego `wifi.txt` umieszczonego na karcie SD. Pozwala to na szybką zmianę sieci bez konieczności rekonfiguracji przez webowy interfejs.
2. **Zbieranie danych z czujnika:** W głównej pętli (poprzez `ArduinoThread`) ze zdefiniowaną częstotliwością odpytywany jest czujnik ADXL345 przez szynę SPI, a surowe dane na temat drgań są gromadzone.
3. **Zapis na nośnik nielotny:** Zebrane pakiety danych są zrzucane w zoptymalizowany sposób do binarnych plików z rozszerzeniem `.wmt` na kartę pamięci SD.
4. **Zarządzanie Uploadem:** Dodatkowy obiekt typu `Thread` wewnątrz głównej pętli regularnie monitoruje kartę SD. Jeśli znajdzie zamknięte pliki `.wmt`, tymczasowo blokuje pętlę na czas wysyłania (aby zapobiec utracie pakietów), i nawiązuje połączenie z serwerem FastAPI w celu zrzucenia zebranych logów. Jeśli wystąpi błąd (np. brak sieci), pliki pozostają bezpieczne na karcie SD i proces powtarza się w kolejnym cyklu.
## 3. Problemy
Podczas realizacji tej części systemu napotkałem i musiałem rozwiązać szereg problemów:
* **Kolidowanie czasu rzeczywistego z operacjami sieciowymi:** Wysyłanie plików na serwer oraz zapis na SD jest operacją czasochłonną. W tej wersji, opartej na `ArduinoThread`, długotrwały upload blokuje główną pętlę, co wymusza przerwanie zbierania kolejnych próbek z akcelerometru na czas przesyłu danych z karty.
* **Watchdog Timeouts (WDT):** Długie operacje sieciowe wykonywane w jednym i tym samym głównym wątku często powodowały wyzwolenie sprzętowego Watchdoga i reset mikrokontrolera. Rozwiązaniem było odpowiednie dozowanie czasu, przerywanie operacji oraz dodawanie instrukcji "karmiących" (feed) systemowego watchdoga wewnątrz pętli wysyłającej pliki.
* **Autoryzacja (401 Unauthorized) z serwerem i bezpieczeństwo API:** Skonfigurowanie płynnego logowania i autoryzacji sprzętu, tak aby backend poprawnie weryfikował zgłaszający się po WiFi mikrokontroler przed odbiorem plików pomiarowych.
* **Problemy z odczytem konfiguracji z karty SD:** Konieczność zapewnienia poprawnego i niezawodnego odczytu oraz parsowania pliku `wifi.txt` w początkowej fazie rozruchu mikrokontrolera (zanim wystartują główne wątki sieciowe).
* **Zarządzanie pamięcią konfiguracyjną (EEPROM) (starsze wydania):** W poprzednich wersjach stare ustawienia i domyślne hasła ("wmt") często zostawały w pamięci nieulotnej po przeflashowaniu mikrokontrolera. Sprawiało to ogromne trudności z logowaniem, co wymusiło napisanie mechanizmu automatycznej migracji bazy konfiguracji podczas uruchamiania.
* **Brak elastyczności (hardkodowane adresy IP) (starsze wydania):** Częstym błędem we wcześniejszym kodzie było zaszywanie na sztywno adresów produkcyjnych (np. `62.93...`), co uniemożliwiało testowanie i wymuszało wgrywanie nowego oprogramowania w przypadku zmiany serwera testowego.
* **Problemy z modułem Captive Portal (starsze wydania):** Początkowo testowaliśmy autorskie podnoszenie sieci i konfigurację przez smartfon, jednak wbudowany serwer DNS często zawieszał się w nowych środowiskach, przez co ostatecznie w wersji obecnej (v1.3.4.1) zrezygnowaliśmy z tego na rzecz pliku na karcie SD.
## 4. Do zrobienia
* **Implementacja pełnego szyfrowania (HTTPS/SSL):** Zabezpieczenie ruchu do REST API z wykorzystaniem zaufanych lub wbudowanych certyfikatów na ESP32 (obecnie wymaga to odpowiednich optymalizacji pamięci).
* **Przejście na architekturę wielowątkową (FreeRTOS):** Ponieważ `ArduinoThread` blokuje główną pętlę pomiarową na czas uploadu, najpilniejszym krokiem do zrobienia będzie wyciągnięcie UploadManagera do osobnego, niezależnego Taska przypiętego do Core 0 mikrokontrolera ESP32 (rdzenia odpowiedzialnego za obsługę Wi-Fi).
* **Testy stresowe (długodystansowe):** Uruchomienie układu w warunkach symulujących środowisko docelowe bez przerwy przez klika tygodni, by zbadać stabilność alokacji pamięci przy odczycie dużych wolumenów i upewnić się o niezawodności struktury katalogów na karcie SD.
* **Dokładna synchronizacja czasu (RTC / NTP):** Integracja dokładnego mechanizmu czasu z siecią tak, by tworzone na karcie SD pliki miały zawsze poprawny i bardzo precyzyjny stempel czasowy, niezależnie od tego czy mikrokontroler miał pełny restet z odłączeniem baterii.
Can't render this file because it is too large.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 113 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 113 KiB

Submodule WMT_Server deleted from f0abe32a22

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 321 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 321 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 225 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 225 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 13 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 13 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 537 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 537 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 10 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 10 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 375 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 375 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 68 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 68 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 18 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 18 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 701 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 701 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 11 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 11 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 17 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 17 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 24 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 24 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 10 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 10 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 700 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 700 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 998 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 998 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 1.5 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 1.5 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 996 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 996 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 1.4 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 1.4 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 14 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 14 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 159 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 159 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 369 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 369 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 734 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 734 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 927 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 927 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 418 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 418 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 782 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 782 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 795 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 795 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 316 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 316 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 72 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 72 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 296 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 296 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 42 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 42 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 162 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 162 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 25 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 25 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 21 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 21 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 123 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 123 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 144 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 144 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 2.3 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 2.3 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 2.5 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 2.5 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 783 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 783 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 1.1 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 1.1 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 2.4 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 2.4 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 342 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 342 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 19 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 19 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 195 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 195 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 41 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 41 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 781 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 781 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 110 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 110 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 63 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 63 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 88 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 88 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 1.9 MiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 1.9 MiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 429 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 429 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 154 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 154 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 179 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 179 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 733 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 733 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 121 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 121 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 338 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 338 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 115 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 115 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 159 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 159 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 144 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 144 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 221 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 221 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 1000 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 1000 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 484 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 484 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 46 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 46 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 779 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 779 KiB

Some files were not shown because too many files have changed in this diff Show More