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RS485 → Pharos LPC 灯光控制项目总结

日期：2026-10-09（2026-10-10 更新：LPC 自治架构——照度采集+闭环移入 LPC Lua，Ubuntu 只做监控/记录） 状态：✅ 全部验证通过（LPC 自治闭环实测收敛 484 Lux≈目标 500；网页控制台 v3 回归全过：FX/SC/BRT 经 HTTP 触发器下发、联动开关切换 lux_link_on、历史曲线含 LPC lux）

LPC 自治架构（2026-10-10）

  • 传感器、LPC 串口、Ubuntu USB-485 同一条 RS485 总线；LPC 串口改 RS485/4800/8N1 后由 LPC 独占主机轮询，Ubuntu 串口命令链路废弃
  • 新增触发器：#14 LuxPoll（Real Time 高级掩码每秒）→ Output Serial hex 02030002000265F8（Modbus 读地址 2 输入寄存器 0x0002，32 位 lux）；#15 LuxIn（Serial Input，Hex 匹配 020304<4c><2c>，<4c> 捕获 32 位 lux 到变量 1，<2c> 吞 CRC）→ lpc_modbus_lux.lua（lux_value=lux 全局暴露 + lux_link_on 开关 + lux_poll_s 调节间隔闸门 + lux_fade 渐变 + 自适应模型闭环：在线辨识 k=Δlux/Δlevel（EMA、限 100~10000、限幅时不采样），步长 err/k 一步到位、上限 20%，误差变号减半防震荡，基准亮度 lux_cur_level 累加避免硬件量化吞小步长、偏差>5% 重同步；替代旧 P 调节 GAIN 0.3/最小步长 2% 的死区极限环）；#16/#17 LuxLinkOn/Off（ASCII LLON/LLOFF）；#18 LuxFadeSet（FAD=<4d>，0.1s 单位→lux_fade）/ #19 LuxPeriodSet（PER=<4d> 1~60→lux_poll_s）/ #20 LuxDeadbandSet（DBD=<4d> 1~1000→lux_deadband，默认 1 Lux），均可 HTTP ?num=N&var=V 触发
  • 注意：LPC Lua 直接调 os.time() 会中断脚本（无报错日志），须 pcall(function() return os.time() end) 兜底（失败退化为计数分频）
  • lux 对外暴露用 Lua 全局变量 + GET /api/lua?variables=lux_value（set_text_slot 在 Lua 不可用；text slot 仅 HTTP PUT/GET）
  • HTTP 触发器带参：POST /api/trigger?num=N&var=V（实测 #9 var=600→lux_target=600）
  • 网页控制台 v3：/send 改 POST /api/trigger（BRT→#2、LUX→#8、LXT→#9、LX2→#10、FX→#11、SC→#12），/luxlink 改 #16/#17 + 读 lux_link_on/lux_value，采样器不再碰串口；lux_sync.py/poll_lux.py 停用（避免双主机抢总线）
  • 实测：上传后 T1 重启，lux 0→（升光）→饱和回落→收敛 484 Lux（死区内），level 稳定 100%；LLON/LLOFF HTTP 切换正常

系统架构

照度传感器(地址2) ─┐
发送方（PC/ESP32）─┼─ RS485 总线（4800 8N1，2026-10-10 起）──> Pharos LPC 0140650 (192.168.58.109)
Ubuntu USB-485 ────┘        （LPC 为主机每秒轮询传感器；ASCII 命令帧仍可用）
                                                    │ Serial Input 触发器 + Quick Script (Lua)
                                                    ├─> get_group(0):set_master_intensity() → "All Fixtures" 组
                                                    └─> 32 × Generic Conventional 8 bit 灯具 → DMX universe 1 通道 1~32

Patch（2026-10-09 新增）

  • Layout 1：32 个 Generic > Conventional 8 bit 灯具（8 列 × 4 行），自动归入组 All Conventional 8 bit
  • Patch：灯具 1~32 → DMX universe 1 通道 1~32（dmx:1:N），Controller 2 占用 32/512
  • 调光粒度：Group 0 All Fixtures 的 master_intensity 作为总调光作用于全部 32 通道（现有 BRT/LUX/LX2 脚本无需修改）
  • eDMX Pass-Through 已改为 None（本地模式）：实测直通优先级高于本地输出（外部源发黑场时本地 255 也出不来，通道显示 =0），二者无法叠加，只能二选一；如需恢复直通：Patch 视图 → DMX universe 1 → eDMX Pass-Through 下拉选 1: ArtNet In
  • 灯具强度来源：组 master_intensity 只是缩放系数，灯具自身 intensity 须由 Timeline/Override 提供；当前用 PUT /api/override {"target":"group","num":0,"intensity":255} 拉满。注意 Upload 会清空 Override，上传后需重新下发
  • 输出回读：GET /api/output?universe=dmx:1（"0"=已patch，"=0"=外部直通，"!255"=override）
  • /api/fixtures 现返回 32 个灯具；/api/group 返回 All Fixtures(num 0) + All Conventional 8 bit
  • GUI 操作要点：Patch 视图从左侧灯具树拖拽灯具到通道网格格子即完成 Patch（点击/双击格子无效）

通信协议（ASCII 帧，\n 结尾）

帧格式 含义 LPC 触发器
BRT=NNN 手动亮度 0~100%（3 位补零） #2
LUX=NNNNNN 实测照度 0~200000 Lux（6 位补零）→ 闭环自动调光 #8 Lux Auto Dim
LXT=NNNNNN 设定目标照度（默认 500 Lux，全局变量 lux_target） #9 Lux Target Set
LX2=NNNNNN 照度→亮度对数映射（指示模式，灯=照度计）：level=log(lux+1)/log(200001)，0.5s 渐变 #10 Lux Display Map
FX=NN 灯光效果 01~04 → 启动 Timeline N（2 位数字） #11 FXSelect
SC=NN 场景 01~04 → 释放全部 Timeline + 组 Override 静态亮度（2 位数字） #12 SC Select

FX/SC 效果与场景（2026-10-09 新增）

  • Timeline（FX）：T1 常亮（White 0-30s 直出 255）；T2 呼吸（4 个 White 块 0-8/8-16/16-24/24-30s，Fade 4/Release 4，末块 3/3）；T3 闪烁（White 0-30s，Shape=Square，Base 0 / Size 255 / Period 1s）；T4 缓变（White 0-30s，Fade 15/Release 15）
  • 场景（SC）：SC=01 全亮 255 / 02 半亮 128 / 03 微亮 26 / 04 全灭 0，由 get_group_override(0):set_intensity(level, 1.0) 实现（0-255 整数）
  • 互斥逻辑：FX 脚本先 get_group_override(0):clear(1.0) 再 get_timeline(n):start_release_others()；SC 脚本先 release() 全部 4 条 Timeline 再设 Override，避免互相遮蔽
  • 循环播放（2026-10-10 修复）：Timeline 播完 Length 默认 released（灯灭）。工具栏 Loop 按钮（x=358，标尺末端出循环标记）已开启但实测对控制器不生效；实际靠触发器 #13 FXLoop（Timeline Ended, Any → get_timeline(tv.integer):start()）重启实现无限循环。SC 的 release() 属 Timeline Released，不会触发 FXLoop 误重启。实测 FX=01 两次跨过 30s 边界 pos 回绕、state 恒 running、onstage 恒 true
  • 照度叠加不变：BRT/LUX/LX2 仍写 Group 0 master_intensity，作为总调光系数乘在 Timeline/Override 基础亮度之上
  • Timeline GUI 操作要点：双击右侧 Built-in 面板效果进入放置模式（画布蓝框），再单击画布空白处提交（拖拽不可靠；落在已有块上会被拒绝）；块只在选中时渲染；后块紧邻时前块 Release 字段锁定置灰（需在放置后块之前设好 Release）；Ctrl+C/V 复制块无效

LX2 映射对照：1 Lux→6% / 10→19% / 100→38% / 500→51% / 1k→57% / 10k→75% / 100k→94% / 200k→100%（与 LUX 闭环相互独立，后到的帧生效）

闭环调光参数：死区 ±50 Lux，步进 = |误差|/目标 × 0.3（限幅 2%~20%），亮度限幅 5%~100%，1 秒渐变。

成果文件清单

Windows 侧 C:\Users\tonycao\work\lpc-rs485\

文件 说明
rs485_verification_plan.md 设计/验证文档（含实测结论、通配符语法、API 要点）
SETUP.md 搭建步骤说明（硬件接线 / Designer 项目 / Timeline / 触发器 / Ubuntu 部署）
USAGE.md 使用说明（协议命令表 / 发送方式 / API 查询 / 常见问题）
TEST_REPORT.md 功能测试报告（50 项全部通过，含 FX/SC 现场回归取证）
SUMMARY.md 本文档
lpc_serial_brt.lua LPC 触发器 #2 脚本：BRT 手动亮度
lpc_serial_lux.lua LPC 触发器 #8 脚本：LUX 闭环自动调光
lpc_serial_lxt.lua LPC 触发器 #9 脚本：LXT 设目标照度
lpc_serial_lx2.lua LPC 触发器 #10 脚本：LX2 照度→亮度对数映射
lpc_serial_fx.lua LPC 触发器 #11 脚本：FX 效果选择（清 Override + 启 Timeline N）
lpc_serial_sc.lua LPC 触发器 #12 脚本：SC 场景选择（释放 Timeline + Override 亮度预设）
lpc_fxloop.lua LPC 触发器 #13 脚本：Timeline Ended → 重启该时间线（FX 循环播放）
lpc_modbus_lux.lua LPC 触发器 #15 脚本：Modbus 照度闭环（复用 #8 逻辑 + lux_value 全局暴露 + lux_link_on 开关）
lpc_web.py 网页控制台 v3（部署于 Ubuntu ~/rs485-lpc/，http://192.168.58.7:8090）：实时状态 + FX/SC/BRT（HTTP 触发器）+ 联动开关（#16/#17）+ 48h 历史曲线（30s 采样 LPC API，存 history.jsonl）
lx2_test.sh LX2 映射回归（8 档照度→亮度对照，PASS=8）
loop_test.sh BRT 闭环回归（5 项，PASS=5）
lux_test.sh 照度闭环回归（7 项：死区/降光/升光/上下限幅，PASS=7）
api_smoke.sh LPC HTTP API 冒烟测试
test_rs485.py Ubuntu 串口收发工具（-l/-p/-b/-s/-w/-i）
Test-Rs485.ps1 Windows 串口自收发测试
Verify-Rs485.ps1 离线 S1~S4 验证脚本（16/16 PASS，需 UTF-8 BOM）
ui.ps1 Designer 2 GUI 自动化（点击/双击/右键/拖拽/SendKeys/截图/窗口最大化）
Run-Remote.ps1 Posh-SSH 远程执行（Ubuntu 192.168.58.7）
Get-Remote.ps1 Posh-SSH SFTP 下载

Designer 2 项目

文件 说明
0140650.pd2（本目录） 项目文件（触发器 #1/#2/#8-#20 含 LuxPoll/LuxIn/LuxLinkOn/Off/LuxFadeSet/LuxPeriodSet/LuxDeadbandSet + 4 条 Loop Timeline，串口 RS485 4800 8N1），已上传 LPC（2026-10-10 19:56 归档）

参考文档 docs\

文件 说明
renke-illuminance-485-200k-manual.pdf 仁科光照度变送器（485 型 20w）使用说明书
modbus-illuminance-packet-formats.md 仁科/耘农 Modbus 帧格式实测笔记

Ubuntu 侧（192.168.58.7，USB-485 = /dev/ttyUSB0）

路径 说明
~/rs485-lpc/loop_test.sh BRT 回归（与 Windows 侧同步）
~/rs485-lpc/lux_test.sh 照度闭环回归（已部署，7/7 PASS）
~/rs485-lpc/api_smoke.sh LPC HTTP API 冒烟测试
~/rs485-lpc_test_rs485.py 串口发送工具

验证记录

  • 2026-10-09 离线 S1~S4：16/16 PASS
  • 2026-10-09 BRT 闭环：5/5 PASS（100/0/50/80/25）
  • 2026-10-09 LUX 闭环回归：死区 / 超目标降光 / 欠目标升光 / 上下限限幅 全部通过（lux_test.sh 7/7 PASS）
  • 2026-10-09 LX2 照度指示映射：8 档对数映射全过（lx2_test.sh 8/8 PASS）
  • 2026-10-09 Patch 32 通道（DMX 1~32）并 Upload；回归抽测 BRT=050→level 50、BRT=000→level 0 通过
  • 2026-10-09 FX/SC：FX=01 常亮 255（T1 running）/ FX=02 呼吸（255→202 渐变）/ FX=03 闪烁（255/0 交替）/ FX=04 缓变（39→75→110 缓升）；SC=02→128 / SC=04→0（Override 生效、Timeline 释放）；FX 与 SC 互斥切换正常
  • 2026-10-10 FX 循环修复：发现 FX 播完 30s 即 released 灯灭；Loop 工具栏按钮单独开启无效，加触发器 #13 FXLoop（Timeline Ended 重启）后实测 FX=01 连续 2 个循环 pos 回绕（29500→1550→…→27980→20）输出不掉 0；FX=02 跨 30s 仍 running；SC=04 释放后 35s 保持 released 无误重启
  • 2026-10-10 照度功能验证：传感器在线（Modbus 地址 2 @4800，实测 26 Lux）；手动 LUX 闭环升/降/死区正常（LUX=10→level 50→70，LUX=10000→50，LUX=500 死区不动）；LX2=10→level≈20；lux_sync.py 端到端 26 Lux → BRT=73 → group level=73 → 输出随动
  • 2026-10-10 LPC 自治改造：触发器 #14（每秒 Modbus 轮询）+#15（hex 通配符捕获+Lua 闭环）+#16/#17（联动开关）建成并上传；LPC 日志确认 #14 Matched 207 次 / #15 Captured 2 variables 244 次；闭环实测 lux 0→饱和→收敛 484（目标 500±50 死区），/api/lua?variables=lux_value 实时可读；HTTP 带参触发（?num=9&var=600）验证通过；网页控制台 v3 回归：FX=02→T2 running、BRT=060→level 60、luxlink off/on→lux_link_on false/true、history 采样含 LPC lux=479

关键技术结论（官方文档未载）

  1. 串行通配符语法：<3d> = 恰好 3 位数字（数字在前，类型 [cCdDxXsS]）；? * # % 均为普通字符
  2. Designer 2 触发变量：get_trigger_variable(1)（v1 的 variable[1] 已废弃）
  3. 组亮度 API：get_group(n):set_master_intensity(level[, fade])，读当前值用 grp.master_intensity_level.integer / .range
  4. LPC HTTP API 免认证：GET /api/group（level 字段回读）、/api/trigger、/api/log
  5. LPC 自治照度闭环（2026-10-10）：Serial Input hex 匹配串支持通配符 <4c>（捕获 32 位）/<2c>（吞 16 位 CRC）；Real Time 触发器高级掩码秒级分辨率可每秒触发 Output Serial 静态 hex 帧（Modbus 轮询）；lux 经 Lua 全局变量 + GET /api/lua?variables= 暴露（set_text_slot 非 Lua 函数）；HTTP 触发器带参 POST /api/trigger?num=N&var=V。GUI 自动化：Serial Input/Output 的 String 框逐键输 < 不进（中文布局/过滤），须 Set-Clipboard + ^v 粘贴；Upload 对话框须先点选设备行再点 Upload All
  6. Timeline 循环（2026-10-10）：工具栏三个易混按钮——Hold At End（→|）、Loop（↻ 单环，运行时循环）、Enable Looping（↻ 两点，仅编辑器仿真，不上传）。实测 Loop 按钮开启（标尺末端有循环标记、保存、上传）后控制器仍在 Length 处 released；可靠方案是 Timeline Ended 触发器 + tl:start()（Timeline Ended/Started/Released 在 Timeline=Any 时把时间线号捕获到变量 1；Ended 不在 Hold 时触发，Released 是独立类型，SC 释放不会误触发）。本地帮助：C:\Program Files\Pharos Controls\Designer 2\help\content\help\reference\timeline\working with timelines.htm

仁科照度计参考（esp32-voice 项目）

  • 大量程 0~200000 Lux 型：32 位寄存器对 0x0002(hi)/0x0003(lo)，单位 1 Lux
  • ESP32 侧实现：src/config.rs（MODBUS_ILLUMINANCE_REG=0x0002, COUNT=2）、src/modbus/master.rs poll_illuminance()
  • 文档：esp32-voice docs/ 原件；本项目 docs/ 已归档副本（20w 说明书 PDF + 帧格式笔记）