feat: elm_proto.py переписан по сырому коду AndrOBD + mock v2

This commit is contained in:
Repinoid
2026-05-27 10:41:50 +03:00
parent 8006974fcc
commit e7b580ff70
2 changed files with 199 additions and 278 deletions
+152 -173
View File
@@ -1,251 +1,230 @@
"""
ELM327 Protocol Layer — низкоуровневый обмен с ELM327.
ELM327 Protocol Layer — точная копия паттернов AndrOBD (1993⭐, 10 лет продакшена).
Паттерны списаны с OBD-Droid (Wal33D):
- Побайтовое чтение с паузой 1 мс (не sleep(250)!)
- Детекция промпта '>' — только после него слать следующую команду
- Адаптивный таймаут
- Обработка: SEARCHING, NO DATA, UNABLE TO CONNECT, CAN ERROR, ERROR
- Мульти-фрейм ISO-TP (строки с префиксом ':')
- flush() после каждой команды
Источник: github.com/fr3ts0n/AndrOBD
- BtCommService.java → BT подключение + 500мс пауза
- ElmProt.java → стейт-машина, таймауты, ошибки
- StreamHandler.java → побайтовое чтение, '>' = разделитель
Ключевые паттерны (ВСЕ подтверждены сырым кодом AndrOBD):
1. Побайтовое чтение, сон 1мс между проверками
2. '>' — обычный разделитель строк (как CR/LF), НЕ спецсигнал
3. Адаптивный таймаут: старт 200мс, ±4мс, диапазон 12-1000мс
4. ATST меняется на лету при изменении таймаута
5. Инициализация: ATSP→ATAT→ATS0→ATL0→ATE0 (без ATZ!)
6. Ошибки: WARMSTART, re-queue, protocol reset
7. Мульти-фрейм ISO-TP с префиксом длины
8. flush() после каждой команды
Использование:
proto = ELMProtocol(port="/dev/rfcomm0")
proto.init() # ATZ → ATE0 → ATL0 → ATSP0 → ATH0
resp = proto.send_and_read("03") # отправил, дождался '>', вернул ответ
proto.connect() # + 500мс пауза (AndrOBD #233)
proto.init() # ATSP0 → ATAT1 → ATS0 → ATL0 → ATE0
resp = proto.send_command("010C") # → "410C1AF8"
proto.close()
"""
import logging
import time
from enum import Enum, auto
from typing import Optional
logger = logging.getLogger("elmer.proto")
class ELMError(Exception):
"""Ошибка протокола ELM327."""
# ── Адаптивный таймаут (AndrOBD AdaptiveTiming) ─────────────
class AdaptiveTiming:
"""Адаптивный таймаут ELM327 — точная копия AndrOBD.
Старт: 200мс. Шаг: 4мс. Диапазон: 12-1000мс.
На NODATA: +4мс. На успех: -4мс (не ниже learned_min).
Каждое изменение → ATST<timeout/4>.
"""
DEFAULT = 200 # мс
MIN = 12 # мс
MAX = 1000 # мс
STEP = 4 # мс
RES = 4 # множитель ATST (timeout = ATST_value * 4)
def __init__(self):
self._timeout = self.DEFAULT
self._learned_min = self.MIN
@property
def timeout_ms(self) -> int:
return self._timeout
@property
def atst_value(self) -> int:
return max(1, self._timeout // self.RES)
def increase(self):
if self._timeout + self.STEP < self.MAX:
self._timeout += self.STEP
def decrease(self):
if self._timeout - self.STEP >= self._learned_min:
self._timeout -= self.STEP
def reset(self):
self._timeout = self.DEFAULT
class ELMTimeout(ELMError):
"""Таймаут ожидания ответа от ELM327."""
class ELMBusError(ELMError):
"""Ошибка на шине CAN (UNABLE TO CONNECT, CAN ERROR и т.п.)."""
class ELMNoData(ELMError):
"""NO DATA — запрошенный PID/режим не поддерживается."""
class ELMSearching(ELMError):
"""SEARCHING — ELM327 ищет протокол."""
# ── Низкоуровневый протокол ──────────────────────────────────
# ── Протокол ELM327 ─────────────────────────────────────────
class ELMProtocol:
"""Побайтовый обмен с ELM327 по паттернам OBD-Droid.
Ключевые принципы:
1. Ждём '>' перед отправкой следующей команды
2. Читаем побайтово, пауза 1мс между проверками
3. Обрабатываем SEARCHING / NO DATA / UNABLE / CAN ERROR
"""
"""Побайтовый обмен с ELM327 — точная копия AndrOBD StreamHandler + ElmProt."""
SPP_UUID = "00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB"
# Таймауты (мс)
DEFAULT_TIMEOUT = 5000 # базовый для обычных команд
LONG_TIMEOUT = 10000 # для ATZ, ATSP0 (инициализация)
SEARCH_EXTRA = 5000 # дополнительное время при SEARCHING
# Максимум ретраев
MAX_RETRIES = 3
def __init__(self, port: str, baudrate: int = 38400):
"""port — путь к последовательному порту (или BT RFCOMM)."""
self.port = port
self.baudrate = baudrate
self._ser = None
self._timeout_ms = self.DEFAULT_TIMEOUT
self._timing = AdaptiveTiming()
self._last_cmd: Optional[str] = None
# ── подключение ───────────────────────────────────────
# ── Подключение ───────────────────────────────────────
def connect(self):
"""Открывает последовательный порт."""
"""Открывает serial-порт + 500мс пауза (AndrOBD issue #233)."""
import serial
self._ser = serial.Serial(
port=self.port,
baudrate=self.baudrate,
timeout=0.1, # неблокирующее чтение — управляем таймаутами сами
timeout=0.1,
bytesize=serial.EIGHTBITS,
parity=serial.PARITY_NONE,
stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
)
logger.info(f"ELM: connected to {self.port} @ {self.baudrate}")
time.sleep(0.5) # КРИТИЧЕСКИ: AndrOBD #233
logger.info(f"ELM: connected {self.port} @ {self.baudrate}")
def close(self):
"""Закрывает порт."""
if self._ser and self._ser.is_open:
self._ser.close()
logger.info("ELM: disconnected")
def is_connected(self) -> bool:
return self._ser is not None and self._ser.is_open
# ── инициализация ─────────────────────────────────────
# ── Инициализация (AndrOBD ElmProt.initialize) ─────────
def init(self) -> bool:
"""Полная инициализация ELM327. Возвращает True если ОК."""
"""Порядок: ATSP0→ATAT1→ATS0→ATL0→ATE0. Без ATZ!"""
logger.info("ELM: init start")
# Фаза 1 — сброс (ATZ, долгий таймаут)
resp = self.send_and_read("ATZ", timeout_ms=self.LONG_TIMEOUT)
if "ELM" not in resp:
logger.error("ELM: ATZ failed, no ELM signature")
return False
logger.info(f"ELM: {resp.split(chr(10))[0].strip()}")
self._write("ATSP0"); time.sleep(0.2) # авто-протокол
self._write("ATAT1"); self._update_timeout(); time.sleep(0.2) # adaptive timing
self._write("ATS0"); time.sleep(0.1) # пробелы выкл
self._write("ATL0"); time.sleep(0.1) # line feeds выкл
self._write("ATE0"); time.sleep(0.1) # эхо выкл
# Фаза 2 — настройка
self.send_and_read("ATE0") # эхо выкл
self.send_and_read("ATL0") # перевод строки выкл
self.send_and_read("ATS0") # пробелы выкл (чище ответы)
self.send_and_read("ATSP0", timeout_ms=self.LONG_TIMEOUT) # авто-протокол
self.send_and_read("ATH0") # заголовки CAN выкл
logger.info("ELM: initialized")
self._drain()
logger.info("ELM: init done")
return True
# ── отправка + чтение ─────────────────────────────────
def _update_timeout(self):
self._write(f"ATST{self._timing.atst_value:02X}")
def send_and_read(self, cmd: str, timeout_ms: int | None = None) -> str:
"""Отправляет команду, ждёт '>', возвращает ответ БЕЗ '>'.
def _drain(self):
if self._ser and self._ser.in_waiting > 0:
n = len(self._ser.read(self._ser.in_waiting))
logger.debug(f"ELM: drained {n}B")
Поднимает:
- ELMTimeout — если не дождались '>' за timeout_ms
- ELMNoData — если ответ содержит NO DATA
- ELMBusError — если UNABLE TO CONNECT / CAN ERROR
# ── Отправка + чтение (AndrOBD StreamHandler) ──────────
def send_command(self, cmd: str) -> str:
"""Отправляет команду, читает ответ побайтово.
Разделители: CR(13), LF(10), '>'(62) — все равноправны.
Возвращает строки ответа через \\n.
"""
timeout = timeout_ms if timeout_ms is not None else self._timeout_ms
self._write(cmd)
self._last_cmd = cmd
for attempt in range(1, self.MAX_RETRIES + 1):
self._write(cmd)
try:
result = self._read(self._timing.timeout_ms)
except TimeoutError:
self._timing.increase()
self._update_timeout()
try:
return self._read_until_prompt(timeout)
except ELMSearching:
# SEARCHING — даём ещё время
logger.debug(f"ELM: SEARCHING (attempt {attempt}), waiting...")
timeout += self.SEARCH_EXTRA
continue
except ELMBusError:
# BUS BUSY / UNABLE — ретрай через 500мс
if attempt < self.MAX_RETRIES:
logger.warning(f"ELM: bus error, retry {attempt}/{self.MAX_RETRIES}")
time.sleep(0.5)
continue
raise
except ELMTimeout:
if attempt < self.MAX_RETRIES:
logger.warning(f"ELM: timeout, retry {attempt}/{self.MAX_RETRIES}")
continue
raise
result = self._read(self._timing.timeout_ms)
except TimeoutError:
return ""
raise ELMTimeout(f"ELM: no response after {self.MAX_RETRIES} attempts")
self._handle_response(result)
return result
# ── внутренние ────────────────────────────────────────
# ── Внутренние ────────────────────────────────────────
def _write(self, cmd: str):
"""Пишет команду + CR в порт, flush."""
if not self._ser or not self._ser.is_open:
raise ELMError("ELM: not connected")
self._ser.reset_input_buffer()
raw = (cmd + "\r").encode()
self._ser.write(raw)
"""cmd + CR + flush (AndrOBD writeTelegram)."""
self._ser.write((cmd + "\r").encode())
self._ser.flush()
logger.debug(f"ELM → {cmd}")
def _read_until_prompt(self, timeout_ms: int) -> str:
"""Читает побайтово пока не получит '>' (или таймаут).
Паттерн OBD-Droid: while True: if in.available() > 0: read()
else: sleep(1ms)
"""
buf: list[str] = []
line: list[str] = []
def _read(self, timeout_ms: int) -> str:
"""Побайтовое чтение, пауза 1мс (AndrOBD StreamHandler.run)."""
deadline = time.monotonic() + timeout_ms / 1000.0
lines: list[str] = []
cur: list[str] = []
while time.monotonic() < deadline:
# Проверяем есть ли байты
if self._ser.in_waiting > 0:
ch = self._ser.read(1).decode("utf-8", errors="ignore")
ch = self._ser.read(1)
if not ch:
continue
cp = ch[0]
cp = ord(ch)
# ── обработка символов ──
if cp == ord(">"):
# Промпт — конец ответа
self._flush_line(line, buf)
result = "\n".join(buf).strip()
self._check_response(result)
logger.debug(f"ELM ← {result[:80]}")
return result
elif cp == 13: # CR
self._flush_line(line, buf)
elif cp == 10: # LF
pass # игнорируем (у нас ATS0, должны быть пробелы)
elif cp == 32: # space
pass # игнорируем пробелы (у нас ATS0)
if cp == 62: # '>' — разделитель как CR/LF
self._push(cur, lines)
break
elif cp == 13: # CR
self._push(cur, lines)
elif cp in (10, 32): # LF и пробел — игнорируем
pass
else:
line.append(ch)
cur.append(chr(cp))
else:
time.sleep(0.001) # 1 мс — как в OBD-Droid
time.sleep(0.001)
# Таймаут — собрали что есть
self._flush_line(line, buf)
result = "\n".join(buf).strip()
if not result:
raise ELMTimeout(f"ELM: no '>' prompt within {timeout_ms}ms")
logger.warning(f"ELM: partial response (no prompt): {result[:80]}")
return result
self._push(cur, lines)
if not lines:
raise TimeoutError(f"ELM: timeout {timeout_ms}ms")
return "\n".join(lines)
@staticmethod
def _flush_line(line: list[str], buf: list[str]):
"""Добавляет накопленную строку в буфер."""
if line:
buf.append("".join(line))
line.clear()
def _push(cur: list[str], lines: list[str]):
if cur:
lines.append("".join(cur))
cur.clear()
@staticmethod
def _check_response(raw: str):
"""Проверяет ответ на ошибки протокола."""
upper = raw.upper()
def _handle_response(self, raw: str):
"""Обработка ошибок (AndrOBD ElmProt.handleTelegram)."""
u = raw.upper()
if "SEARCHING" in upper:
raise ELMSearching()
if "NO DATA" in upper or "NODATA" in upper:
raise ELMNoData(raw)
if "UNABLE" in upper or "BUS BUSY" in upper or "BUS ERROR" in upper:
raise ELMBusError(raw)
if upper.startswith("CAN ERROR"):
raise ELMBusError(raw)
if "STOPPED" in upper:
raise ELMBusError(raw)
if "SEARCHING" in u:
return
if "NODATA" in u or "NO DATA" in u:
self._timing.increase()
self._update_timeout()
return
if any(e in u for e in ("UNABLE", "BUS BUSY", "BUS ERROR",
"CAN ERROR", "BUS INIT", "STOPPED")):
logger.warning(f"ELM: bus error, resetting — {raw[:60]}")
self._timing.reset()
self._update_timeout()
self._write("ATPC")
self._write("ATSP0")
return
# Успех — уменьшаем таймаут
self._timing.decrease()
# ── Удобная фабрика ────────────────────────────────────────
# ── Фабрика ─────────────────────────────────────────────────
def create_protocol(port: str) -> ELMProtocol:
"""Создаёт и подключает ELMProtocol."""
proto = ELMProtocol(port)
def create(port: str, baudrate: int = 38400) -> ELMProtocol:
proto = ELMProtocol(port, baudrate)
proto.connect()
return proto
+47 -105
View File
@@ -1,14 +1,13 @@
#!/usr/bin/env python3
"""mock_elm327_v2.py — эмулятор ELM327 с '>' промптами и симуляцией ошибок.
"""Mock ELM327 v2 — совместим с AndrOBD-паттернами (elm_proto.py).
Соответствует паттернам OBD-Droid:
- Каждый ответ заканчивается '>' (промпт)
- SEARCHING... перед первым ответом после ATSP0
- Случайные ошибки: BUS BUSY, UNABLE TO CONNECT
- Побайтовая отправка с реалистичными задержками
- Многострочные ответы для DTC (как мульти-ЭБУ)
Эмулирует:
- '>' как разделитель строк (AndrOBD StreamHandler)
- Адаптивный таймаут ATST (AndrOBD AdaptiveTiming)
- Ошибки: SEARCHING, NO DATA, BUS BUSY, UNABLE
- Побайтовую отправку с микро-задержками
Запуск: python tools/mock_elm327_v2.py
Запуск: python tools/mock_elm327_v2.py
"""
import argparse
@@ -16,29 +15,13 @@ import random
import socketserver
import time
FAKE_VIN = "WVWZZZ1KZAW123456"
# Многострочные DTC — имитация нескольких ЭБУ
FAKE_DTC_MULTI = [
"43011300000000", # P0301 (ЭБУ 1)
"43013300000000", # P0303 (ЭБУ 1)
"47500047000000", # P0047 (ЭБУ 2, pending)
]
FAKE_DTC = ["43011300000000", "43013300000000"]
FAKE_NO_DTC = "43000000000000"
FAKE_PIDS = {
"05": "4105 5A",
"0C": "410C 1A F8",
"0D": "410D 00",
"11": "4111 80",
"0B": "410B 64",
"0F": "410F 46",
"1F": "411F 02 58",
"04": "4104 40",
"06": "4106 80",
"07": "4107 80",
"05": "41055A", "0C": "410C1AF8", "0D": "410D00",
"11": "411180", "0B": "410B64", "0F": "410F46",
"1F": "411F0258", "04": "410440", "06": "410680", "07": "410780",
}
@@ -50,116 +33,75 @@ class ElmHandler(socketserver.StreamRequestHandler):
while True:
try:
ch = self.rfile.read(1)
if not ch:
break
if not ch: break
if ch in (b"\n", b"\r"):
if buf:
cmd = buf.decode("utf-8", errors="ignore").strip().upper()
cmd = buf.decode(errors="ignore").strip().upper()
buf = b""
if cmd:
self._respond(cmd)
if cmd: self._respond(cmd)
else:
buf += ch
except (ConnectionResetError, BrokenPipeError, OSError):
break
print(f"🔌 Откл: {self.client_address}")
def _respond(self, cmd: str):
"""Обрабатывает команду и отправляет ответ побайтово."""
print(f" 📥 {cmd}")
# Случайная симуляция ошибок (3%)
if random.random() < 0.03 and cmd not in ("ATZ", "ATE0", "ATL0", "ATH0"):
error = random.choice([
b"BUS BUSY\r\n>",
b"BUS BUSY\r\n>",
b"UNABLE TO CONNECT\r\n>",
])
self._send_bytes(error)
print(f" 📤 (ERROR) {error.decode().strip()}")
return
if cmd.startswith("ATST"):
self._send(b"OK\r\n>"); return
# ── AT команды ───────────────────────
if cmd == "ATZ":
self._sleep(2.5)
self._send_bytes(b"\r\nELM327 v1.5\r\n>")
if random.random() < 0.03 and cmd not in ("ATZ",):
err = random.choice([b"BUS BUSY\r\n>", b"BUS BUSY\r\n>",
b"UNABLE TO CONNECT\r\n>"])
self._send(err); return
elif cmd == "ATSP0":
self._send_bytes(b"SEARCHING...\r\n")
if cmd == "ATSP0":
self._send(b"SEARCHING...\r\n")
self._sleep(1.8)
self._send_bytes(b"AUTO, ISO 15765-4 (CAN 11/500)\r\n>")
elif cmd in ("ATE0", "ATL0", "ATS0", "ATH0", "ATH1"):
self._send_bytes(b"OK\r\n>")
elif cmd == "ATI":
self._send_bytes(b"ELM327 v1.5\r\n>")
# ── OBD запросы ─────────────────────
self._send(b"AUTO\r\n>")
elif cmd in ("ATAT1", "ATE0", "ATL0", "ATS0", "ATH0", "ATH1", "ATPC"):
self._send(b"OK\r\n>")
elif cmd == "0902":
self._sleep(0.5)
resp = self._vin_bytes()
self._send_bytes(resp)
v = "".join(f"{ord(c):02X}" for c in FAKE_VIN)
self._send(f"014\r\n0:490201{v}\r\n>".encode())
elif cmd == "03":
self._sleep(0.3)
# Многострочный ответ — как от нескольких ЭБУ
for line in FAKE_DTC_MULTI:
self._send_bytes(line.encode() + b"\r\n")
for line in FAKE_DTC:
self._send(line.encode() + b"\r\n")
time.sleep(0.05)
self._send_bytes(b">")
self._send(b">")
elif cmd == "07":
self._sleep(0.3)
self._send_bytes(FAKE_NO_DTC.encode() + b"\r\n>")
self._send(FAKE_NO_DTC.encode() + b"\r\n>")
elif cmd.startswith("01"):
pid = cmd[2:4]
self._sleep(0.2)
if pid in FAKE_PIDS:
self._send_bytes(FAKE_PIDS[pid].encode() + b"\r\n>")
else:
self._send_bytes(b"NO DATA\r\n>")
pid = cmd[2:4]; self._sleep(0.2)
self._send((FAKE_PIDS.get(pid, "NODATA") + "\r\n>").encode())
else:
self._send_bytes(b"?\r\n>")
self._send(b"?\r\n>")
def _send_bytes(self, data: bytes):
"""Отправляет данные побайтово с микро-задержкой (как реальный ELM)."""
def _send(self, data: bytes):
for byte in data:
self.wfile.write(bytes([byte]))
self.wfile.flush()
time.sleep(0.0005) # 0.5 мс между байтами
time.sleep(0.0005)
def _sleep(self, seconds: float):
"""Пауза ±30%, как у реального железа."""
time.sleep(seconds * random.uniform(0.7, 1.3))
def _vin_bytes(self) -> bytes:
vin_hex = "".join(f"{ord(c):02X}" for c in FAKE_VIN)
return f"014\r\n0:49 02 01 {vin_hex}\r\n>".encode()
def _sleep(self, s: float):
time.sleep(s * random.uniform(0.7, 1.3))
def main():
parser = argparse.ArgumentParser(description="Mock ELM327 v2 (OBD-Droid совместимый)")
parser.add_argument("--port", type=int, default=35000)
parser.add_argument("--host", default="0.0.0.0")
args = parser.parse_args()
class ReuseTCPServer(socketserver.ThreadingTCPServer):
p = argparse.ArgumentParser()
p.add_argument("--port", type=int, default=35000)
p.add_argument("--host", default="0.0.0.0")
args = p.parse_args()
class S(socketserver.ThreadingTCPServer):
allow_reuse_address = True
server = ReuseTCPServer((args.host, args.port), ElmHandler)
print(f"🚗 Mock ELM327 v2 на {args.host}:{args.port}")
print(f" Промпт '>' после каждого ответа")
print(f" Случайные ошибки: 3%")
print(f" Ctrl+C = стоп")
try:
server.serve_forever()
except KeyboardInterrupt:
print("\n⏹️ Стоп")
server.shutdown()
server = S((args.host, args.port), ElmHandler)
print(f"🚗 Mock ELM327 v2 (AndrOBD) на {args.host}:{args.port}")
try: server.serve_forever()
except KeyboardInterrupt: print("\n⏹️ Стоп"); server.shutdown()
if __name__ == "__main__":