elmer/obd/protocol.py

"""
obd/protocol.py — ELM327 стейт-машина (AndrOBD).

Основана на AndrOBD (ElmProt.java, github.com/fr3ts0n/AndrOBD).

## Архитектура
    ┌──────────┐    команда    ┌──────────┐
    │  READY   │──────────────▶│   BUSY   │
    └──────────┘               └────┬─────┘
         ▲                          │ ответ получен
         │         ┌────────────────┘
         │         ▼
    ┌────┴─────┐  ошибка  ┌──────────┐
    │  ERROR   │◀─────────│ (любое)  │
    └────┬─────┘          └──────────┘
         │ восстановление      ▲
         └─────────────────────┘

## Зависимости
    obd/connection.py — транспорт (SerialTransport)
    obd/state.py      — состояния/ответы (State, Rsp)
    obd/timing.py     — адаптивный таймаут (AdaptiveTiming)
    obd/commands.py   — каталог команд
    obd/classifier.py — классификация ответов

## Использование
    elm = AndrOBD("/dev/rfcomm0", 38400)
    elm.connect()
    elm.init()
    vin = elm.send("0902")
    elm.close()
"""

import logging
import time
from typing import Optional

from obd.connection import SerialTransport
from obd.state import State, Rsp
from obd.timing import AdaptiveTiming

logger = logging.getLogger("androbd")


class AndrOBD:
    """Стейт-машина ELM327.

    Управляет жизненным циклом ELM327:
      1. connect() — открыть serial/Bluetooth порт
      2. init() — базовая инициализация (уровень 0)
      3. send(cmd) — отправить OBD-команду, получить ответ
      4. close() — закрыть порт

    Автоматически обрабатывает: таймауты, BUS ERROR, восстановление.
    """

    INIT_TMO = 10000   # мс — таймаут для команд инициализации
    DEF_TMO  = 200     # мс — начальный таймаут

    def __init__(self, port: str, baudrate: int = 38400):
        self._transport = SerialTransport(port, baudrate)
        self._timing = AdaptiveTiming()
        self._state = State.UNDEFINED
        self._last_cmd: Optional[str] = None

    def connect(self):
        """Открыть serial-соединение с ELM327."""
        self._transport.connect()
        logger.info(f"AndrOBD: connected {self._transport.port}")

    def close(self):
        """Закрыть serial-соединение."""
        self._transport.close()

    def init(self):
        """Базовая инициализация ELM327 (уровень 0 — все клоны).

        ТОЛЬКО команды которые есть у ВСЕХ клонов:
          ATE0 ATL0 ATS0 ATH1 ATSP0
        """
        logger.info("AndrOBD: init (L0)")
        self._state = State.INITIALIZING
        self._exec("ATE0", self.DEF_TMO * 5)
        self._exec("ATL0", self.DEF_TMO * 5)
        self._exec("ATS0", self.DEF_TMO * 5)
        self._exec("ATH1", self.DEF_TMO * 5)
        self._exec("ATSP0", self.INIT_TMO)
        self._state = State.READY
        logger.info("AndrOBD: ready (L0)")

    def init_l1(self):
        """Инициализация уровня 1: база + адаптивный тайминг."""
        logger.info("AndrOBD: init L1 (+ATAT1)")
        self._state = State.INITIALIZING
        self._exec("ATAT1", self.DEF_TMO * 5)
        self._state = State.READY
        logger.info("AndrOBD: ready (L1)")

    def init_l2(self):
        """Инициализация уровня 2: L1 + CAN автоформат + flow control."""
        logger.info("AndrOBD: init L2 (+ATCAF1 +ATCFC1)")
        self._state = State.INITIALIZING
        self._exec("ATCAF1", self.DEF_TMO * 5)
        self._exec("ATCFC1", self.DEF_TMO * 5)
        self._state = State.READY
        logger.info("AndrOBD: ready (L2)")

    def send(self, cmd: str) -> str:
        """Отправить OBD-команду и получить ответ."""
        if self._state == State.ERROR:
            self._recover()
        self._state = State.BUSY
        result = self._exec(cmd, self._timing.ms)
        if self._state == State.BUSY:
            self._state = State.READY
        return result

    # ── Приватные методы ──────────────────────────────

    def _exec(self, cmd: str, timeout: int) -> str:
        """Выполнить команду с ретраями (до 10)."""
        self._last_cmd = cmd
        self._write(cmd)
        t = timeout
        for _ in range(10):
            try:
                return self._handle(self._read(t))
            except TimeoutError:
                if self._state == State.INITIALIZING:
                    t += 1000
                else:
                    self._timing.increase()
                    t = self._timing.ms
        logger.error(f"AndrOBD: no response for {cmd}")
        self._state = State.ERROR
        return ""

    def _handle(self, raw: str) -> str:
        """Обработать ответ ELM327."""
        t = Rsp.identify(raw)

        if t == Rsp.SEARCHING:
            return raw
        if t == Rsp.OK:
            self._timing.decrease()
            return raw
        if t == Rsp.NODATA:
            self._timing.increase()
            return raw

        if t in (Rsp.UNABLE, Rsp.BUS_BUSY, Rsp.BUS_ERROR,
                 Rsp.CAN_ERROR, Rsp.BUS_INIT, Rsp.STOPPED):
            logger.warning(f"AndrOBD: BUS ERROR ({t})")
            self._state = State.DISCONNECTED
            self._timing.reset()
            self._write("ATPC")
            self._try_read()
            self._write("ATSP0")
            self._try_read()
            return raw

        if t in (Rsp.ERROR, Rsp.DATA_ERROR, Rsp.BUFFER_FULL, Rsp.RX_ERROR):
            logger.warning(f"AndrOBD: {t} — warm start")
            self._state = State.ERROR
            self._write("ATWS")
            self._try_read()
            return raw

        self._timing.decrease()
        return raw

    def _recover(self):
        """Восстановление после ошибки."""
        logger.info("AndrOBD: recovering...")
        self._state = State.INITIALIZING
        self._write("ATWS")
        self._try_read()
        self._write("ATSP0")
        self._try_read()
        self._write("ATE0")
        self._try_read()
        self._state = State.READY

    def _write(self, cmd: str):
        """Отправить команду в ELM327."""
        self._transport.write(cmd)

    def _read(self, timeout_ms: int) -> str:
        """Прочитать ответ ELM327."""
        return self._transport.read(timeout_ms)

    def _try_read(self, timeout: int = 5000):
        """Прочитать и проигнорировать ответ."""
        self._transport.try_read(timeout)