simba-rmic-2026/README.md

<p align="center">
  <img src="desktop/src-tauri/icons/128x128.png" width="88" height="88" alt="Simba Robotics 队标">
</p>

# RMIC::2026 · 视野链路系统

**黑龙江大学 602 实验室 · Simba Robotics**

面向机器人对抗赛的局域网图传与装甲板系统。ESP32-S3 采集 OV5640 的硬件 JPEG，经 UDP 发送到桌面端；ESP32-C3 上报装甲板血量，桌面端提供操作手视野、裁判双路监看、截图录制和 USB 固件维护。

[![Firmware: ESP32-S3](https://img.shields.io/badge/Firmware-ESP32--S3-00979D)](docs/setup/firmware.md)
[![Armor: ESP32-C3](https://img.shields.io/badge/Armor-ESP32--C3-00979D)](docs/hardware/armor.md)
[![Desktop: Tauri 2 + React 19](https://img.shields.io/badge/Desktop-Tauri_2_%2B_React_19-24C8D8)](docs/desktop/client.md)
[![Transport: UDP](https://img.shields.io/badge/Transport-UDP-5865F2)](docs/protocol/udp.md)

[文档首页](docs/index.md) · [硬件接线](docs/hardware/camera.md) · [故障排查](docs/testing/troubleshooting.md) · [改动记录](docs/releases/changelog.md) · [开发约定](AGENTS.md)

> [!NOTE]
> 版本、构建号与线路协议号以 [`version.json`](version.json) 为准。改动记录从 Git 历史生成，维护方式见[版本说明](docs/development/versioning.md)。

## 导航

- [系统架构](#系统架构)
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- [快速开始](#快速开始)
- [发现与收流时序](#发现与收流时序)
- [仓库结构](#仓库结构)
- [开发与验证](#开发与验证)
- [文档与后续工作](#文档与后续工作)

## 系统架构

```mermaid
flowchart LR
    subgraph Camera["图传板 · ESP32-S3"]
        Sensor["OV5640<br/>硬件 JPEG"] --> Firmware["采集与分片<br/>最新帧发送"]
    end

    subgraph Armor["装甲板 · ESP32-C3"]
        Piezo["四路压电片"] --> Rules["受击规则与整车血量"]
        Rules --> LEDs["四路 WS2812"]
    end

    subgraph Desktop["RMIC::2026 · 桌面端"]
        Core["Rust 核心<br/>发现、重组与血量状态"]
        Backend["Tauri 后端<br/>本地通道、截图与录制"]
        UI["React / WebView<br/>用户端或裁判端"]
        Core --> Backend
        Backend -->|"本地 WebSocket：JPEG 与状态"| UI
        UI -->|"IPC：配置与操作"| Backend
    end

    Firmware -->|"UDP 5600：Hello 与视频分片"| Core
    Core -->|"Subscribe：广播与定向续订"| Firmware
    Rules -->|"UDP 5601：血量广播"| Core
```

两块图传板各自发送，裁判端同时接收两路；用户端只接收绑定图传板的画面。装甲板主板连接四路传感器和灯带，其余从板不含 MCU。

| 网络项 | 配置 | 说明 |
| :--- | :--- | :--- |
| 图传板 Wi-Fi | 2.4 GHz | 板卡与客户端需处于可互通的局域网 |
| 视频与发现 | UDP `5600` | Hello、Subscribe 与 JPEG 分片 |
| 装甲板上报 | UDP `5601` | 每 200 ms 广播四路血量 |
| 本地界面通道 | 回环 WebSocket + Tauri IPC | JPEG 由 WebView 解码，网络接收线程不做视频解码 |

> [!IMPORTANT]
> 网络需要允许广播和设备间互访。请关闭 AP 客户端隔离，并允许客户端通过防火墙。VPN / 虚拟网卡可能影响广播路由，排查方法见[客户端说明](docs/desktop/client.md#windows-x64-构建)。

## 功能与验证范围

| 模块 | 已有功能 | 使用条件与边界 |
| :--- | :--- | :--- |
| 图传固件 | VGA 彩色 JPEG、UDP 分片、多端订阅、Wi-Fi 重连、过期帧放弃 | 当前记录约 30 fps；不同网络、板卡与画质下需复测[^performance] |
| 用户端 | 本队画面、双方装甲条、瞄准器、偏移校准、命中反馈 | 先绑定图传板与装甲板；改绑、切换模式和退出受密码限制 |
| 裁判端 | 双路画面、队名编辑、装甲板发现、槽位分配、截图、录制与回放 | 录制需要 ffmpeg；图传槽位可手动指定 |
| 装甲板 | 四路受击检测与灯带、整车血量、UDP 上报 | 初始 100 血，每次受击扣 3 点；队伍号在编译期选择 |
| 固件维护 | USB 读取设备、检查固件包、选择候选槽位、备份和写后回读 | App 写入与回读已有实机记录；完整分区切换尚未验证 |

发送端在有限预算内提交当前帧，超时后转向新帧；本地视频通道与 WebView 会放弃滞留超过 100 ms 的旧帧。这个期限约束的是本机积压，**不代表相机到屏幕的端到端延迟**。

> [!WARNING]
> 固件维护会写入设备 Flash。使用前核对芯片、分区和备份，并阅读[已验证与未验证范围](docs/maintenance/firmware.md#已验证--未验证)。ESP32-S3 与 ESP32-C3 的固件不能混用。

[^performance]: [最新帧处理记录](docs/testing/realtime.md)、[功率与拥塞记录](docs/testing/power.md)和[延迟测量](docs/testing/latency.md)保留了配置、观察窗口与测量限制。历史数字不是所有部署环境的性能保证。

## 快速开始

### 1. 无板卡：先看界面

安装 Node.js 和 pnpm 后，在仓库根目录执行：

```sh
cd desktop
pnpm install --frozen-lockfile
pnpm dev
```

打开 [用户端预览](http://127.0.0.1:1420/) 或 [裁判端预览](http://127.0.0.1:1420/?preview=referee)。预览由浏览器合成状态和画面，无需 Rust 后端或板卡。

> [!TIP]
> 检查首次启动流程时，可使用 `?preview=first-run` 和 `?preview=password`。需要测试实际接收、重组和录制路径时，使用原生客户端的 `--demo` 模式；两种方式显示的都是合成数据。

### 2. 连接板卡：运行桌面端

先按[客户端说明](docs/desktop/client.md#快速开始)安装宿主平台依赖。Windows x64 需要 Rust stable MSVC、Visual Studio C++ Build Tools、Windows SDK 和 WebView2；录制另需 ffmpeg。

<details>
<summary><strong>Windows x64：开发运行与安装包</strong></summary>

在 `desktop/` 执行。显式指定目标，并清空从根固件项目继承的 `build-std`：

```powershell
pnpm install --frozen-lockfile
pnpm app --target x86_64-pc-windows-msvc -- --locked --config 'unstable.build-std=[]'
```

生成 NSIS 安装包：

```powershell
pnpm tauri build --target x86_64-pc-windows-msvc --bundles nsis --ci -- --locked --config 'unstable.build-std=[]'
```

安装包位于 `desktop/src-tauri/target/x86_64-pc-windows-msvc/release/bundle/nsis/`。显示名为 **RMIC::2026**，Windows 可执行文件和安装包使用 **RMIC-2026**。

</details>

<details>
<summary><strong>macOS / Linux：目标选择与演示模式</strong></summary>

`desktop/.cargo/config.toml` 默认目标为 `aarch64-apple-darwin`。Intel Mac 使用 `x86_64-apple-darwin`，常见 Linux x64 使用 `x86_64-unknown-linux-gnu`；其他架构先用 `rustc +stable -vV` 核对 host。

以 Linux x64 为例，在 `desktop/` 执行：

```sh
pnpm install --frozen-lockfile
pnpm app --target x86_64-unknown-linux-gnu -- --locked --config 'unstable.build-std=[]'
```

同一命令末尾追加 `-- --demo` 可启动原生演示模式。它将合成数据报送入正常接收与重组路径，适合检查截图、录制和命中反馈；预览与演示的区别见[客户端说明](docs/desktop/client.md#演示模式没有板子也能把整条链路跑起来)。

</details>

首次启动选择用户端或裁判端。用户端需要设置现场密码并绑定本车板卡；裁判端自动分配图传槽位，装甲板按上报队伍分配。对应关系不符时，在设置中手动指定。

### 3. 编译图传或装甲固件

| 硬件 | 构建目标 | 入门文档 |
| :--- | :--- | :--- |
| Freenove ESP32-S3-WROOM CAM + OV5640 | `xtensa-esp32s3-espidf` | [环境、参数与烧录](docs/setup/firmware.md) |
| ESP32-C3 装甲板主板 | `riscv32imc-esp-espidf` | [接线、规则与构建](docs/hardware/armor.md) |

<details>
<summary><strong>已装好图传工具链：构建命令</strong></summary>

先按[固件入门](docs/setup/firmware.md)安装固定的 `esp-1.97.0.0` 工具链与 ESP-IDF 依赖。在仓库根目录准备 `.env`；已有文件时不要覆盖。

Windows PowerShell：

```powershell
if (-not (Test-Path -LiteralPath .env)) {
    Copy-Item -LiteralPath .env.example -Destination .env
}
# 用编辑器填写 .env 中的 Wi-Fi 配置后再构建。
.\scripts\build.ps1 -Package
```

Linux / macOS（Bash）：

```bash
test -f .env || cp .env.example .env
# 用编辑器填写 .env 中的 Wi-Fi 配置后再构建。
. "$HOME/export-esp.sh"
scripts/build.sh --package
```

上述命令只构建和打包。烧录步骤、引脚与分区偏移请按[固件入门](docs/setup/firmware.md)核对；不要将 ELF 当作 BIN 写入。

</details>

Wi-Fi 凭据会编入固件。`.env` 已被 Git 忽略，分享固件前也需检查其中的凭据。

## 发现与收流时序

```mermaid
sequenceDiagram
    participant Board as ESP32-S3 图传板
    participant Client as 桌面 Rust 核心
    participant View as WebView 画面

    Board-->>Client: Hello 广播（每 2 秒，含版本与协议号）
    Client->>Board: Subscribe（每 800 ms 续订）
    Note over Board,Client: 按订阅包源地址推流；6 秒未续订则移除

    loop 采集与发送
        Board-->>Client: JPEG 分片（27 字节头 + 最多 1400 字节载荷）
        alt 分片完整且通过接收检查
            Client->>View: 本地通道投递完整 JPEG
            View->>View: 解码并绘制最新有效帧
        else 缺片或超时
            Client->>Client: 丢弃未完成帧，等待后续帧
        end
    end
```

分片按 `sender_id` 和 `frame_id` 隔离，不重传缺失分片。线路格式、去重和拒收条件见 [UDP 协议](docs/protocol/udp.md)。

## 仓库结构

| 路径 | 职责 | 说明 |
| :--- | :--- | :--- |
| [`src/`](src/) | ESP32-S3 固件 | 采集、分片、发现订阅、发送与重连 |
| [`components/`](components/) | C 组件与 FFI | 本地相机驱动、封装及补丁 |
| [`protocol/`](protocol/) | 共享线路协议 | 编解码与帧重组，可在主机测试 |
| [`desktop/core/`](desktop/core/) | 桌面核心 | 网络、装甲板、配置、密码与槽位 |
| [`desktop/src-tauri/`](desktop/src-tauri/) | Tauri 后端 | 本地通道、命令、录制与固件维护 |
| [`desktop/src/`](desktop/src/) | React 前端 | 用户端、裁判端、维护与延迟校准 |
| [`armor/`](armor/) | ESP32-C3 独立 workspace | 受击规则、灯带与血量广播 |
| [`scripts/`](scripts/) | 构建与诊断工具 | 烧录、打包、版本、协议与性能探测 |
| [`reference/armor/`](reference/armor/) | 早期 C 版参考工程 | 用于核对硬件与实现差异 |
| [`docs/`](docs/index.md) | 项目文档 | 入门、开发、硬件、测试、发布与提案 |

> [!CAUTION]
> `components/esp32-camera/target/` 是按芯片分类的**驱动源码**，包含本地补丁。它不是构建缓存，不能随其他 `target/` 目录一起清理。

## 开发与验证

按修改范围运行对应检查。主机 Rust 测试需显式选择宿主目标，避免继承 ESP32 的构建配置；各平台说明见[开发与验证](docs/development/firmware.md)。

<details>
<summary><strong>前端检查与 Windows 主机 Rust 检查</strong></summary>

前端命令在 `desktop/` 执行：

```sh
pnpm build
pnpm test:stream
pnpm test:latency
```

以下 Rust 命令在仓库根目录执行：

```powershell
cargo +stable test --locked --manifest-path protocol/Cargo.toml --target x86_64-pc-windows-msvc --config 'unstable.build-std=[]'
cargo +stable test --locked --manifest-path desktop/core/Cargo.toml --target x86_64-pc-windows-msvc --config 'unstable.build-std=[]'
cargo +stable check --locked --manifest-path desktop/src-tauri/Cargo.toml --target x86_64-pc-windows-msvc --config 'unstable.build-std=[]'
```

录制相关测试会调用 ffmpeg / ffprobe。主机测试、前端构建通过后，仍需按变更范围检查真实 WebView、板卡与网络行为。

</details>

提交使用 Conventional Commits，如 `docs(readme): 完善项目入口`。版本由 Git 历史计算，在根目录执行：

```sh
node scripts/version.mjs --write
node scripts/version.mjs --check
```

生成的改动记录位于 `docs/releases/`；派生文件清单见[版本维护](docs/development/versioning.md)。

## 文档与后续工作

文档沿用 Firefox 仓库的分类与索引思路：根目录保留项目入口和协作约定，详细说明集中到 [`docs/index.md`](docs/index.md)。

| 要做什么 | 从哪里开始 |
| :--- | :--- |
| 首次准备图传板 | [固件入门](docs/setup/firmware.md) → [硬件接线](docs/hardware/camera.md) |
| 使用或调试桌面端 | [客户端说明](docs/desktop/client.md) → [故障排查](docs/testing/troubleshooting.md) |
| 更新设备固件 | [固件维护](docs/maintenance/firmware.md) |
| 修改受击规则或灯带 | [装甲板说明](docs/hardware/armor.md) |
| 复核帧率和延迟 | [最新帧记录](docs/testing/realtime.md) → [延迟测量](docs/testing/latency.md) |
| 参与开发 | [AGENTS.md](AGENTS.md) → [开发与验证](docs/development/firmware.md) |

实现状态与待验证事项分开记录：

- [x] UDP 图传、发现订阅与桌面双模式
- [x] 装甲板血量上报、HUD、命中反馈与录制
- [x] USB 固件包校验、App 写入与回读
- [ ] 完成固件维护的完整实机分区切换验证
- [ ] 确认并实现[比赛控制与直播提案](docs/design/match-and-broadcast.md)

<details>
<summary><strong>仓库地址</strong></summary>

仓库已由 `ESP32S3_vt` 改名为 `simba-rmic-2026`，旧地址会重定向。SSH 地址：

```text
git@git.simba-robotics.com:PRAM/simba-rmic-2026.git
```

</details>