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# 代码审查报告 — 波长系数全精度修复及周边问题
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- **审查日期**:2026-08-12
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- **审查对象**:`src/main.cpp` 中 `bochangxishu` 全精度修复(占位符 + 序列化后字符串替换)、ArduinoJson 7.4.2 → 6.21.6 降级,以及 git diff(`HEAD~1..HEAD` + 工作区改动)触及的周边代码
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- **行号基准**:当前工作区文件
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- **审查方式**:逐行 diff 扫描 + 跨文件数据流追踪 + 行为变更审计 + 多角度并行核查(5 个后台 agent 交叉验证)
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## 结论摘要
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| # | 严重度 | 位置 | 问题 | 类别 |
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| 1 | 🔴 严重 | [main.cpp:2623-2676](src/main.cpp#L2623-L2676) | **精度修复把 SD 卡存储的标定系数覆盖成出厂系数** | 本次改动引入的回归 |
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| 2 | 🟠 高 | [main.cpp:416](src/main.cpp#L416) / [422](src/main.cpp#L422) | `=` 写成 `==`,manual 采集窗口永不生效,且把 work_time 篡改为 "gps" | 既有 bug(随 diff 触及) |
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| 3 | 🟠 高 | [main.cpp:795](src/main.cpp#L795) | 未持有互斥锁就 `xSemaphoreGive`,可破坏互斥 | 并发 |
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| 4 | 🟠 高 | [main.cpp:960-961](src/main.cpp#L960-L961) | OTA 挂起唯一喂狗任务 Task1,>10 分钟 OTA 中途 panic 重启 | WDT |
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| 5 | 🟠 高 | [main.cpp:566-570](src/main.cpp#L566-L570) | open_4G_mode 阻塞网络调用导致任务看门狗饥饿,重启循环 | WDT |
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| 6 | 🟠 高 | [main.cpp:892](src/main.cpp#L892) | 上传净荷无锁撕裂读(两任务并发读写 ~8KB 结构体) | 并发 |
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| 7 | 🟡 中 | [main.cpp:2663-2676](src/main.cpp#L2663-L2676) | 字符串替换方案脆弱(replace 静默失效 → 200000 被写入文件) | 本次改动 |
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| 8 | 🟡 中 | [main.cpp:875-880](src/main.cpp#L875-L880) | `http_head.sn/version` 为 char[20],长字符串越界写 | 内存 |
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| 9 | 🟡 中 | [main.cpp:734](src/main.cpp#L734) | 每日重启死代码:`day_count` 从不递增,`esp_restart()` 不可达 | 逻辑 |
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| 10 | 🟡 中 | [main.cpp:566](src/main.cpp#L566) | 4G 模式每 ~10s 无条件全量 getnetData+get_GPS,网络轮询量 ×12 | 性能 |
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| 11 | 🟡 中 | [src/SensorIS11.cpp:85](src/SensorIS11.cpp#L85) | `new char[]` 用标量 `delete` 释放(delete/delete[] 不匹配,UB) | 内存 |
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| 12 | 🟡 中 | [src/gsmm_mqtt.cpp:163](src/gsmm_mqtt.cpp#L163) | 4 处复制粘贴的握手轮询,且 180s 超时只守前半段,`portMAX_DELAY` 无界 | 可维护性 |
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| 13 | 🟡 中 | [src/gsmm_mqtt.cpp:124](src/gsmm_mqtt.cpp#L124) | 共享 20s 客户端超时,弱网下上传/OTA 单块停滞即断连 | 网络 |
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| 14 | 🟢 低 | [main.cpp:2628-2631](src/main.cpp#L2628-L2631) | b0-b3 系数未被修复覆盖,仍 9 位小数截断(修复只做了一半) | 本次改动 |
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| 15 | 🟢 低 | [src/gsmm_mqtt.cpp:77](src/gsmm_mqtt.cpp#L77) | reconnect() 无退避,断连时最多阻塞 ~200s | 网络 |
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| 16 | 🟢 低 | [main.cpp:366](src/main.cpp#L366) | Task1 栈 15KB 承载了原 23KB 的 4G 调用链,有溢出风险 | 资源 |
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| 17 | 🟢 低 | [main.cpp:2663-2676](src/main.cpp#L2663-L2676) / [2718-2731](src/main.cpp#L2718-L2731) | 替换块两个分支逐字重复,后续修改需同步两处 | 可维护性 |
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## 一、本次精度修复直接引入的问题(最优先)
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### 🔴 #1 存储标定被出厂系数覆盖(本次改动的回归)
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**位置**:[main.cpp:2623-2626](src/main.cpp#L2623-L2626) 与 [main.cpp:2664-2676](src/main.cpp#L2664-L2676)
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**启动时序**:
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```
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277 initSensor() → SensorInfo.a1..a4 = 传感器出厂系数
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294 sys_info_init() ← 此刻 SensorInfo 仍是出厂值!
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2619-2626 被注释掉的旧代码原本保留 doc 中的存储值,现被 200000 占位符取代
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2638-2641 doc["bochangxishu"]["a0..a3"] 被读入 guangpu_bochang(存储标定加载成功)
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2664-2676 替换块却用 SensorInfo.a1..a4(= 出厂值)写回 sys_sd_doc 并序列化
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319-344 之后才把 guangpu_bochang → SensorInfo(运行时实际用的是存储标定)
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```
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**后果**:
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- 只要 SD 卡上存在 system_info.json,每次开机都会把 `sys_sd_doc["bochangxishu"]["a0..a3"]` 重置为**出厂系数**,而不是 SD 里的存储标定。
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- 下一次任意配置保存(如 [main.cpp:786](src/main.cpp#L786) Task2 写盘)会把出厂值固化到文件,存储标定**永久丢失**。
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- `get_bochangxishu`([main.cpp:1793-1808](src/main.cpp#L1793-L1808))读到的是出厂值,而运行时计算波长用的是 `guangpu_bochang`(存储值)→ **主机读到的系数与实际计算用的系数不一致**。
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被注释掉的旧代码 [main.cpp:2619-2622](src/main.cpp#L2619-L2622)(`sys_sd_doc[...] = doc[...]`)恰恰是保留存储标定的正确做法——它的问题只是序列化时丢到 9 位小数,而不是数值错误。
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**修复建议**(文件存在分支):
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```cpp
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// 替换块的数据源从 SensorInfo(出厂)改为 guangpu_bochang(存储标定)
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const double a[4] = { is11Sensor->guangpu_bochang.a0,
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is11Sensor->guangpu_bochang.a1,
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is11Sensor->guangpu_bochang.a2,
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is11Sensor->guangpu_bochang.a3 };
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```
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首启分支([main.cpp:2700-2703](src/main.cpp#L2700-L2703)、[2718-2731](src/main.cpp#L2718-L2731))用 `SensorInfo` 是**正确**的(此时无存储值,出厂系数即默认标定),无需改动。
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### 🟡 #7 字符串替换方案本身脆弱
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**位置**:[main.cpp:2663-2676](src/main.cpp#L2663-L2676)
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- `String::replace` 是**全局替换**:任何字段若恰好序列化为 `:200000`(数值 200000 的字段),会被一并改成该系数。
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- 替换依赖 ArduinoJson 6.21.6 的**精确输出格式** `"a0":200000`。若未来库升级/格式化变化(冒号后空格、`200000.0`、科学计数法),replace 会**静默失效**,占位符 200000 被原样写入文件;下次开机 [2638](src/main.cpp#L2638) 把它读回 `guangpu_bochang.a0`,每个波长偏移 ~200000nm。
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- 方案的"全精度"目标本身有悖论:降级到 6.21.6 正是为了让这套 replace 匹配其输出;一旦动库版本,修复即失效。
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**建议**:文件存在分支不需要占位符——数据源是内存里的 double,序列化 9 位截断后,直接用 key 锚定 replace 那 4 个 9 位字符串即可;或接受 9 位小数(见下文精度量化)。
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### 🟢 #14 b0-b3 未覆盖
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文件存在分支里 b 系数([main.cpp:2628-2631](src/main.cpp#L2628-L2631))仍走 ArduinoJson 默认 9 位小数序列化,同样丢精度——修复只做了一半。若要彻底,应对 b0-b3 采用相同手段。
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### 关于"丢精度"的量化提醒
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本次修改前我已测算:对这些量级的系数,a0 误差 ~1e-8nm(2047 像元处)、a3 误差 ~5e-5nm,远低于传感器自身光谱分辨率。**9 位小数在物理上可能已足够**,如果确认存储标定不被覆盖才是关键,可以考虑干脆不做字符串替换,只修复 #1 的数值来源。
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## 二、并发 / 任务问题
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### 🟠 #2 `work_time` 赋值写成比较
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**位置**:[main.cpp:416](src/main.cpp#L416) / [422](src/main.cpp#L422)
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```cpp
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if(sys_sd_doc["work_time"] = "gps") // 应为 ==
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else if(sys_sd_doc["work_time"] = "manual") // 应为 ==
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```
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`JsonVariant::operator=` 返回非空 variant,`bool` 转换恒为 true → `gps` 分支**无条件**进入,manual 采集窗口(用户配置的 start_time/stop_time)**永不生效**。副作用:每次 Task0 迭代都把 `sys_sd_doc["work_time"]` 写成 "gps",下次保存后用户设的 "manual" 被固化篡改。已在 [430](src/main.cpp#L430) 之前执行,并直接跳过 manual 分支。修复:改 `==`。
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### 🟠 #3 Task2 在未持有互斥锁时 Give
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**位置**:[main.cpp:781-795](src/main.cpp#L781-L795)
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`xSemaphoreGive(xMutexInventory)` 在 `if(xSemaphoreTake(...) == pdPASS)` **块外**。若 take 超时(其他任务持有锁超过 100s,如 Task1 阻塞在网络调用中),Task2 会 Give 一个自己不持有的锁 → 释放别人的临界区,两个任务并发进入,`sys_sd_doc` / 写盘互相踩踏;在 FreeRTOS 上属于未定义行为,可能触发互斥锁所有权断言。
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**修复建议**:
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```cpp
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if(xSemaphoreTake(xMutexInventory, timeOut) == pdPASS)
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{
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...序列化写盘...
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save = false;
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xSemaphoreGive(xMutexInventory);
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}
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```
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### 🟠 #4 OTA 挂起唯一喂狗任务 → 中途重启
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**位置**:[main.cpp:960-961](src/main.cpp#L960-L961)、[550](src/main.cpp#L550)、[370-376](src/main.cpp#L370-L376)
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Task1 是唯一注册任务看门狗的任务(`esp_task_wdt_add(NULL)`,10 分钟超时,`trigger_panic=true`),而 OTA_task 在下载+烧录期间 `vTaskSuspend(Task1_Handler)`。慢速 4G 下载 >10 分钟 → WDT panic → `CONFIG_ESP_PANIC_HANDLER_REBOOT` 中途重启 → **固件分区半写,设备可能变砖**。同时 open_4G_mode 内的 getnetData/get_GPS/UpdateData 各自最多 180s,叠加可超 10 分钟,造成假阳性重启(见 #5)。
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### 🟠 #5 任务看门狗被当成万能补丁
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`trigger_panic=true` + 双核 `idle_core_mask` + 10 分钟超时,而唯一的喂狗任务 Task1 恰恰在做全部长阻塞网络 I/O([main.cpp:566-570](src/main.cpp#L566-L570))。设计自相矛盾:网络慢但活着,也会被看门狗判死刑。4G 链路拥堵时设备会进入"每 ~10 分钟重启一次"的循环,4G 模式无法恢复。
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### 🟠 #6 上传净荷撕裂读
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**位置**:[main.cpp:892](src/main.cpp#L892)、[433](src/main.cpp#L433)
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Task0 采集写入 `IS11_datastruct_fanshelv`(无锁,[433](src/main.cpp#L433) `get_fanshelv()`),Task1 在 open_4G_mode 里先做最长 180s 的网络同步再 `memcpy` 这个结构体(也无锁,仅在 `up_data` 标志上加锁)。两个核并发读写 ~8KB 结构体 → 上传的数据包可能是**两次测量的混合**(头部/波长被撕裂),服务器端静默收到错误数据。
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## 三、GSM / MQTT 子模块
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### 🟡 #12 握手轮询 4 处复制 + 超时只守一半
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**位置**:[gsmm_mqtt.cpp:163](src/gsmm_mqtt.cpp#L163)、[230](src/gsmm_mqtt.cpp#L230)、[348](src/gsmm_mqtt.cpp#L348)、[550](src/gsmm_mqtt.cpp#L550)
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`while(uxBits & mqtt_stop_bit){ ... if(cout==180*1000) return; vTaskDelay(1); }` 被复制 4 次,且已分化(有的返回 false、有的返回 "-1"、有的 `esp_restart`)。180s 超时只守卫 mqtt_stop_bit 前半段,紧接的 `xEventGroupWaitBits(Http_start_bit, ..., portMAX_DELAY)` **无界**——若 mqtt 任务僵死,调用方永久阻塞。建议提取单一 `wait_mqtt_free()` helper。已核实本板 `CONFIG_FREERTOS_HZ=1000`,`vTaskDelay(1)=1ms`,故 180×1000 确实 ≈ 180s(早期"30 分钟"说法不成立,特此更正)。
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### 🟡 #13 共享 20s 客户端超时
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**位置**:[gsmm_mqtt.cpp:124](src/gsmm_mqtt.cpp#L124)
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同一个 Client 对象同时被 PubSubClient(MQTT)和 HttpClient(HTTP)使用,`setTimeout(1000*20)` 一并生效。弱网下 1024 字节单块写停滞 >20s → `http->write()` 返回 -1 → [UpdateData 返回 false](src/gsmm_mqtt.cpp#L217) 而 open_4G_mode 忽略返回值,上传静默丢失;OTA 下载同理中断。
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### 🟢 #15 reconnect 无退避
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断连时最多 10 次 × 20s = ~200s 阻塞在重连里,期间不服务 mqtt_stop_bit/Http_start_bit 握手,Task1 的 open_4G_mode 干等 180s 后超时,当天数据可能丢弃。
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## 四、内存 / 资源
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### 🟡 #11 `delete` / `delete[]` 不匹配
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**位置**:[SensorIS11.cpp:85](src/SensorIS11.cpp#L85)
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[74](src/SensorIS11.cpp#L74) `result = new char[retlenth]` 用标量 `delete result` 释放(同一函数另一处 [67](src/SensorIS11.cpp#L67) 正确用了 `delete[]`)。UB,可能损坏堆元数据。改为 `delete[] result;`。
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### 🟡 #8 char[20] 越界写
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**位置**:[main.cpp:875-880](src/main.cpp#L875-L880)
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`memcpy(http_head.sn, sn.c_str(), sn.length())` + `http_head.sn[sn.length()]='\0'` 无长度校验。当序列号 ≥ 20 字符时越界写,破坏相邻的 http_head 字段。现有序列号(如 "TFNSP44250004")较短暂安全,但 `version` 取自 [874](src/main.cpp#L874) 的 `sys_sd_doc["version"]`,长版本号即可触发。建议加 `sn.length() < sizeof(http_head.sn)` 保护。
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### 🟢 #16 Task1 栈吃紧
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Task1 栈 15KB([main.cpp:366](src/main.cpp#L366)),却承载了原 task_4G_mode(23KB 独立任务)的全部调用链:open_4G_mode → getnetData/get_GPS/UpdateData(HttpClient/TinyGsm/String 深层栈帧)。深栈路径下可能溢出,而溢出任务恰好是喂狗任务,表现为随机 panic 重启。
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## 五、可维护性
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- 替换块在两个分支逐字重复([2663-2676](src/main.cpp#L2663-L2676) / [2718-2731](src/main.cpp#L2718-L2731))——修 #1 时需同步两处,建议提取成函数。
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- `day_count` / `count` / `running_count` 三重计数冗余,`day_count` 从未递增(#9),已基本失去可推理性。
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- [main.cpp:556-562](src/main.cpp#L556-L562) `up_data` 全局标志在 Task1 每 1s 循环被清零,但只在 `running_count==10` 时才消费 → 两窗口之间的触发被静默丢弃。
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## 六、已验证的"非问题"(避免误改)
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| 项 | 结论 |
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| ArduinoJson 7.4.2 → 6.21.6 降级 | **正确且必要**:v7 移除了 `DynamicJsonDocument`,HEAD 上 pin 的 7.4.2 本来就编译不过。代码全用 v6 原生 API,无兼容问题。 |
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| `reconnect()` 返回值 | 唯一调用方 gsmm_mqtt_loop_task 正确消费 `reconnect_flag`。 |
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| `updata_buff` 大小 | `sizeof(http_head)+sizeof(IS11_datastruct)` 计算正确,无溢出。 |
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| `save` 标志 | 读写在互斥锁内完成,volatile 裸读在本核上无害。 |
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| 180×1000 超时 | 已核实 `CONFIG_FREERTOS_HZ=1000`,即 180s,不是 30 分钟。 |
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## 七、修复优先级建议
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| 优先级 | 项 | 动作 |
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| P0 | #1 存储标定被覆盖 | 文件存在分支替换块数据源改 `guangpu_bochang`(或恢复旧代码+全精度替换);**上线前必改** |
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| P0 | #2 work_time 赋值 | 改 `==`;否则 manual 模式完全失效且配置被篡改 |
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| P0 | #3 互斥锁 Give 越权 | 移入 take 成功分支内 |
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| P1 | #4/#5 WDT | OTA 期间喂狗或临时解注册;open_4G_mode 内周期性 `esp_task_wdt_reset`;或缩小超时并把 panic 改为可恢复 |
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| P1 | #6 上传撕裂 | 采集与 memcpy 之间加锁,或改为单任务快照拷贝 |
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| P2 | #8/#11/#12/#13 | 加长度保护、改 `delete[]`、抽取 wait helper、上传用独立超时 |
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| P2 | #7/#14 | 决定替换方案的取舍(见 #1 修复建议与精度量化) |
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## 附录:本次精度修复的原始问题回顾
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- **问题根源**:ArduinoJson(v7.4.2 与 6.21.6 一致)序列化 double 时**硬编码最多 9 位小数**(内部 `maxDecimalPart=10^9` 受 `uint32_t` 上限约束,10^15 会溢出),并非赋值丢精度——`ARDUINOJSON_USE_DOUBLE=1` 下 double 在内存中是精确的。
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- **当前方案**:序列化前置 `200000` 占位整数 → `serializeJson` → 按 `"aX":200000` 锚定字符串替换为 `snprintf("%.15g")` 的全精度系数 → 恢复 `sys_sd_doc` 真实值。`%.15g`(而非 `String(v,15)`)才能同时保住 ~1e-9 小系数与 ~3e2 大系数的有效位数。
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- **遗留**:写入路径 [main.cpp:786](src/main.cpp#L786)(配置保存)与 [main.cpp:1226](src/main.cpp#L1226)(GPS 更新保存)仍直接 `serializeJson(sys_sd_doc,...)`,bochangxishu 依旧 9 位截断——本次只修了 sys_info_init 的启动/首启两条路径,这两处如需全精度需同样处理。
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