open_pub/Uni-Lab-OS
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Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

0.10.7 Update (#101)

Browse Source 
* Cleanup registry to be easy-understanding (#76)

* delete deprecated mock devices

* rename categories

* combine chromatographic devices

* rename rviz simulation nodes

* organic virtual devices

* parse vessel_id

* run registry completion before merge

---------

Co-authored-by: Xuwznln <18435084+Xuwznln@users.noreply.github.com>

* fix: workstation handlers and vessel_id parsing

* fix: working dir error when input config path
feat: report publish topic when error

* modify default discovery_interval to 15s

* feat: add trace log level

* feat: 添加ChinWe设备控制类，支持串口通信和电机控制功能 (#79)

* fix: drop_tips not using auto resource select

* fix: discard_tips error

* fix: discard_tips

* fix: prcxi_res

* add: prcxi res
fix: startup slow

* feat: workstation example

* fix pumps and liquid_handler handle

* feat: 优化protocol node节点运行日志

* fix all protocol_compilers and remove deprecated devices

* feat: 新增use_remote_resource参数

* fix and remove redundant info

* bugfixes on organic protocols

* fix filter protocol

* fix protocol node

* 临时兼容错误的driver写法

* fix: prcxi import error

* use call_async in all service to avoid deadlock

* fix: figure_resource

* Update recipe.yaml

* add workstation template and battery example

* feat: add sk & ak

* update workstation base

* Create workstation_architecture.md

* refactor: workstation_base 重构为仅含业务逻辑，通信和子设备管理交给 ProtocolNode

* refactor: ProtocolNode→WorkstationNode

* Add:msgs.action (#83)

* update: Workstation dev 将版本号从 0.10.3 更新为 0.10.4 (#84)

* Add:msgs.action

* update: 将版本号从 0.10.3 更新为 0.10.4

* simplify resource system

* uncompleted refactor

* example for use WorkstationBase

* feat: websocket

* feat: websocket test

* feat: workstation example

* feat: action status

* fix: station自己的方法注册错误

* fix: 还原protocol node处理方法

* fix: build

* fix: missing job_id key

* ws test version 1

* ws test version 2

* ws protocol

* 增加物料关系上传日志

* 增加物料关系上传日志

* 修正物料关系上传

* 修复工站的tracker实例追踪失效问题

* 增加handle检测，增加material edge关系上传

* 修复event loop错误

* 修复edge上报错误

* 修复async错误

* 更新schema的title字段

* 主机节点信息等支持自动刷新

* 注册表编辑器

* 修复status密集发送时，消息出错

* 增加addr参数

* fix: addr param

* fix: addr param

* 取消labid 和 强制config输入

* Add action definitions for LiquidHandlerSetGroup and LiquidHandlerTransferGroup

- Created LiquidHandlerSetGroup.action with fields for group name, wells, and volumes.
- Created LiquidHandlerTransferGroup.action with fields for source and target group names and unit volume.
- Both actions include response fields for return information and success status.

* Add LiquidHandlerSetGroup and LiquidHandlerTransferGroup actions to CMakeLists

* Add set_group and transfer_group methods to PRCXI9300Handler and update liquid_handler.yaml

* result_info改为字典类型

* 新增uat的地址替换

* runze multiple pump support

(cherry picked from commit 49354fcf39)

* remove runze multiple software obtainer

(cherry picked from commit 8bcc92a394)

* support multiple backbone

(cherry picked from commit 4771ff2347)

* Update runze pump format

* Correct runze multiple backbone

* Update runze_multiple_backbone

* Correct runze pump multiple receive method.

* Correct runze pump multiple receive method.

* 对于PRCXI9320的transfer_group，一对多和多对多

* 移除MQTT，更新launch文档，提供注册表示例文件，更新到0.10.5

* fix import error

* fix dupe upload registry

* refactor ws client

* add server timeout

* Fix: run-column with correct vessel id (#86)

* fix run_column

* Update run_column_protocol.py

(cherry picked from commit e5aa4d940a)

* resource_update use resource_add

* 新增版位推荐功能

* 重新规定了版位推荐的入参

* update registry with nested obj

* fix protocol node log_message, added create_resource return value

* fix protocol node log_message, added create_resource return value

* try fix add protocol

* fix resource_add

* 修复移液站错误的aspirate注册表

* Feature/xprbalance-zhida (#80)

* feat(devices): add Zhida GC/MS pretreatment automation workstation

* feat(devices): add mettler_toledo xpr balance

* balance

* 重新补全zhida注册表

* PRCXI9320 json

* PRCXI9320 json

* PRCXI9320 json

* fix resource download

* remove class for resource

* bump version to 0.10.6

* 更新所有注册表

* 修复protocolnode的兼容性

* 修复protocolnode的兼容性

* Update install md

* Add Defaultlayout

* 更新物料接口

* fix dict to tree/nested-dict converter

* coin_cell_station draft

* refactor: rename "station_resource" to "deck"

* add standardized BIOYOND resources: bottle_carrier, bottle

* refactor and add BIOYOND resources tests

* add BIOYOND deck assignment and pass all tests

* fix: update resource with correct structure; remove deprecated liquid_handler set_group action

* feat: 将新威电池测试系统驱动与配置文件并入 workstation_dev_YB2 (#92)

* feat: 新威电池测试系统驱动与注册文件

* feat: bring neware driver & battery.json into workstation_dev_YB2

* add bioyond studio draft

* bioyond station with communication init and resource sync

* fix bioyond station and registry

* fix: update resource with correct structure; remove deprecated liquid_handler set_group action

* frontend_docs

* create/update resources with POST/PUT for big amount/ small amount data

* create/update resources with POST/PUT for big amount/ small amount data

* refactor: add itemized_carrier instead of carrier consists of ResourceHolder

* create warehouse by factory func

* update bioyond launch json

* add child_size for itemized_carrier

* fix bioyond resource io

* Workstation templates: Resources and its CRUD, and workstation tasks (#95)

* coin_cell_station draft

* refactor: rename "station_resource" to "deck"

* add standardized BIOYOND resources: bottle_carrier, bottle

* refactor and add BIOYOND resources tests

* add BIOYOND deck assignment and pass all tests

* fix: update resource with correct structure; remove deprecated liquid_handler set_group action

* feat: 将新威电池测试系统驱动与配置文件并入 workstation_dev_YB2 (#92)

* feat: 新威电池测试系统驱动与注册文件

* feat: bring neware driver & battery.json into workstation_dev_YB2

* add bioyond studio draft

* bioyond station with communication init and resource sync

* fix bioyond station and registry

* create/update resources with POST/PUT for big amount/ small amount data

* refactor: add itemized_carrier instead of carrier consists of ResourceHolder

* create warehouse by factory func

* update bioyond launch json

* add child_size for itemized_carrier

* fix bioyond resource io

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Co-authored-by: h840473807 <47357934+h840473807@users.noreply.github.com>
Co-authored-by: Xie Qiming <97236197+Andy6M@users.noreply.github.com>

* 更新物料接口

* Workstation dev yb2 (#100)

* Refactor and extend reaction station action messages

* Refactor dispensing station tasks to enhance parameter clarity and add batch processing capabilities

- Updated `create_90_10_vial_feeding_task` to include detailed parameters for 90%/10% vial feeding, improving clarity and usability.
- Introduced `create_batch_90_10_vial_feeding_task` for batch processing of 90%/10% vial feeding tasks with JSON formatted input.
- Added `create_batch_diamine_solution_task` for batch preparation of diamine solution, also utilizing JSON formatted input.
- Refined `create_diamine_solution_task` to include additional parameters for better task configuration.
- Enhanced schema descriptions and default values for improved user guidance.

* 修复to_plr_resources

* add update remove

* 支持选择器注册表自动生成
支持转运物料

* 修复资源添加

* 修复transfer_resource_to_another生成

* 更新transfer_resource_to_another参数，支持spot入参

* 新增test_resource动作

* fix host_node error

* fix host_node test_resource error

* fix host_node test_resource error

* 过滤本地动作

* 移动内部action以兼容host node

* 修复同步任务报错不显示的bug

* feat: 允许返回非本节点物料，后面可以通过decoration进行区分，就不进行warning了

* update todo

* modify bioyond/plr converter, bioyond resource registry, and tests

* pass the tests

* update todo

* add conda-pack-build.yml

* add auto install script for conda-pack-build.yml

(cherry picked from commit 172599adcf)

* update conda-pack-build.yml

* update conda-pack-build.yml

* update conda-pack-build.yml

* update conda-pack-build.yml

* update conda-pack-build.yml

* Add version in __init__.py
Update conda-pack-build.yml
Add create_zip_archive.py

* Update conda-pack-build.yml

* Update conda-pack-build.yml (with mamba)

* Update conda-pack-build.yml

* Fix FileNotFoundError

* Try fix 'charmap' codec can't encode characters in position 16-23: character maps to <undefined>

* Fix unilabos msgs search error

* Fix environment_check.py

* Update recipe.yaml

* Update registry. Update uuid loop figure method. Update install docs.

* Fix nested conda pack

* Fix one-key installation path error

* Bump version to 0.10.7

* Workshop bj (#99)

* Add LaiYu Liquid device integration and tests

Introduce LaiYu Liquid device implementation, including backend, controllers, drivers, configuration, and resource files. Add hardware connection, tip pickup, and simplified test scripts, as well as experiment and registry configuration for LaiYu Liquid. Documentation and .gitignore for the device are also included.

* feat(LaiYu_Liquid): 重构设备模块结构并添加硬件文档

refactor: 重新组织LaiYu_Liquid模块目录结构
docs: 添加SOPA移液器和步进电机控制指令文档
fix: 修正设备配置中的最大体积默认值
test: 新增工作台配置测试用例
chore: 删除过时的测试脚本和配置文件

* add

* 重构: 将 LaiYu_Liquid.py 重命名为 laiyu_liquid_main.py 并更新所有导入引用

- 使用 git mv 将 LaiYu_Liquid.py 重命名为 laiyu_liquid_main.py
- 更新所有相关文件中的导入引用
- 保持代码功能不变，仅改善命名一致性
- 测试确认所有导入正常工作

* 修复: 在 core/__init__.py 中添加 LaiYuLiquidBackend 导出

- 添加 LaiYuLiquidBackend 到导入列表
- 添加 LaiYuLiquidBackend 到 __all__ 导出列表
- 确保所有主要类都可以正确导入

* 修复大小写文件夹名字

* 电池装配工站二次开发教程（带目录）上传至dev (#94)

* 电池装配工站二次开发教程

* Update intro.md

* 物料教程

* 更新物料教程，json格式注释

* Update prcxi driver & fix transfer_liquid mix_times (#90)

* Update prcxi driver & fix transfer_liquid mix_times

* fix: correct mix_times type

* Update liquid_handler registry

* test: prcxi.py

* Update registry from pr

* fix ony-key script not exist

* clean files

---------

Co-authored-by: Junhan Chang <changjh@dp.tech>
Co-authored-by: ZiWei <131428629+ZiWei09@users.noreply.github.com>
Co-authored-by: Guangxin Zhang <guangxin.zhang.bio@gmail.com>
Co-authored-by: Xie Qiming <97236197+Andy6M@users.noreply.github.com>
Co-authored-by: h840473807 <47357934+h840473807@users.noreply.github.com>
Co-authored-by: LccLink <1951855008@qq.com>
Co-authored-by: lixinyu1011 <61094742+lixinyu1011@users.noreply.github.com>
Co-authored-by: shiyubo0410 <shiyubo@dp.tech>
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2025-10-12 23:34:26 +08:00
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69
unilabos/devices/laiyu_liquid/docs/CHANGELOG.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,69 @@
# 更新日志
本文档记录了 LaiYu_Liquid 模块的所有重要变更。
## [1.0.0] - 2024-01-XX
### 新增功能
- ✅ 完整的液体处理工作站集成
- ✅ RS485 通信协议支持
- ✅ SOPA 气动式移液器驱动
- ✅ XYZ 三轴步进电机控制
- ✅ PyLabRobot 兼容后端
- ✅ 标准化资源管理系统
- ✅ 96孔板、离心管架、枪头架支持
- ✅ RViz 可视化后端
- ✅ 完整的配置管理系统
- ✅ 抽象协议实现
- ✅ 生产级错误处理和日志记录
### 技术特性
- **硬件支持**: SOPA移液器 + XYZ三轴运动平台
- **通信协议**: RS485总线，波特率115200
- **坐标系统**: 机械坐标与工作坐标自动转换
- **安全机制**: 限位保护、紧急停止、错误恢复
- **兼容性**: 完全兼容 PyLabRobot 框架
### 文件结构
```
LaiYu_Liquid/
├── core/
│ └── LaiYu_Liquid.py # 主模块文件
├── __init__.py # 模块初始化
├── abstract_protocol.py # 抽象协议
├── laiyu_liquid_res.py # 资源管理
├── rviz_backend.py # RViz后端
├── backend/ # 后端驱动
├── config/ # 配置文件
├── controllers/ # 控制器
├── docs/ # 技术文档
└── drivers/ # 底层驱动
```
### 已知问题
- 无
### 依赖要求
- Python 3.8+
- PyLabRobot
- pyserial
- asyncio
---
## 版本说明
### 版本号格式
采用语义化版本控制 (Semantic Versioning): `MAJOR.MINOR.PATCH`
- **MAJOR**: 不兼容的API变更
- **MINOR**: 向后兼容的功能新增
- **PATCH**: 向后兼容的问题修复
### 变更类型
- **新增功能**: 新的功能特性
- **变更**: 现有功能的变更
- **弃用**: 即将移除的功能
- **移除**: 已移除的功能
- **修复**: 问题修复
- **安全**: 安全相关的修复

267
unilabos/devices/laiyu_liquid/docs/hardware/SOPA气动式移液器RS485控制指令.md Normal file
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@@ -0,0 +1,267 @@
# SOPA气动式移液器RS485控制指令合集
## 1. RS485通信基本配置
### 1.1 支持的设备型号
- **仅SC-STxxx-00-13支持RS485通信**
- 其他型号主要使用CAN通信
### 1.2 通信参数
- **波特率**: 9600, 115200（默认值）
- **地址范围**: 1~254个设备，255为广播地址
- **通信接口**: RS485差分信号
### 1.3 引脚分配（10位LIF连接器）
- **引脚7**: RS485+ (RS485通信正极)
- **引脚8**: RS485- (RS485通信负极)
## 2. RS485通信协议格式
### 2.1 发送数据格式
```
头码 | 地址 | 命令/数据 | 尾码 | 校验和
```
### 2.2 从机回应格式
```
头码 | 地址 | 数据（固定9字节） | 尾码 | 校验和
```
### 2.3 格式详细说明
- **头码**:
- 终端调试: '/' (0x2F)
- OEM通信: '[' (0x5B)
- **地址**: 设备节点地址，1~254，多字节ASCII（注意：地址不可为47，69，91）
- **命令/数据**: ASCII格式的命令字符串
- **尾码**: 'E' (0x45)
- **校验和**: 以上数据的累加值，1字节
## 3. 初始化和基本控制指令
### 3.1 初始化指令
```bash
# 初始化活塞驱动机构
HE
# 示例（OEM通信）：
# 主机发送: 5B 32 48 45 1A
# 从机回应开始: 2F 02 06 0A 30 00 00 00 00 00 00 45 B6
# 从机回应完成: 2F 02 06 00 30 00 00 00 00 00 00 45 AC
```
### 3.2 枪头操作指令
```bash
# 顶出枪头
RE
# 枪头检测状态报告
Q28 # 返回枪头存在状态（0=不存在，1=存在）
```
## 4. 移液控制指令
### 4.1 位置控制指令
```bash
# 绝对位置移动（微升）
A[n]E
# 示例：移动到位置0
A0E
# 相对抽吸（向上移动）
P[n]E
# 示例：抽吸200微升
P200E
# 相对分配（向下移动）
D[n]E
# 示例：分配200微升
D200E
```
### 4.2 速度设置指令
```bash
# 设置最高速度（0.1ul/秒为单位）
s[n]E
# 示例：设置最高速度为2000（200ul/秒）
s2000E
# 设置启动速度
b[n]E
# 示例：设置启动速度为100（10ul/秒）
b100E
# 设置断流速度
c[n]E
# 示例：设置断流速度为100（10ul/秒）
c100E
# 设置加速度
a[n]E
# 示例：设置加速度为30000
a30000E
```
## 5. 液体检测和安全控制指令
### 5.1 吸排液检测控制
```bash
# 开启吸排液检测
f1E # 开启
f0E # 关闭
# 设置空吸门限
$[n]E
# 示例：设置空吸门限为4
$4E
# 设置泡沫门限
![n]E
# 示例：设置泡沫门限为20
!20E
# 设置堵塞门限
%[n]E
# 示例：设置堵塞门限为350
%350E
```
### 5.2 液位检测指令
```bash
# 压力式液位检测
m0E # 设置为压力探测模式
L[n]E # 执行液位检测，[n]为灵敏度(3~40)
k[n]E # 设置检测速度(100~2000)
# 电容式液位检测
m1E # 设置为电容探测模式
```
## 6. 状态查询和报告指令
### 6.1 基本状态查询
```bash
# 查询固件版本
V
# 查询设备状态
Q[n]
# 常用查询参数：
Q01 # 报告加速度
Q02 # 报告启动速度
Q03 # 报告断流速度
Q06 # 报告最大速度
Q08 # 报告节点地址
Q11 # 报告波特率
Q18 # 报告当前位置
Q28 # 报告枪头存在状态
Q29 # 报告校准系数
Q30 # 报告空吸门限
Q31 # 报告堵针门限
Q32 # 报告泡沫门限
```
## 7. 配置和校准指令
### 7.1 校准参数设置
```bash
# 设置校准系数
j[n]E
# 示例：设置校准系数为1.04
j1.04E
# 设置补偿偏差
e[n]E
# 示例：设置补偿偏差为2.03
e2.03E
# 设置吸头容量
C[n]E
# 示例：设置1000ul吸头
C1000E
```
### 7.2 高级控制参数
```bash
# 设置回吸粘度
][n]E
# 示例：设置回吸粘度为30
]30E
# 延时控制
M[n]E
# 示例：延时1000毫秒
M1000E
```
## 8. 复合操作指令示例
### 8.1 标准移液操作
```bash
# 完整的200ul移液操作
a30000b200c200s2000P200E
# 解析：设置加速度30000 + 启动速度200 + 断流速度200 + 最高速度2000 + 抽吸200ul + 执行
```
### 8.2 带检测的移液操作
```bash
# 带空吸检测的200ul抽吸
a30000b200c200s2000f1P200f0E
# 解析：设置参数 + 开启检测 + 抽吸200ul + 关闭检测 + 执行
```
### 8.3 液面检测操作
```bash
# 压力式液面检测
m0k200L5E
# 解析：压力模式 + 检测速度200 + 灵敏度5 + 执行检测
# 电容式液面检测
m1L3E
# 解析：电容模式 + 灵敏度3 + 执行检测
```
## 9. 错误处理
### 9.1 状态字节说明
- **00h**: 无错误
- **01h**: 上次动作未完成
- **02h**: 设备未初始化
- **03h**: 设备过载
- **04h**: 无效指令
- **05h**: 液位探测故障
- **0Dh**: 空吸
- **0Eh**: 堵针
- **10h**: 泡沫
- **11h**: 吸液超过吸头容量
### 9.2 错误查询
```bash
# 查询当前错误状态
Q # 返回状态字节和错误代码
```
## 10. 通信示例
### 10.1 基本通信流程
1. **执行命令**: 主机发送命令 → 从机确认 → 从机执行 → 从机回应完成
2. **读取数据**: 主机发送查询 → 从机确认 → 从机返回数据
### 10.2 快速指令表
| 操作 | 指令 | 说明 |
|------|------|------|
| 初始化 | `HE` | 初始化设备 |
| 退枪头 | `RE` | 顶出枪头 |
| 吸液200ul | `a30000b200c200s2000P200E` | 基本吸液 |
| 带检测吸液 | `a30000b200c200s2000f1P200f0E` | 开启空吸检测 |
| 吐液200ul | `a300000b500c500s6000D200E` | 基本分配 |
| 压力液面检测 | `m0k200L5E` | pLLD检测 |
| 电容液面检测 | `m1L3E` | cLLD检测 |
## 11. 注意事项
1. **地址限制**: RS485地址不可设为47、69、91
2. **校验和**: 终端调试时不关心校验和，OEM通信需要校验
3. **ASCII格式**: 所有命令和参数都使用ASCII字符
4. **执行指令**: 大部分命令需要以'E'结尾才能执行
5. **设备支持**: 只有SC-STxxx-00-13型号支持RS485通信
6. **波特率设置**: 默认115200，可设置为9600

162
unilabos/devices/laiyu_liquid/docs/hardware/步进电机控制指令.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,162 @@
# 步进电机B系列控制指令详解
## 基本通信参数
- **通信方式**: RS485
- **协议**: Modbus
- **波特率**: 115200 (默认)
- **数据位**: 8位
- **停止位**: 1位
- **校验位**: 无
- **默认站号**: 1 (可设置1-254)
## 支持的功能码
- **03H**: 读取寄存器
- **06H**: 写入单个寄存器
- **10H**: 写入多个寄存器
## 寄存器地址表
### 状态监控寄存器 (只读)
| 地址 | 功能码 | 内容 | 说明 |
|------|--------|------|------|
| 00H | 03H | 电机状态 | 0000H-待机/到位, 0001H-运行中, 0002H-碰撞停, 0003H-正光电停, 0004H-反光电停 |
| 01H | 03H | 实际步数高位 | 当前电机位置的高16位 |
| 02H | 03H | 实际步数低位 | 当前电机位置的低16位 |
| 03H | 03H | 实际速度 | 当前转速 (rpm) |
| 05H | 03H | 电流 | 当前工作电流 (mA) |
### 控制寄存器 (读写)
| 地址 | 功能码 | 内容 | 说明 |
|------|--------|------|------|
| 04H | 03H/06H/10H | 急停指令 | 紧急停止控制 |
| 06H | 03H/06H/10H | 失能控制 | 1-使能, 0-失能 |
| 07H | 03H/06H/10H | PWM输出 | 0-1000对应0%-100%占空比 |
| 0EH | 03H/06H/10H | 单圈绝对值归零 | 归零指令 |
| 0FH | 03H/06H/10H | 归零指令 | 定点模式归零速度设置 |
### 位置模式寄存器
| 地址 | 功能码 | 内容 | 说明 |
|------|--------|------|------|
| 10H | 03H/06H/10H | 目标步数高位 | 目标位置高16位 |
| 11H | 03H/06H/10H | 目标步数低位 | 目标位置低16位 |
| 12H | 03H/06H/10H | 保留 | - |
| 13H | 03H/06H/10H | 速度 | 运行速度 (rpm) |
| 14H | 03H/06H/10H | 加速度 | 0-60000 rpm/s |
| 15H | 03H/06H/10H | 精度 | 到位精度设置 |
### 速度模式寄存器
| 地址 | 功能码 | 内容 | 说明 |
|------|--------|------|------|
| 60H | 03H/06H/10H | 保留 | - |
| 61H | 03H/06H/10H | 速度 | 正值正转，负值反转 |
| 62H | 03H/06H/10H | 加速度 | 0-60000 rpm/s |
### 设备参数寄存器
| 地址 | 功能码 | 内容 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|--------|------|
| E0H | 03H/06H/10H | 设备地址 | 0001H | Modbus从站地址 |
| E1H | 03H/06H/10H | 堵转电流 | 0BB8H | 堵转检测电流阈值 |
| E2H | 03H/06H/10H | 保留 | 0258H | - |
| E3H | 03H/06H/10H | 每圈步数 | 0640H | 细分设置 |
| E4H | 03H/06H/10H | 限位开关使能 | F000H | 1-使能, 0-禁用 |
| E5H | 03H/06H/10H | 堵转逻辑 | 0000H | 00-断电, 01-对抗 |
| E6H | 03H/06H/10H | 堵转时间 | 0000H | 堵转检测时间(ms) |
| E7H | 03H/06H/10H | 默认速度 | 1388H | 上电默认速度 |
| E8H | 03H/06H/10H | 默认加速度 | EA60H | 上电默认加速度 |
| E9H | 03H/06H/10H | 默认精度 | 0064H | 上电默认精度 |
| EAH | 03H/06H/10H | 波特率高位 | 0001H | 通信波特率设置 |
| EBH | 03H/06H/10H | 波特率低位 | C200H | 115200对应01C200H |
### 版本信息寄存器 (只读)
| 地址 | 功能码 | 内容 | 说明 |
|------|--------|------|------|
| F0H | 03H | 版本号 | 固件版本信息 |
| F1H-F4H | 03H | 型号 | 产品型号信息 |
## 常用控制指令示例
### 读取电机状态
```
发送: 01 03 00 00 00 01 84 0A
接收: 01 03 02 00 01 79 84
说明: 电机状态为0001H (正在运行)
```
### 读取当前位置
```
发送: 01 03 00 01 00 02 95 CB
接收: 01 03 04 00 19 00 00 2B F4
说明: 当前位置为1638400步 (100圈)
```
### 停止电机
```
发送: 01 10 00 04 00 01 02 00 00 A7 D4
接收: 01 10 00 04 00 01 40 08
说明: 急停指令
```
### 位置模式运动
```
发送: 01 10 00 10 00 06 0C 00 19 00 00 00 00 13 88 00 00 00 00 9F FB
接收: 01 10 00 10 00 06 41 CE
说明: 以5000rpm速度运动到1638400步位置
```
### 速度模式 - 正转
```
发送: 01 10 00 60 00 04 08 00 00 13 88 00 FA 00 00 F4 77
接收: 01 10 00 60 00 04 C1 D4
说明: 以5000rpm速度正转
```
### 速度模式 - 反转
```
发送: 01 10 00 60 00 04 08 00 00 EC 78 00 FA 00 00 A0 6D
接收: 01 10 00 60 00 04 C1 D4
说明: 以5000rpm速度反转 (EC78H = -5000)
```
### 设置设备地址
```
发送: 00 06 00 E0 00 02 C9 F1
接收: 00 06 00 E0 00 02 C9 F1
说明: 将设备地址设置为2
```
## 错误码
| 状态码 | 含义 |
|--------|------|
| 0001H | 功能码错误 |
| 0002H | 地址错误 |
| 0003H | 长度错误 |
## CRC校验算法
```c
public static byte[] ModBusCRC(byte[] data, int offset, int cnt) {
int wCrc = 0x0000FFFF;
byte[] CRC = new byte[2];
for (int i = 0; i < cnt; i++) {
wCrc ^= ((data[i + offset]) & 0xFF);
for (int j = 0; j < 8; j++) {
if ((wCrc & 0x00000001) == 1) {
wCrc >>= 1;
wCrc ^= 0x0000A001;
} else {
wCrc >>= 1;
}
}
}
CRC[1] = (byte) ((wCrc & 0x0000FF00) >> 8);
CRC[0] = (byte) (wCrc & 0x000000FF);
return CRC;
}
```
## 注意事项
1. 所有16位数据采用大端序传输
2. 步数计算: 实际步数 = 高位<<16 | 低位
3. 负数使用补码表示
4. PWM输出K脚: 0%开漏, 100%接地, 其他输出1KHz PWM
5. 光电开关需使用NPN开漏型
6. 限位开关: LF正向, LB反向

1281
unilabos/devices/laiyu_liquid/docs/hardware/硬件连接配置指南.md Normal file
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269
unilabos/devices/laiyu_liquid/docs/readme.md Normal file
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# LaiYu_Liquid 液体处理工作站
## 概述
LaiYu_Liquid 是一个完全集成到 UniLabOS 的自动化液体处理工作站，基于 RS485 通信协议，专为精确的液体分配和转移操作而设计。本模块已完成生产环境部署准备，提供完整的硬件控制、资源管理和标准化接口。
## 系统组成
### 硬件组件
- **XYZ三轴运动平台**: 3个RS485步进电机驱动（地址：X轴=0x01, Y轴=0x02, Z轴=0x03）
- **SOPA气动式移液器**: RS485总线控制，支持精密液体处理操作
- **通信接口**: RS485转USB模块，默认波特率115200
- **机械结构**: 稳固工作台面，支持离心管架、96孔板等标准实验耗材
### 软件架构
- **驱动层**: 底层硬件通信驱动，支持RS485协议
- **控制层**: 高级控制逻辑和坐标系管理
- **抽象层**: 完全符合UniLabOS标准的液体处理接口
- **资源层**: 标准化的实验器具和耗材管理
## 🎯 生产就绪组件
### ✅ 核心驱动程序 (`drivers/`)
- **`sopa_pipette_driver.py`** - SOPA移液器完整驱动
- 支持液体吸取、分配、检测
- 完整的错误处理和状态管理
- 生产级别的通信协议实现
- **`xyz_stepper_driver.py`** - XYZ三轴步进电机驱动
- 精确的位置控制和运动规划
- 安全限位和错误检测
- 高性能运动控制算法
### ✅ 高级控制器 (`controllers/`)
- **`pipette_controller.py`** - 移液控制器
- 封装高级液体处理功能
- 支持多种液体类型和处理参数
- 智能错误恢复机制
- **`xyz_controller.py`** - XYZ运动控制器
- 坐标系管理和转换
- 运动路径优化
- 安全运动控制
### ✅ UniLabOS集成 (`core/LaiYu_Liquid.py`)
- **完整的液体处理抽象接口**
- **标准化的资源管理系统**
- **与PyLabRobot兼容的后端实现**
- **生产级别的错误处理和日志记录**
### ✅ 资源管理系统
- **`laiyu_liquid_res.py`** - 标准化资源定义
- 96孔板、离心管架、枪头架等标准器具
- 自动化的资源创建和配置函数
- 与工作台布局的完美集成
### ✅ 配置管理 (`config/`)
- **`config/deck.json`** - 工作台布局配置
- 精确的空间定义和槽位管理
- 支持多种实验器具的标准化放置
- 可扩展的配置架构
- **`__init__.py`** - 模块集成和导出
- 完整的API导出和版本管理
- 依赖检查和安装验证
- 专业的模块信息展示
<!-- ### ✅ 可视化支持
- **`rviz_backend.py`** - RViz可视化后端
- 实时运动状态可视化
- 液体处理过程监控
- 与ROS系统的无缝集成 -->
## 🚀 核心功能特性
### 液体处理能力
- **精密体积控制**: 支持1-1000μL精确分配
- **多种液体类型**: 水性、有机溶剂、粘稠液体等
- **智能检测**: 液位检测、气泡检测、堵塞检测
- **自动化流程**: 完整的吸取-转移-分配工作流
### 运动控制系统
- **三轴精密定位**: 微米级精度控制
- **路径优化**: 智能运动规划和碰撞避免
- **安全机制**: 限位保护、紧急停止、错误恢复
- **坐标系管理**: 工作坐标与机械坐标的自动转换
### 资源管理
- **标准化器具**: 支持96孔板、离心管架、枪头架等
- **状态跟踪**: 实时监控液体体积、枪头状态等
- **自动配置**: 基于JSON的灵活配置系统
- **扩展性**: 易于添加新的器具类型
## 📁 目录结构
```
LaiYu_Liquid/
├── __init__.py # 模块初始化和API导出
├── readme.md # 本文档
├── backend/ # 后端驱动模块
│ ├── __init__.py
│ └── laiyu_backend.py # PyLabRobot兼容后端
├── core/ # 核心模块
│ ├── core/
│ │ └── LaiYu_Liquid.py # 主设备类
│ ├── abstract_protocol.py # 抽象协议
│ └── laiyu_liquid_res.py # 设备资源定义
├── config/ # 配置文件目录
│ └── deck.json # 工作台布局配置
├── controllers/ # 高级控制器
│ ├── __init__.py
│ ├── pipette_controller.py # 移液控制器
│ └── xyz_controller.py # XYZ运动控制器
├── docs/ # 技术文档
│ ├── SOPA气动式移液器RS485控制指令.md
│ ├── 步进电机控制指令.md
│ └── hardware/ # 硬件相关文档
├── drivers/ # 底层驱动程序
│ ├── __init__.py
│ ├── sopa_pipette_driver.py # SOPA移液器驱动
│ └── xyz_stepper_driver.py # XYZ步进电机驱动
└── tests/ # 测试文件
```
## 🔧 快速开始
### 1. 安装和验证
```python
# 验证模块安装
from unilabos.devices.laiyu_liquid import (
LaiYuLiquid,
LaiYuLiquidConfig,
create_quick_setup,
print_module_info
)
# 查看模块信息
print_module_info()
# 快速创建默认资源
resources = create_quick_setup()
print(f"已创建 {len(resources)} 个资源")
```
### 2. 基本使用示例
```python
from unilabos.devices.LaiYu_Liquid import (
create_quick_setup,
create_96_well_plate,
create_laiyu_backend
)
# 快速创建默认资源
resources = create_quick_setup()
print(f"创建了以下资源: {list(resources.keys())}")
# 创建96孔板
plate_96 = create_96_well_plate("test_plate")
print(f"96孔板包含 {len(plate_96.children)} 个孔位")
# 创建后端实例（用于PyLabRobot集成）
backend = create_laiyu_backend("LaiYu_Device")
print(f"后端设备: {backend.name}")
```
### 3. 后端驱动使用
```python
from unilabos.devices.laiyu_liquid.backend import create_laiyu_backend
# 创建后端实例
backend = create_laiyu_backend("LaiYu_Liquid_Station")
# 连接设备
await backend.connect()
# 设备归位
await backend.home_device()
# 获取设备状态
status = await backend.get_status()
print(f"设备状态: {status}")
# 断开连接
await backend.disconnect()
```
### 4. 资源管理示例
```python
from unilabos.devices.LaiYu_Liquid import (
create_centrifuge_tube_rack,
create_tip_rack,
load_deck_config
)
# 加载工作台配置
deck_config = load_deck_config()
print(f"工作台尺寸: {deck_config['size_x']}x{deck_config['size_y']}mm")
# 创建不同类型的资源
tube_rack = create_centrifuge_tube_rack("sample_rack")
tip_rack = create_tip_rack("tip_rack_200ul")
print(f"离心管架: {tube_rack.name}, 容量: {len(tube_rack.children)} 个位置")
print(f"枪头架: {tip_rack.name}, 容量: {len(tip_rack.children)} 个枪头")
```
## 🔍 技术架构
### 坐标系统
- **机械坐标**: 基于步进电机的原始坐标系统
- **工作坐标**: 用户友好的实验室坐标系统
- **自动转换**: 透明的坐标系转换和校准
### 通信协议
- **RS485总线**: 高可靠性工业通信标准
- **Modbus协议**: 标准化的设备通信协议
- **错误检测**: 完整的通信错误检测和恢复
### 安全机制
- **限位保护**: 硬件和软件双重限位保护
- **紧急停止**: 即时停止所有运动和操作
- **状态监控**: 实时设备状态监控和报警
## 🧪 验证和测试
### 功能验证
```python
# 验证模块安装
from unilabos.devices.laiyu_liquid import validate_installation
validate_installation()
# 查看模块信息
from unilabos.devices.laiyu_liquid import print_module_info
print_module_info()
```
### 硬件连接测试
```python
# 测试SOPA移液器连接
from unilabos.devices.laiyu_liquid.drivers import SOPAPipette, SOPAConfig
config = SOPAConfig(port="/dev/cu.usbserial-3130", address=4)
pipette = SOPAPipette(config)
success = pipette.connect()
print(f"SOPA连接状态: {'成功' if success else '失败'}")
```
## 📚 维护和支持
### 日志记录
- **结构化日志**: 使用Python logging模块的专业日志记录
- **错误追踪**: 详细的错误信息和堆栈跟踪
- **性能监控**: 操作时间和性能指标记录
### 配置管理
- **JSON配置**: 灵活的JSON格式配置文件
- **参数验证**: 自动配置参数验证和错误提示
- **热重载**: 支持配置文件的动态重载
### 扩展性
- **模块化设计**: 易于扩展和定制的模块化架构
- **插件接口**: 支持第三方插件和扩展
- **API兼容**: 向后兼容的API设计