3. DroneCAN设备模型
DroneCAN 不是简单的“总线+报文”协议，它在上层定义了一套完整的设备模型。理解这套模型，是后续做固件升级、参数读写、节点监控和故障定位的基础。一个 DroneCAN 节点在网络上并不是“匿名设备”，它拥有节点 ID、名称、健康状态、参数集合、固件版本以及可被动态分配的身份信息。总线上的飞控或管理端通过这些信息完成设备发现、参数同步和即插即用。
一、节点属性：设备在总线上的“身份证”
每个 DroneCAN 节点都维护一组核心属性，这些属性通过标准消息对外发布。最关键的包括：
- 节点 ID（Node ID）：1~127 的整数，是总线通信的寻址基础。0 通常保留给管理端或飞控，255 用于匿名节点。
- 节点名称（Node Name）：如
org.ardupilot.esc、com.hex.flow，用于人类识别设备类型。 - 健康状态（Health）：OK、WARNING、ERROR、CRITICAL，反映设备运行状况。
- 模式（Mode）：OPERATIONAL、INITIALIZATION、MAINTENANCE、SOFTWARE_UPDATE 等，固件升级时节点会进入 SOFTWARE_UPDATE 模式。
- 固件版本（Software Version）：主版本、次版本、补丁号及可选 VCS 提交号。
- 硬件版本（Hardware Version）：用于区分同一设备的不同硬件批次。
- 唯一 ID（Unique ID）：128 位全局唯一标识，通常来自 MCU 的 UID 或芯片序列号，是动态分配和即插即用的关键依据。
这些属性通过 uavcan.protocol.NodeStatus、uavcan.protocol.GetNodeInfo 等标准服务获取。管理端周期性接收 NodeStatus，从而知道节点是否在线、是否健康、是否处于可升级状态。
二、参数服务器：设备配置的统一入口
DroneCAN 参数服务器是节点内部的一个标准化参数存储与访问接口。每个节点可以暴露若干参数，例如 ESC 的 ESC_PWM_MIN、ESC_PWM_MAX、ESC_CURRENT_LIMIT，或 GPS 的 GPS_BAUD、GPS_TYPE。参数具有名称、类型、默认值、最小/最大值和当前值。
参数访问通过 uavcan.protocol.param.GetSet 服务完成。管理端可以读取单个参数、批量读取、写入参数，甚至保存到非易失存储。参数服务器让不同厂商的设备拥有一致的配置方式，飞控无需为每种设备写专用驱动。
三、动态节点分配与即插即用机制
DroneCAN 支持动态节点 ID 分配。新设备上电时，如果尚未配置固定 ID，会先以匿名节点身份出现，使用 255 作为临时节点 ID，并通过 uavcan.protocol.dynamic_node_id.Allocation 消息请求分配。管理端（通常是飞控）根据设备的唯一 ID、节点名称和当前 ID 占用情况，分配一个空闲的 1~127 节点 ID。
分配完成后，节点会保存该 ID，后续上电直接使用。即插即用机制正是建立在这一流程之上：设备插入总线后，管理端自动发现、自动分配 ID、自动读取节点信息和参数，无需人工配置。对于固件升级场景，这意味着新设备接入后可以立即被识别并进入升级流程。
四、设备发现流程：从上线到可管理
设备发现是 DroneCAN 管理端与节点建立完整认知的过程。典型流程如下：
- 节点上电，发送
NodeStatus，管理端感知到新节点 ID 出现。 - 若节点为匿名状态，管理端响应动态分配请求，分配正式节点 ID。
- 管理端发送
GetNodeInfo，获取节点名称、固件版本、硬件版本、唯一 ID。 - 管理端读取参数列表，同步参数服务器内容。
- 管理端根据节点名称和版本判断是否需要固件升级。
- 若需要升级，管理端请求节点进入
SOFTWARE_UPDATE模式，开始固件传输。
下面这张图展示了 DroneCAN 设备模型的核心组成与发现流程关系：
五、案例与场景：ESC 节点接入与升级
假设一台四轴飞行器使用 DroneCAN ESC。上电后，ESC 以匿名节点身份发送 Allocation 请求，飞控分配 Node ID 10。飞控通过 GetNodeInfo 得知该 ESC 名称为 org.ardupilot.esc，固件版本 1.2.0，唯一 ID 为 0x3A7F...C21D。飞控读取参数，发现 ESC_PWM_MIN=1000、ESC_PWM_MAX=2000。随后飞控检查固件版本，发现最新版本为 1.3.0，于是请求 ESC 进入 SOFTWARE_UPDATE 模式，开始固件传输。升级完成后，ESC 重启，重新走发现流程，飞控确认版本已更新。
# 典型发现日志（示意）
[dronecan] Node 10 online: org.ardupilot.esc
[dronecan] Unique ID: 3A7F...C21D
[dronecan] FW: 1.2.0 HW: 2.1
[dronecan] Param ESC_PWM_MIN = 1000
[dronecan] Param ESC_PWM_MAX = 2000
[dronecan] Upgrade available: 1.3.0
[dronecan] Node 10 entering SOFTWARE_UPDATE
[dronecan] Transfer 100% OK
[dronecan] Node 10 reboot, FW now 1.3.0六、常见误区与复盘
| 误区 | 现象 | 正确做法 |
|---|---|---|
| 认为节点 ID 可以随意固定 | 多个设备使用相同 ID，总线冲突 | 优先使用动态分配，固定 ID 需确保全网唯一 |
| 忽略唯一 ID 的唯一性 | 动态分配失败或节点反复掉线 | 生产时写入不同唯一 ID，避免克隆固件 |
| 参数服务器不保存 | 重启后参数恢复默认 | 写入后执行保存操作，确认非易失存储生效 |
| 升级前未检查模式 | 节点拒绝升级或传输中断 | 先确认节点进入 SOFTWARE_UPDATE 模式 |
| 发现流程只看 NodeStatus | 无法获取版本和参数 | 必须结合 GetNodeInfo 和 GetSet 完成完整发现 |