条件控制逻辑

条件控制逻辑

概述

本节介绍在投料系统中实现条件控制逻辑的方法——即在特定条件下覆盖默认的时间调度，实现更智能的投料控制。学习完成后，您将能够：

• 设计液位触发的条件投料逻辑
• 实现多条件组合决策
• 配置安全保护条件（缺水断电等）
• 通过 Node-RED Dashboard 动态调整条件参数

Conditional Logic Framework

┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   条件控制决策树                              │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                               │
│  输入:                                                        │
│  - 时间调度结果 (投料/不投料)                                 │
│  - 当前液位 (%)                                              │
│  - 上次投料时间                                              │
│  - 液位变化趋势                                              │
│                                                               │
│  条件判断 (按优先级):                                         │
│                                                               │
│  1. 安全条件:                                                 │
│     液位 < 5% → 禁止投料 (缺水，泵会空转)                    │
│                                                               │
│  2. 低液位紧急投料:                                           │
│     液位 < 20% AND 超过最小间隔 → 强制投料                   │
│                                                               │
│  3. 满液位跳过投料:                                           │
│     液位 > 90% → 跳过本次计划投料                           │
│                                                               │
│  4. 时间调度结果:                                             │
│     正常投料/不投料 (默认)                                    │
│                                                               │
│  输出:                                                        │
│  - 最终指令 (投料/不投料)                                     │
│  - 决策原因 (供日志和 Dashboard 显示)                        │
│                                                               │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘

Node-RED Implementation

// Function: 条件控制逻辑
// 输入: msg.payload.command (时间调度结果 "1" 或 "0")
//       + flow.get("lastSensorData") (当前传感器数据)
// 输出: 覆盖后的最终指令

// ===== 读取传感器数据 =====
var sensorData = flow.get("lastSensorData") || {};
var levelPercent = sensorData.level || 0;      // 当前液位 (%)
var distance = sensorData.distance || 0;        // 当前距离 (cm)

// ===== 配置条件参数 =====
var conditions = flow.get("dosingConditions") || {
    // 安全保护
    emptyLevel: 5,           // 缺水阈值 (%)
    emptyAction: "inhibit",  // inhibit=禁止, warn=仅警告

    // 紧急投料
    lowLevel: 20,            // 低液位阈值 (%)
    lowMinInterval: 7200,    // 紧急投料最小间隔 (秒, 2 小时)

    // 满液位跳过
    fullLevel: 90,           // 满液位阈值 (%)
    skipFull: true,          // 满液位是否跳过投料

    // 趋势判断
    trendEnabled: true,      // 启用趋势分析
    rapidDropThreshold: 10,  // 快速下降阈值 (% 每次唤醒)
    rapidDropAction: "force" // force=强制投料, warn=警告
};

// ===== 时间调度结果 =====
var scheduledCommand = msg.payload || "0";
var finalCommand = scheduledCommand;
var decisionReason = "time_schedule";
var overridden = false;

// ===== 条件 1: 安全保护 - 缺水 =====
if (levelPercent < conditions.emptyLevel &&
    levelPercent >= 0) {  // 排除传感器故障 (-1)
    finalCommand = "0";  // 强制不投料
    decisionReason = "empty_container";
    overridden = true;
    node.warn("SAFETY: Container nearly empty (" + levelPercent +
              "%), dosing inhibited");
}

// ===== 条件 2: 低液位紧急投料 =====
if (levelPercent < conditions.lowLevel &&
    levelPercent >= conditions.emptyLevel &&
    scheduledCommand === "0") {

    // 检查是否达最小间隔
    var lastDosingTime = flow.get("lastDosingTimestamp") || 0;
    var currentTime = Math.floor(Date.now() / 1000);
    var timeSinceLastDose = currentTime - lastDosingTime;

    if (timeSinceLastDose >= conditions.lowMinInterval) {
        finalCommand = "1";  // 强制投料
        decisionReason = "low_level_emergency";
        overridden = true;
        node.log("EMERGENCY: Low level (" + levelPercent +
                 "%), forcing dosing");
    }
}

// ===== 条件 3: 满液位跳过投料 =====
if (conditions.skipFull &&
    levelPercent > conditions.fullLevel &&
    scheduledCommand === "1") {
    finalCommand = "0";
    decisionReason = "full_container_skip";
    overridden = true;
    node.log("SKIP: Container full (" + levelPercent +
             "%), skipping scheduled dosing");
}

// ===== 条件 4: 液位快速下降检测 =====
if (conditions.trendEnabled) {
    var previousLevel = flow.get("previousLevel") || levelPercent;
    var levelDrop = previousLevel - levelPercent;

    if (levelDrop >= conditions.rapidDropThreshold) {
        // 液位快速下降 → 可能泄漏
        node.warn("RAPID DROP: Level dropped " + levelDrop +
                  "% since last check");

        // 发送告警而非修改投料
        flow.set("rapidDropAlert", {
            drop: levelDrop,
            timestamp: Date.now(),
            fromLevel: previousLevel,
            toLevel: levelPercent
        });
    }

    // 保存当前液位供下次比较
    flow.set("previousLevel", levelPercent);
}

// ===== 构建结果 =====
var result = {
    command: finalCommand,
    scheduled: scheduledCommand,
    overridden: overridden,
    reason: decisionReason,
    conditions: {
        level: levelPercent,
        emptyThreshold: conditions.emptyLevel,
        lowThreshold: conditions.lowLevel,
        fullThreshold: conditions.fullLevel
    }
};

// 保存决策记录
flow.set("lastConditionalResult", result);

// 日志输出
if (overridden) {
    node.log("Override: " + scheduledCommand + " → " + finalCommand +
             " (" + decisionReason + ")");
}

// 输出最终指令
msg.payload = result.command;
msg.topic = "esp32/dosing/control";
msg.metadata = result;

return msg;

Dashboard: Condition Configuration UI

// Function: 保存 Dashboard 条件配置

// 接收来自 Dashboard 表单的输入
var config = {
    emptyLevel: parseInt(msg.payload.empty_level) || 5,
    lowLevel: parseInt(msg.payload.low_level) || 20,
    fullLevel: parseInt(msg.payload.full_level) || 90,
    lowMinInterval: (parseFloat(msg.payload.low_interval_hours) || 2) * 3600,
    skipFull: msg.payload.skip_full === "true",
    trendEnabled: msg.payload.trend_enabled === "true",
    rapidDropThreshold: parseInt(msg.payload.rapid_drop) || 10
};

// 保存到 Flow Context
flow.set("dosingConditions", config);

node.log("Conditions updated: " + JSON.stringify(config));

return { payload: "配置已更新: " + JSON.stringify(config) };

┌──────────────────────────────────────────────┐
│              条件控制配置                      │
├──────────────────────────────────────────────┤
│                                              │
│  🛡️ 安全保护:                                │
│     缺水阈值: [5] %   禁止投料 ✅             │
│                                              │
│  ⚠️ 紧急投料:                                │
│     低液位阈值: [20] %                        │
│     最小间隔: [2] 小时                       │
│                                              │
│  ✅ 满液位跳过: [90] %  跳过投料 ✅          │
│                                              │
│  📊 趋势检测:                                │
│     启用: [✅]                                │
│     快速下降阈值: [10] %/次                  │
│                                              │
│  [保存配置]                                  │
│                                              │
│  --- 当前状态 ---                            │
│  液位: 33%                                   │
│  投料调度: 跳过 (间隔未到)                   │
│  条件覆盖: 否                                │
│  最终指令: 0                                 │
│                                              │
└──────────────────────────────────────────────┘

Complete Decision Flow

输入: {
  scheduledCommand: "1",        // 时间调度说需要投料
  levelPercent: 95,             // 但是容器几乎是满的
  conditions: {
    fullLevel: 90,
    skipFull: true
  }
}

条件检查:
  1. 缺水? level=95 > emptyLevel=5 → 通过
  2. 紧急投料? level=95 > lowLevel=20 → 不触发
  3. 满液位跳过? level=95 > fullLevel=90 AND scheduled=1 → 触发!

输出:
  command: "0"                  // 跳过本轮投料
  reason: "full_container_skip"
  overridden: true

验证

# 1. 测试缺水保护
# 触发: 液位 < 5%
# 预期: 即使时间调度为 "1"，也输出 "0"
# 日志: SAFETY: Container nearly empty (3%), dosing inhibited

# 2. 测试低液位紧急投料
# 触发: 液位 < 20% AND 距上次投料 > 2 小时
# 预期: 即使时间调度为 "0"，也输出 "1"
# 日志: EMERGENCY: Low level (15%), forcing dosing

# 3. 测试满液位跳过
# 触发: 液位 > 90% AND 时间调度为 "1"
# 预期: 输出 "0"
# 日志: SKIP: Container full (95%), skipping scheduled dosing

# 4. 测试液位快速下降检测
# 触发: 液位从 50% 降到 35% (下降 15%)
# 预期: rapidDropAlert 触发告警

Common Customer Questions

Q1: 条件覆盖优先级是如何确定的？

安全 > 紧急 > 跳过 > 时间调度。即安全保护（缺水禁止投料）优先级最高，低液位紧急投料次之，满液位跳过再次之，最后才是时间调度的正常结果。

Q2: 多个条件同时触发怎么办？

按优先级处理：先检查安全条件 → 再检查紧急条件 → 再检查跳过条件 → 最后使用时间调度结果。每个条件分支使用 else if 确保只有一个条件生效。

Q3: 能否根据温度/湿度条件调整投料？

可以。通过 MQTT 接入温湿度传感器，在条件逻辑中增加判断：

// 温度补偿: 高温增加投料量
var temperature = flow.get("currentTemperature") || 25;
if (temperature > 35 && shouldDose) {
    dosingDuration = 5000;  // 高温多投一些
}

最佳实践

✅ 推荐做法:

• 安全保护条件（缺水）的优先级最高
• 所有条件阈值可在 Dashboard 远程配置
• 每次条件覆盖都记录原因到日志
• 条件覆盖状态在 Dashboard 上实时显示
• 条件参数设置合理范围（如液位 0-100%）

❌ 避免做法:

• 相互冲突的条件同时启用（如缺水强制不投料 AND 低液位紧急投料）
• 条件阈值设置过于敏感（如 emptyLevel = 30% 过早禁止投料）
• 忽略条件覆盖后的审计日志
• 条件配置存储在 Node-RED 内存中（重启丢失）

Summary

1. 四层条件: 安全保护 → 紧急投料 → 满液位跳过 → 时间调度
2. 液位触发: 低液位紧急投料和满液位跳过互不冲突
3. 趋势检测: 快速液位下降提示泄漏风险
4. 远程配置: 所有条件阈值通过 Dashboard 动态调整
5. 决策透明: 每次条件覆盖记录原因和元数据