シリアル通信仕様書 (Serial Communication Protocol Documentation)¶

本ドキュメントでは、Hikvision製アルコール検知端末 (com.hikvision.alcoholtest) とアルコールセンサー基板（検知モジュール）間で行われるシリアル通信の物理層仕様、フレーム規約、コマンド一覧、および状態遷移ロジックについて解説します。

1. 物理層およびシリアルポート仕様¶

アルコール検知端末のメイン基板とアルコールセンサーモジュールは、Android OS上のシリアルデバイスノードを介して調停されます。

項目	設定値 / 仕様
デバイスファイル	`/dev/ttyMSM1`
ボーレート (Baud Rate)	`9600 bps`
データビット (Data Bits)	8 bit
ストップビット (Stop Bits)	1 bit
パリティ (Parity)	None (パリティなし)
フロー制御	None
Nativeライブラリ	`libgzds_utils.so` (`com.gzds.utils.CSerialPort`)
Java側ドライバー制御	SerialHelper.java

2. 通信フレーム構造およびプロトコル規約¶

通信パケットは可変長フレーム構造を持ち、スタートヘッダ 0xFE 0x02 とエンドトレーラ 0xF0 0xFE でサンドイッチされた形で送受信されます。

2.1 パケットフレーム構成¶

  +-----------+--------------+--------------+-------------+----------------+----------------+---------+-----------+
  | Header    | Length       | Address      | Cmd ID      | Sub Cmd        | Data Payload   | Checksum| Trailer   |
  | (2 Bytes) | (2 Bytes)    | (2 Bytes)    | (1 Byte)    | (1 Byte)       | (Variable)     | (1 Byte)| (2 Bytes) |
  +-----------+--------------+--------------+-------------+----------------+----------------+---------+-----------+
  | FE  02    | 00  0C       | 02  01       | 01          | 01             | ...            | XX      | F0  FE    |
  +-----------+--------------+--------------+-------------+----------------+----------------+---------+-----------+

バイト位置	フィールド名	サイズ	説明 / 値
`[0..1]`	Header	2 Bytes	固定フレーム開始文字: `0xFE 0x02`
`[2..3]`	Length	2 Bytes	フレーム全バイト長（Big-Endian short）。例: `0x000C` = 12 Byte
`[4..5]`	Address	2 Bytes	送受信ノード識別子: `0x02 0x01` (Host <-> Board)
`[6]`	Cmd ID	1 Byte	コマンドカテゴリ（0x01: 測定制御, 0x04: 吹込制御, 0x08: 濃度取得等）
`[7]`	Sub Cmd	1 Byte	サブコマンド / モード動作コード
`[8..N-4]`	Data Payload	可変	制御パラメータ、日時データ、計測値データなど
`[N-3]`	Checksum (LRC)	1 Byte	XOR チェックサム: バイトインデックス 2 (`Length`) から `Data Payload` 末尾までの排他論理和
`[N-2..N-1]`	Trailer	2 Bytes	固定フレーム終了文字: `0xF0 0xFE`

2.2 LRC チェックサム算出アルゴリズム¶

チェックサムは、DataUtils.getLRC() によって算定されます。FE02（ヘッダ）を除く全データバイトの排他論理和（XOR）です。

\[LRC = B_2 \oplus B_3 \oplus B_4 \oplus \dots \oplus B_{N-4}\]

3. コマンドフレーム一覧 (Command Catalog)¶

ソースコード OrderTools.java で定義されている全送信コマンドの16進数パケット一覧です。

コマンド名 (変数名)	16進数コマンド文字列	コマンドID / サブ	機能・動作概要
`startTest`	`FE020C0002010101010EF0FE`	`0x01 / 0x01`	通常テストモード開始
`exitTest`	`FE020C0002010101020DF0FE`	`0x01 / 0x02`	テストモード終了
`findAlcoholAD`	`FE020C0002010102000CF0FE`	`0x02 / 0x00`	アルコールAD値（ゼロ点クリア確認）要求
`Buzzing`	`FE020C0002010103010CF0FE`	`0x03 / 0x01`	ブザー発音（短鳴）
`BuzzingLong`	`FE020C0002010103020FF0FE`	`0x03 / 0x02`	ブザー発音（長鳴）
`blow`	`FE020C0002010104010BF0FE`	`0x04 / 0x01`	呼気吹き込み待機モード開始
`exitBlow`	`FE020C00020101040208F0FE`	`0x04 / 0x02`	呼気吹き込みモード終了
`QuickBlow` / `blowQuick`	`FE020C00020101040309F0FE`	`0x04 / 0x03`	迅速吹き込み（スクリーニング）モード開始
`Countdown`	`FE020C0002010105000BF0FE`	`0x05 / 0x00`	カウントダウン指示
`MPa`	`FE020C00020101060008F0FE`	`0x06 / 0x00`	圧力 (MPa) 値読み出し
`temperature`	`FE020C00020101070009F0FE`	`0x07 / 0x00`	センサー温度 (℃) 読み出し
`AlcoholContent`	`FE020C00020101080107F0FE`	`0x08 / 0x01`	アルコール測定濃度値取得
`demarcate`	`FE020C00020101080204F0FE`	`0x08 / 0x02`	標定（キャリブレーション）全パラメータ取得
`getParam`	`FE020C000201010A0004F0FE`	`0x0A / 0x00`	センサー基板設定パラメータ取得
`Setconcentration`	`FE020E000201010B01010106F0FE`	`0x0B / 0x01`	アルコール濃度閾値設定
`SetBlowConcentration`	`FE020E000201010B01020105F0FE`	`0x0B / 0x01`	吹き込み濃度閾値設定
`getUnit`	`FE020E000201010B02000005F0FE`	`0x0B / 0x02`	単位設定取得
`getbloodUnit`	`FE020E000201010B02010004F0FE`	`0x0B / 0x02`	血液アルコール単位取得
`getblowUnit`	`FE020E000201010B02020007F0FE`	`0x0B / 0x02`	呼気アルコール単位取得
`Getconcentration`	`FE020E000201010B02010105F0FE`	`0x0B / 0x02`	設定濃度取得
`settingBlowHigh`	`FE020E000201010D01010100F0FE`	`0x0D / 0x01`	呼気検出感度【高】設定
`seetingBlowMiddle`	`FE020E000201010D01010203F0FE`	`0x0D / 0x01`	呼気検出感度【中】設定
`settingBlowLow`	`FE020E000201010D01010302F0FE`	`0x0D / 0x01`	呼気検出感度【低】設定
`Pump`	`FE020C000201010E0000F0FE`	`0x0E / 0x00`	エアポンプ駆動指示
`coreVersion`	`FE020C000201010F0001F0FE`	`0x0F / 0x00`	ファームウェアコアバージョン取得
`passiveTest`	`FE020C0002010110001EF0FE`	`0x10 / 0x00`	パッシブ（被動）テスト実行指示
`DateTime`	`FE021A00020101110200000000...F0FE`	`0x11 / 0x02`	システム日時読み出し
`getDeviceId`	`FE021600020101120200000000...F0FE`	`0x12 / 0x02`	デバイス固有識別ID取得
`getRTC`	`FE021300020101130200000000...F0FE`	`0x13 / 0x02`	RTC時計データ取得
`setRTC`	`FE021300020101130120180122...F0FE`	`0x13 / 0x01`	RTC時計設定
`getFlowVelocity`	`FE021600020101140200000000...F0FE`	`0x14 / 0x02`	呼気流速測定値取得
`caliFlowVelocityStart`	`FE020C0002010115011AF0FE`	`0x15 / 0x01`	流速キャリブレーション開始
`caliFlowVelocityRead`	`FE020C00020101150219F0FE`	`0x15 / 0x02`	流速キャリブレーション値読出

4. 受信パケット種別および状態遷移ロジック¶

NormalTestModeActivity.java 内の Handler.handleMessage で処理されるレスポンス種別一覧です。

4.1 応答ステータスコード (`mRecvBuf[7]`)¶

ステータスコード	16進表記	レスポンス種別	概要・処理フロー
`33`	`0x21`	ACK (成功)	コマンド受信成功応答
`34`	`0x22`	NAK (エラー)	初期化失敗、コマンドエラー、または中断通知
`35`	`0x23`	Data Packet	計測結果データ（AD値、濃度、温度、標定データなど）
`36`	`0x24`	Blowing Notify	吹き込み中のリアルタイム状態進捗通知

4.2 吹き込み進捗ステータスコード (`mRecvBuf[7] == 0x24` 時の `mRecvBuf[8]`)¶

呼気吹き込み動作中、センサー基板からリアルタイムで状態コードが通知されます。

graph TD
    A["吹き込み開始"] --> B{"mRecvBuf[8] の値"}
    B -->|1| C["吹き込み正常進行中<br/>(blowing_normal_start)"]
    B -->|2| D["呼気量不足<br/>(expiratory_time_volume_is_too_small)"]
    B -->|3| E["吹き込み時間短小<br/>(expiratory_duration_is_too_short)"]
    B -->|4| F["低呼気圧継続<br/>(persistent_low_expiratory_volume)"]
    B -->|5| G["吹き込み完了<br/>(blowing_normal_stop)"]
    G --> H["exitBlow 送信<br/>-> AlcoholContent (濃度取得) へ"]

5. データデコードと閾値判定ロジック¶

5.1 ゼロ点 AD 値 (`CmdType.getAlcolholAD`)¶

受信位置: mRecvBuf[8..11] (32bit Integer)
判定値:
AD値 <= 200: ゼロクリア完了。blow コマンドを発行し吹込待機へ遷移。
AD値 > 200: センサーゼロ点クリア処理中。再度 findAlcoholAD を発行し待機。

5.2 アルコール濃度値 (`CmdType.GetAlcoholConcentration` & `CmdType.PassiveTest`)¶

受信位置: mRecvBuf[9..12] (4 Bytes Big-Endian IEEE 754 Float)
酒気帯び判定閾値 (中国 / 日本規約基準):

濃度範囲 (mg/100ml)	判定文字列 (`alcolholFlag`)	画面表示	データベース記録
< 20.0 mg/100ml	未超標 (Not Exceeding Standard)	緑色 (`#006400`)	OK (`0.0 <= f < 0.15 mg/L`)
20.0 ～ 79.9 mg/100ml	飲酒後駕車 (Drinking Driving)	黄色 (`#DAA520`)	NG (`f >= 0.15 mg/L`)
>= 80.0 mg/100ml	酔酒後駕車 (Drunk Driving)	赤色 (CATEGORY_MASK)	NG (`f >= 0.15 mg/L`)

5.3 標定（キャリブレーション）データ構造¶

CmdType.Demarcate (mRecvBuf[7] == 0x23) のレスポンスに含まれるバイナリデータ構造体マップです。

  Index: 0   1   2   3   4   5   6   7   8   9..12   13..14   15..16   17..20   21..24   25..28   ...   57..60
        [Header ] [Len   ] [Addr  ] Cmd Sub [TemVal ] [Start ] [Peak  ] [Integ  ] [K0Val  ] [B0Val  ]       [MaxDate]

バイト領域	データ型	変数名	説明
`[9..12]`	Float	`temvalue`	測定時温度
`[13..14]`	Int	`startValue`	測定開始AD値
`[15..16]`	Int	`peakValue`	ピークAD値
`[17..20]`	Float	`integalValue`	信号積分値
`[21..24]`	Float	`K0Value`	補正係数 K0
`[25..28]`	Float	`B0Value`	オフセット B0
`[29..32]`	Float	`K1Value`	補正係数 K1
`[33..36]`	Float	`B1Value`	オフセット B1
`[37..40]`	Float	`K2Value`	補正係数 K2
`[41..44]`	Float	`B2Value`	オフセット B2
`[45..46]`	Int	`samplingNum`	サンプリング点数
`[47..50]`	Float	`concentrationValue`	校正濃度値
`[51..54]`	Float	`TemperatureIntegralValue`	温度積分値
`[55..56]`	Int	`maxValue`	最大ADピーク
`[57..60]`	Float	`maxdateValue`	Peak発生時刻データ