Hệ Thống Firmware STM32F103 FreeRTOS Đa Nhiệm - Node Giám Sát Cảm Biến & Điều Khiển Thiết Bị (DHT22 + MQ-2 + 2x Relay + 2x MOSFET + USART3 Protocol)

flowchart TB
    subgraph SENSOR_ACQUISITION["1. TẦNG THU THẬP TÍN HIỆU CẢM BIẾN NGOẠI VI"]
        DHT22["Cảm Biến Nhiệt Độ - Độ Ẩm DHT22
- Giao thức 1-Wire vi giây TIM3
- Ngắt tới hạn taskENTER_CRITICAL"]
        MQ2_A["Cảm Biến Khí Gas & Khói MQ-2 - Analog
- ADC1 12-bit chuyển đổi DMA
- Đọc nồng độ khói thời gian thực"]
        MQ2_D["Cảm Biến MQ-2 - Digital Alert
- Ngắt ngoại vi PA0 EXTI0
- Kích hoạt báo cháy khẩn cấp tức thời"]
    end

    subgraph FREERTOS_TASKS["2. NHÂN ĐIỀU PHỐI ĐA NHIỆM FREERTOS CMSIS-V2"]
        direction TB
        TASK_SENSOR["SensorTask - Priority Normal
- Chu kỳ đọc định kỳ DHT22 & MQ-2
- Đóng gói dữ liệu TelemetryMsg_t"]
        TASK_CONTROL["ControlTask - Priority Normal
- Tiếp nhận CommandQueueHandle
- Điều khiển Rơ-le & MOSFET công suất
- Chờ EventGroup SMOKE_ALERT_BIT"]
        TASK_RX["UartRxTask - Priority Normal
- Tiếp nhận byte từ UartRxByteQueue
- Bộ phân tích khung tin 5-byte XOR"]
        TASK_TX["UartTxTask - Priority Normal
- Đọc TelemetryQueueHandle - 20 slots
- Đóng khung tin 6-byte gửi USART3"]
    end

    subgraph IPC_PIPELINE["3. CƠ CHẾ ĐỒNG BỘ LIÊN TIẾN TRÌNH IPC"]
        Q_CMD["CommandQueueHandle
- Hàng đợi 10 CommandMsg_t
- Relay & MOSFET Actions"]
        Q_TELEM["TelemetryQueueHandle
- Hàng đợi 20 TelemetryMsg_t
- Nhiệt độ, Độ ẩm, Nồng độ khí"]
        EVT_ALERT["AlertEvent Group
- Bit cờ SMOKE_ALERT_BIT
- Đánh thức tức thời ControlTask"]
        Q_UART_BYTE["UartRxByteQueue
- Hàng đợi 64 bytes từ ngắt RX"]
    end

    subgraph ACTUATION_OUTPUT["4. TẦNG CÔNG SUẤT VÀ THIẾT BỊ CHẤP HÀNH"]
        RELAY_1["Rơ-le AC Kênh 1 - PA12
- Đèn sưởi hoặc Máy bơm công nghiệp"]
        RELAY_2["Rơ-le AC Kênh 2 - PA11
- Quạt thông gió hoặc Phụ tải công nghiệp"]
        MOSFET_1["N-Channel MOSFET Kênh 1 - PA10
- Tải DC 12V-24V PWM công suất"]
        MOSFET_2["N-Channel MOSFET Kênh 2 - PA9
- Tải DC công suất van điện từ"]
        BUZZER["Còi Báo Động Active Buzzer - PA5
- Kêu liên tục khi có khói gas"]
    end

    subgraph COMM_BRIDGE["5. GIAO DIỆN TRUYỀN THÔNG USART3 & MASTER GATEWAY"]
        USART3_HW["Bộ Thu Phát USART3 - PB10 TX, PB11 RX
- Baudrate 115200 bps 8N1"]
        MASTER_GW["ESP32 hoặc Raspberry Pi IoT Gateway
- Gửi lệnh điều khiển & nhận telemetry"]
    end

    DHT22 -->|Định thời 2 giây| TASK_SENSOR
    MQ2_A -->|Giá trị ADC thô| TASK_SENSOR
    MQ2_D -->|Ngắt phần cứng EXTI0| EVT_ALERT

    TASK_SENSOR -->|Đẩy bản tin viễn trắc| Q_TELEM
    EVT_ALERT -.->|Kích hoạt cờ báo động| TASK_CONTROL
    TASK_CONTROL -->|Bật còi chíp| BUZZER
    TASK_CONTROL -->|Đóng ngắt AC| RELAY_1
    TASK_CONTROL -->|Đóng ngắt AC| RELAY_2
    TASK_CONTROL -->|Chuyển mạch DC| MOSFET_1
    TASK_CONTROL -->|Chuyển mạch DC| MOSFET_2
    TASK_CONTROL -->|Phản hồi trạng thái ACK| Q_TELEM

    USART3_HW -->|Ngắt nhận USART3_IRQHandler| Q_UART_BYTE
    Q_UART_BYTE --> TASK_RX
    TASK_RX -->|Khung tin hợp lệ XOR OK| Q_CMD
    Q_CMD --> TASK_CONTROL

    Q_TELEM --> TASK_TX
    TASK_TX -->|Gửi khung 6-byte| USART3_HW
    USART3_HW <==>|Giao tiếp 2 chiều RS232 hoặc TTL| MASTER_GW