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# 腾智微丝产线包装系统

## 项目概述

腾智微丝产线包装系统是一个基于PySide6（Qt for Python）开发的工业自动化控制系统，用于管理和监控微丝产线的包装过程。该系统集成了相机监控、称重、条码扫描、PLC通信等功能，为微丝产品的质量控制与包装提供全面的解决方案。

## 系统架构

系统采用MVC（模型-视图-控制器）架构，并集成了多种工业通信协议：

1. **模型层（Model）**：
   - 采用DAO（数据访问对象）模式访问数据库
   - 支持多种数据库（SQLite、PostgreSQL、MySQL）
   - 核心数据表包括用户表、检验配置表、检验数据表、电力消耗表、托盘类型表等

2. **视图层（View）**：
   - 基于PySide6构建UI界面
   - 界面包括登录界面、主窗口、设置界面、相机配置界面、检验设置等
   - 支持多语言界面（中文简体为主）

3. **控制器层（Controller）**：
   - 主要控制逻辑在widgets目录下实现
   - 使用Qt信号槽机制进行组件间通信
   - 采用单例模式管理全局资源和服务

4. **工具层（Utils）**：
   - 配置加载器（config_loader.py）
   - 本地图像播放器（local_image_player.py）
   - 串口管理器（serial_manager.py）
   - Modbus通信工具（modbus_utils.py和modbus_monitor.py）
   - 电力监控（electricity_monitor.py）
   - 键盘监听器（keyboard_listener.py）
   - 数据库工具（sql_utils.py）
   - 检验配置管理器（inspection_config_manager.py）

5. **硬件集成**：
   - **相机子系统**：基于海康威视SDK集成（camera目录）
   - **串口通信**：支持多种设备（称重设备、扫描器等）
   - **Modbus通信**：与PLC设备通信
   - **本地图像模式**：支持离线使用本地图像序列

## 技术栈

1. **前端技术**：
   - PySide6（Qt for Python）用于GUI开发
   - Qt样式表(QSS)用于界面美化

2. **后端技术**：
   - Python 3.7+
   - 支持多种数据库（SQLite、PostgreSQL、MySQL）
   - 多线程处理模型
   - 进程间通信

3. **通信技术**：
   - Modbus TCP协议（与PLC设备通信）
   - 串口通信（RS-232/485协议）
   - HTTP RESTful API（API模式）

4. **设计模式**：
   - 单例模式（ConfigLoader、ElectricityMonitor等）
   - DAO模式（数据访问层）
   - 观察者模式（基于Qt信号槽）
   - 工厂模式（数据库连接）
   - 策略模式（不同通信协议的实现）

## 代码结构

1. **主要目录**：
   - `main.py`：程序入口，初始化应用
   - `widgets/`：窗口控制器类（包含主窗口、设置窗口、相机窗口等）
   - `ui/`：UI定义类（使用PySide6的界面描述）
   - `utils/`：工具类（配置、串口、Modbus、电力监控等）
   - `dao/`：数据访问对象（用户、检验、电力数据等）
   - `db/`：数据库文件和工具
   - `config/`：配置文件目录
   - `logs/`：日志文件存储目录
   - `camera/`：相机模块和SDK集成
   - `apis/`：API接口定义（用于接口模式）
   - `inspection/`：检验相关业务逻辑

2. **关键组件**：
   - **主窗口**（`widgets/main_window.py`）：系统核心界面，集成所有功能
   - **相机管理器**（`widgets/camera_manager.py`）：管理相机设备连接与图像获取
   - **串口管理器**（`utils/serial_manager.py`）：管理多个串口设备连接
   - **Modbus工具**（`utils/modbus_utils.py`）：Modbus协议通信
   - **电力监控**（`utils/electricity_monitor.py`）：监控电力消耗
   - **检验DAO**（`dao/inspection_dao.py`）：处理检验数据存储与检索
   - **本地图像播放器**（`utils/local_image_player.py`）：模拟相机图像源

## 系统特点与功能

1. **运行模式**：
   - **单机模式**（standalone）：完整独立系统
   - **API模式**（api）：作为其他系统的接口组件运行
   - **开发/测试模式**：支持模拟器和测试工具

2. **本地图像模式**：
   - 支持从本地图像序列模拟相机画面
   - 可配置播放速率、循环模式
   - 支持多种图像格式（JPG、PNG、BMP等）

3. **相机管理**：
   - 支持海康威视相机设备
   - 相机参数配置（曝光、增益、帧率等）
   - 实时图像显示和处理

4. **通信功能**：
   - **Modbus通信**：支持读写PLC寄存器
   - **串口通信**：支持多种设备协议（称重设备、扫描器等）
   - **键盘监听**：支持扫码枪等输入设备

5. **检验管理**：
   - 检验配置管理
   - 检验数据记录和分析
   - 检验报告生成

6. **电力监控**：
   - 定时记录电力消耗数据
   - 电力数据分析和报表

7. **安全与用户管理**：
   - 用户认证系统
   - 操作日志记录
   - 系统异常处理和恢复

8. **日志系统**：
   - 多级日志记录
   - 自动日志轮换
   - 异常信息捕获与记录

## 安装与运行

### 系统要求
- Python 3.7+
- PySide6 6.2.0+
- 相关依赖库（见requirements.txt）
- 支持Windows、macOS、Linux操作系统

### 安装步骤

1. 安装依赖：
   ```
   pip install -r requirements.txt
   ```

2. 配置应用：
   - 配置文件位于`config/app_config.json`
   - 默认使用SQLite数据库，位于`db/jtDB.db`
   - 可配置数据库连接、相机参数、串口设置等

3. 运行应用：
   ```
   python main.py
   ```

### 配置说明

1. **应用配置**：
   ```json
   "app": {
       "name": "腾智微丝产线包装系统",
       "version": "1.0.0",
       "features": {
           "enable_serial_ports": true,
           "enable_keyboard_listener": false,
           "enable_camera": false
       },
       "mode": "api"  // 或 "standalone"
   }
   ```

2. **数据库配置**：
   ```json
   "database": {
       "default": "sqlite",
       "sources": {
           "sqlite": {
               "path": "db/jtDB.db",
               "description": "默认SQLite数据库"
           },
           "postgresql": {
               "host": "localhost",
               "port": "5432",
               "user": "postgres",
               "password": "",
               "name": "jtDB"
           }
       }
   }
   ```

3. **相机配置**：
   ```json
   "camera": {
       "enabled": false,
       "default_exposure": 20000,
       "default_gain": 10,
       "default_framerate": 30,
       "local_mode": {
           "enabled": true,
           "folder_path": "/path/to/images",
           "framerate": 15,
           "loop": true
       }
   }
   ```

4. **Modbus配置**：
   ```json
   "modbus": {
       "host": "localhost",
       "port": "5020"
   }
   ```

5. **串口配置**：
   ```json
   "serial": {
       "cz": {  // 称重设备
           "code": "cz",
           "ser": "COM2",
           "port": "9600",
           "data_bits": 8,
           "stop_bits": 1,
           "parity": "N",
           "timeout": 1
       },
       // 其他串口设备配置...
   }
   ```

## 开发与扩展

系统设计采用模块化和松耦合原则，便于扩展：

1. **添加新的数据源**：
   - 在`dao/`目录下创建新的DAO类
   - 遵循现有DAO模式和接口约定

2. **添加新的硬件支持**：
   - 在`utils/`目录下创建新的硬件管理类
   - 实现相应的信号机制与主程序通信

3. **扩展UI界面**：
   - 在`ui/`目录下创建新的UI定义类
   - 在`widgets/`目录下创建对应控制器类

4. **添加新的通信协议**：
   - 参考`utils/modbus_utils.py`和`utils/serial_manager.py`实现

## 注意事项

1. 首次运行时，系统将自动创建默认配置和数据库

2. 日志文件位于`logs/`目录，按日期自动轮换

3. 使用相机功能前，确保已安装相应的SDK

4. 在开发/测试环境中，可使用本地图像模式和Modbus服务器模拟

5. 系统支持热插拔设备，但建议在操作前确认设备状态

## 故障排除

1. **日志查看**：
   - 检查`logs/`目录下的日志文件（`app_YYYY-MM-DD.log`格式）
   - 查看控制台输出信息

2. **数据库问题**：
   - 确认数据库配置正确
   - 检查数据库文件权限
   - 可使用SQLite浏览工具查看数据库内容

3. **设备连接问题**：
   - 检查设备是否正确连接
   - 确认设备驱动已安装
   - 验证设备配置参数（串口、波特率等）

4. **Modbus通信问题**：
   - 使用`modbus_server.py`进行通信测试
   - 检查网络连接和防火墙设置
   - 验证Modbus寄存器地址配置