feat: 更新README文档，增加系统架构和功能描述；在电力监控模块中新增电力消耗统计功能，并在主窗口中实现电力数据的实时更新；修改配置文件以禁用电力自动启动

2025-07-15 17:01:09 +08:00 · 2025-07-15 17:01:09 +08:00 · 397c7398c8
commit 397c7398c8
parent 94f8ae054c
6 changed files with 282 additions and 118 deletions
--- a/README.md
+++ b/README.md
@ -4,118 +4,136 @@

 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。

-## 项目架构
+## 系统架构

-系统采用典型的MVC（模型-视图-控制器）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）
-   - 主要数据表包括用户表、检验配置表、检验数据表、电力消耗表等
+   - 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
-   - 主要界面包括登录界面、主窗口、设置界面等
-   - 采用分离的UI类设计，如LoginUI、MainWindowUI等
+   - 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目录下的类中实现
-   - 使用信号槽机制进行组件间通信
-   - 采用单例模式管理全局资源
+   - 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）**：
-   - 提供各种工具类，如配置加载器、Modbus通信、串口管理等
-   - 采用单例模式确保资源共享
+   - 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. **硬件集成层**：
-   - **相机子系统**：基于海康威视SDK进行集成
-   - **串口通信**：与称重设备、扫描器等外设通信
+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进行模拟测试
+   - **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
-   - 使用Qt的信号槽机制实现组件间通信
+   - Qt样式表(QSS)用于界面美化

 2. **后端技术**：
-   - Python 3.7+作为主要开发语言
-   - 支持SQLite、PostgreSQL和MySQL数据库
-   - Modbus协议用于与PLC设备通信
-   - 多线程处理耗时操作
+   - 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用于与PLC设备通信
-   - 串口通信用于与称重设备、条码扫描器等外设通信
-   - 支持键盘监听用于扫码枪等输入设备
+   - 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（配置加载器、电力监控器、相机管理器等）
-   - DAO模式（数据访问）
-   - 观察者模式（信号槽）
+   - 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**：
-   - `widgets/`：包含所有窗口控制器类
-   - `ui/`：包含所有UI定义类
-   - `utils/`：包含工具类
-   - `dao/`：包含数据访问对象
-   - `db/`：包含数据库文件
-   - `config/`：包含配置文件
-   - `logs/`：包含日志文件
-   - `camera/`：包含相机模块和SDK接口类
-   - `apis/`：API接口（用于接口模式）
+   - `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. **核心文件**：
-   - `main.py`：程序入口点
-   - `modbus_server.py`：Modbus服务器模拟
-   - `utils/config_loader.py`：配置加载器
-   - `utils/local_image_player.py`：本地图像序列播放器
-   - `widgets/camera_manager.py`：相机管理器
-   - `dao/login_dao.py`：用户认证数据访问
+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. **两种运行模式**：
-   - 单机模式（standalone）：完整的独立系统
-   - 接口模式（api）：作为其他系统的接口组件运行
+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**：
-   - 支持本地图像序列播放，模拟相机实时画面
-   - 适用于开发测试和演示场景，无需连接实际相机设备
-   - 可调整播放帧率、设置循环播放等参数
+   - 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管理
-   - 自动发现和枚举可用相机设备
-   - 相机参数设置和保存（曝光、增益、帧率等）
+   - 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. **Modbus通信**：
-   - 与PLC设备进行Modbus TCP通信
-   - 支持自动模式和手动模式切换
-   - 内置Modbus服务器模拟功能，便于开发测试
+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. **电力监控**：
-   - 实时监控和记录电力消耗数据
-   - 数据可视化和统计分析
+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. **数据管理**：
-   - 支持用户认证和权限控制
-   - 检验数据的采集、存储和分析
-   - 托盘类型管理
+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. **日志系统**：
-   - 详细的日志记录
+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
-   - 支持多级日志级别
+   - 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
@ -128,7 +146,7 @@
 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、Modbus设置等
+   - 可配置数据库连接、相机参数、串口设置等

 3. 运行应用：
   ```
@ -137,7 +155,21 @@

 ### 配置说明

-1. **数据库配置**：
+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",
@ -157,43 +189,64 @@
   }
   ```

-2. **本地图像模式配置**：
+3. **相机配置**：
   ```json
-   "local_image_mode": {
-       "enabled": true,
-       "folder_path": "/path/to/images",
-       "framerate": 15,
-       "loop": true
+   "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
+       }
   }
   ```

-3. **应用模式配置**：
+4. **Modbus配置**：
   ```json
-   "app": {
-       "mode": "standalone",  // 或 "api"
-       "features": {
-           "enable_serial_ports": false,
-           "enable_keyboard_listener": false,
-           "enable_camera": false
-       }
+   "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

-系统采用模块化设计，可以方便地进行功能扩展：
+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**：扩展DAO层，实现对应的数据访问对象
+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**：
-   - 参考`widgets/camera_manager.py`添加新的硬件管理器
-   - 参考`utils/local_image_player.py`添加新的设备模拟器
+   - 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类
-   - 在`widgets/`目录下创建对应的控制器类
+   - 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`modbus_server.py`实现新的通信接口
+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

@ -201,24 +254,29 @@

 2. 日志文件位于`logs/`目录，按日期自动轮换

-3. 如果使用相机功能，需确保已安装海康威视SDK
+3. 使用相机功能前，确保已安装相应的SDK

-4. 在测试环境中，可使用本地图像模式替代实际相机
+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
-   - 日志格式为`app_YYYY-MM-DD.log`
+   - 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
-   - 查看数据库连接错误日志
+   - 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. **相机连接问题**：
-   - 确认相机驱动已正确安装
-   - 尝试启用本地图像模式进行测试
+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**：
-   - 检查PLC设备IP和端口配置
-   - 使用`modbus_server.py`进行通信测试
+   - 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
--- a/config/app_config.json
+++ b/config/app_config.json
@ -116,7 +116,7 @@
        }
    },
    "electricity": {
-        "auto_start": true,
+        "auto_start": false,
        "interval_minutes": 30
    }
 }
--- a/dao/electricity_dao.py
+++ b/dao/electricity_dao.py
@ -121,4 +121,56 @@ class ElectricityDAO:
            return data_list
        except Exception as e:
            logging.error(f"获取电力消耗数据失败: {str(e)}")
-            return [] 
+            return []
+            
+    def get_electricity_statistics(self):
+        """获取电力消耗统计数据（日/月/年/累计）
+        
+        Returns:
+            dict: 包含日、月、年、累计用电量的字典
+        """
+        try:
+            # 使用提供的SQL查询
+            sql = """
+            SELECT CASE
+                   WHEN sync_time >= DATE('now') AND sync_time < DATE('now', '+1 day')
+                       THEN MAX(electricity_number) - MIN(electricity_number)
+                   ELSE 0 END                                    AS electricity_number_day,
+               CASE
+                   WHEN sync_time >= DATE('now', 'start of month') AND sync_time < DATE('now', 'start of month', '+1 month')
+                       THEN MAX(electricity_number) - MIN(electricity_number)
+                   ELSE 0 END                                    AS electricity_number_month,
+               CASE
+                   WHEN sync_time >= DATE('now', 'start of year') AND sync_time < DATE('now', 'start of year', '+1 year')
+                       THEN MAX(electricity_number) - MIN(electricity_number)
+                   ELSE 0 END                                    AS electricity_number_year,
+               MAX(electricity_number) - MIN(electricity_number) AS electricity_number_all
+            FROM wsbz_electricity_consumption
+            """
+            
+            self.db.cursor.execute(sql)
+            row = self.db.cursor.fetchone()
+            
+            if row:
+                data = {
+                    'day': row[0] if row[0] is not None else 0,
+                    'month': row[1] if row[1] is not None else 0,
+                    'year': row[2] if row[2] is not None else 0,
+                    'all': row[3] if row[3] is not None else 0
+                }
+                return data
+            else:
+                return {
+                    'day': 0,
+                    'month': 0,
+                    'year': 0,
+                    'all': 0
+                }
+        except Exception as e:
+            logging.error(f"获取电力消耗统计数据失败: {str(e)}")
+            return {
+                'day': 0,
+                'month': 0,
+                'year': 0,
+                'all': 0
+            } 
--- a/db/jtDB.db
+++ b/db/jtDB.db
--- a/utils/electricity_monitor.py
+++ b/utils/electricity_monitor.py
@ -1,17 +1,21 @@
 import logging
 import time
 from threading import Thread, Event
-from PySide6.QtCore import QTimer
+from PySide6.QtCore import QTimer, QObject, Signal
 from utils.modbus_utils import ModbusUtils
 from utils.modbus_monitor import RegisterHandler
 from dao.electricity_dao import ElectricityDAO
 from utils.config_loader import ConfigLoader

-class ElectricityHandler(RegisterHandler):
+class ElectricityHandler(RegisterHandler, QObject):
    """电力消耗寄存器处理器"""
    
+    # 定义电力数据变化信号
+    electricity_data_changed = Signal(float)
+    
    def __init__(self):
        """初始化处理器"""
+        QObject.__init__(self)
        self.dao = ElectricityDAO()
        # 确保表已创建
        self.dao.create_table_if_not_exists()
@ -26,6 +30,9 @@ class ElectricityHandler(RegisterHandler):
            # 保存电力消耗数据
            self.dao.save_electricity_data(value)
            logging.info(f"已记录电力消耗数据: {value}")
+            
+            # 发射电力数据变化信号
+            self.electricity_data_changed.emit(value)
        except Exception as e:
            logging.error(f"处理电力消耗数据时发生错误: {str(e)}")

--- a/widgets/main_window.py
+++ b/widgets/main_window.py
@ -87,7 +87,7 @@ class MainWindow(MainWindowUI):
        # 初始化拆垛和下料相关的属性
        self._current_stow_num = 0  # 当前拆垛层数
        self._current_unload_num = 0  # 当前下料层数
-        self._total_unload_num = 0  # 总下料层数
+        self._total_unload_num = 0
        self._current_unload_info = None  # 存储当前下料信息
        self._loading_info = None  # 存储上料对话框的信息
        self._is_loading_active = False # 标识上料任务是否正在进行
@ -209,6 +209,10 @@ class MainWindow(MainWindowUI):
            self.restore_input_button_style()
        if hasattr(self, 'restore_output_button_style'):
            self.restore_output_button_style()
+            
+        # 启动Modbus监控，确保电力消耗数据在应用启动时就能显示
+        self.setup_modbus_monitor()
+        logging.info("主窗口初始化时已启动Modbus监控系统")
    
    def get_axios_num(self,tray_id):
        """获取托盘号对应的轴号"""
@ -1636,31 +1640,74 @@ class MainWindow(MainWindowUI):
        monitor.register_handler(4, UnloadingLevelHandler(self.handle_unloading_level))
        monitor.register_handler(5, UnloadingPositionHandler(self.handle_unloading_position))
        
-        # 注册电力消耗处理器
-        monitor.register_handler(30, ElectricityHandler())
+        # 注册电力消耗处理器并保存引用以便连接信号
+        self.electricity_handler = ElectricityHandler()
+        monitor.register_handler(30, self.electricity_handler)
        
        logging.info("已注册所有Modbus寄存器处理器")
        
    def _connect_modbus_signals(self):
-        """连接Modbus信号槽"""
-        # 连接监控器状态信号
+        """连接Modbus信号"""
+        # 连接Modbus状态变化信号
        self.modbus_monitor.monitor_status_changed.connect(self.handle_modbus_status_change)
-        self.modbus_monitor.register_error.connect(self.handle_register_error)
-        self.machine_handlers.ng_changed.connect(self.handle_ng)
-        # 直接连接寄存器变化信号
+        
+        # 连接寄存器变化信号
        self.modbus_monitor.register_changed.connect(self.handle_register_change)
        
-        # 连接机器状态信号
-        self.machine_handlers.loading_feedback_changed.connect(self.handle_loading_feedback)
-        self.machine_handlers.unloading_feedback_changed.connect(self.handle_unloading_feedback)
-        self.machine_handlers.error_1_changed.connect(self.handle_error_1)
-        self.machine_handlers.error_2_changed.connect(self.handle_error_2)
-        self.machine_handlers.error_3_changed.connect(self.handle_error_3)
+        # 连接寄存器错误信号
+        self.modbus_monitor.register_error.connect(self.handle_register_error)
        
-        # 连接称重数据和贴标信号
-        self.machine_handlers.weight_changed.connect(self.handle_weight_data)
-        self.machine_handlers.label_signal_changed.connect(self.handle_label_signal)
+        # 连接电力数据变化信号
+        self.electricity_handler.electricity_data_changed.connect(self.update_electricity_statistics)
        
+        # 立即更新一次用电量数据
+        self.update_electricity_statistics()
+        
+        logging.info("已连接所有Modbus信号")
+        
+    def update_electricity_statistics(self, value=None):
+        """更新电力消耗统计数据到项目表格
+        
+        Args:
+            value: 可选的当前电力消耗值，用于信号触发时
+        """
+        try:
+            from dao.electricity_dao import ElectricityDAO
+            electricity_dao = ElectricityDAO()
+            
+            # 获取电力消耗统计数据
+            statistics = electricity_dao.get_electricity_statistics()
+            
+            # 设置表格项（日、月、年、累计用电量）
+            # 当日用电量
+            day_item = QTableWidgetItem(str(round(statistics['day'], 2)))
+            day_item.setTextAlignment(Qt.AlignCenter)
+            self.project_table.setItem(0, 0, day_item)
+            
+            # 当月用电量
+            month_item = QTableWidgetItem(str(round(statistics['month'], 2)))
+            month_item.setTextAlignment(Qt.AlignCenter)
+            self.project_table.setItem(1, 0, month_item)
+            
+            # 当年用电量
+            year_item = QTableWidgetItem(str(round(statistics['year'], 2)))
+            year_item.setTextAlignment(Qt.AlignCenter)
+            self.project_table.setItem(2, 0, year_item)
+            
+            # 累计用电量
+            all_item = QTableWidgetItem(str(round(statistics['all'], 2)))
+            all_item.setTextAlignment(Qt.AlignCenter)
+            self.project_table.setItem(3, 0, all_item)
+            
+            # 只在调试级别输出详细信息，减少日志量
+            if value is not None:
+                logging.info(f"电力数据变化触发UI更新：当前值={value}")
+            else:
+                logging.debug(f"已更新电力消耗统计数据: 日={statistics['day']}, 月={statistics['month']}, 年={statistics['year']}, 累计={statistics['all']}")
+            
+        except Exception as e:
+            logging.error(f"更新电力消耗统计数据失败: {str(e)}")
+    
    def _convert_to_kg(self, weight_in_g):
        """
        将克转换为千克