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# 腾智微丝产线包装系统
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## 项目概述
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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。
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## 系统架构
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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：
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1. **模型层（Model）**：
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- 采用DAO（数据访问对象）模式访问数据库
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- 支持多种数据库（SQLite、PostgreSQL、MySQL）
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- 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
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2. **视图层（View）**：
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- 基于PySide6构建UI界面
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- 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
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- 支持多语言界面（中文简体为主）
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3. **控制器层（Controller）**：
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- 主要控制逻辑在widgets目录下实现
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- 使用Qt信号槽机制进行组件间通信
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- 采用单例模式管理全局资源和服务
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4. **工具层（Utils）**：
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- 配置加载器（config_loader.py）
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- 本地图像播放器（local_image_player.py）
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- 串口管理器（serial_manager.py）
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- Modbus通信工具（modbus_utils.py和modbus_monitor.py）
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- 电力监控（electricity_monitor.py）
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- 键盘监听器（keyboard_listener.py）
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- 数据库工具（sql_utils.py）
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- 检验配置管理器（inspection_config_manager.py）
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5. **硬件集成**：
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- **相机子系统**：基于海康威视SDK集成（camera目录）
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- **串口通信**：支持多种设备（称重设备、扫描器等）
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- **Modbus通信**：与PLC设备通信
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- **本地图像模式**：支持离线使用本地图像序列
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## 技术栈
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1. **前端技术**：
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- PySide6（Qt for Python）用于GUI开发
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- Qt样式表(QSS)用于界面美化
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2. **后端技术**：
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- Python 3.7+
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- 支持多种数据库（SQLite、PostgreSQL、MySQL）
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- 多线程处理模型
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- 进程间通信
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3. **通信技术**：
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- Modbus TCP协议（与PLC设备通信）
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- 串口通信（RS-232/485协议）
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- HTTP RESTful API（API模式）
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4. **设计模式**：
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- 单例模式（ConfigLoader、ElectricityMonitor等）
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- DAO模式（数据访问层）
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- 观察者模式（基于Qt信号槽）
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- 工厂模式（数据库连接）
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- 策略模式（不同通信协议的实现）
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## 代码结构
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1. **主要目录**：
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- `main.py`：程序入口，初始化应用
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- `widgets/`：窗口控制器类（包含主窗口、设置窗口、相机窗口等）
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- `ui/`：UI定义类（使用PySide6的界面描述）
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- `utils/`：工具类（配置、串口、Modbus、电力监控等）
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- `dao/`：数据访问对象（用户、检验、电力数据等）
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- `db/`：数据库文件和工具
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- `config/`：配置文件目录
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- `logs/`：日志文件存储目录
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- `camera/`：相机模块和SDK集成
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- `apis/`：API接口定义（用于接口模式）
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- `inspection/`：检验相关业务逻辑
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2. **关键组件**：
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- **主窗口**（`widgets/main_window.py`）：系统核心界面，集成所有功能
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- **相机管理器**（`widgets/camera_manager.py`）：管理相机设备连接与图像获取
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- **串口管理器**（`utils/serial_manager.py`）：管理多个串口设备连接
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- **Modbus工具**（`utils/modbus_utils.py`）：Modbus协议通信
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- **电力监控**（`utils/electricity_monitor.py`）：监控电力消耗
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- **检验DAO**（`dao/inspection_dao.py`）：处理检验数据存储与检索
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- **本地图像播放器**（`utils/local_image_player.py`）：模拟相机图像源
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## 系统特点与功能
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1. **运行模式**：
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- **单机模式**（standalone）：完整独立系统
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- **API模式**（api）：作为其他系统的接口组件运行
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- **开发/测试模式**：支持模拟器和测试工具
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2. **本地图像模式**：
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- 支持从本地图像序列模拟相机画面
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- 可配置播放速率、循环模式
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- 支持多种图像格式（JPG、PNG、BMP等）
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3. **相机管理**：
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- 支持海康威视相机设备
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- 相机参数配置（曝光、增益、帧率等）
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- 实时图像显示和处理
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4. **通信功能**：
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- **Modbus通信**：支持读写PLC寄存器
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- **串口通信**：支持多种设备协议（称重设备、扫描器等）
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- **键盘监听**：支持扫码枪等输入设备
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5. **检验管理**：
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- 检验配置管理
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- 检验数据记录和分析
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- 检验报告生成
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6. **电力监控**：
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- 定时记录电力消耗数据
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- 电力数据分析和报表
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7. **安全与用户管理**：
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- 用户认证系统
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- 操作日志记录
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- 系统异常处理和恢复
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8. **日志系统**：
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- 多级日志记录
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- 自动日志轮换
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- 异常信息捕获与记录
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## 安装与运行
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### 系统要求
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- Python 3.7+
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- PySide6 6.2.0+
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- 相关依赖库（见requirements.txt）
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- 支持Windows、macOS、Linux操作系统
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### 安装步骤
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1. 安装依赖：
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pip install -r requirements.txt
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```
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2. 配置应用：
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- 配置文件位于`config/app_config.json`
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- 默认使用SQLite数据库，位于`db/jtDB.db`
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- 可配置数据库连接、相机参数、串口设置等
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3. 运行应用：
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```
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python main.py
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```
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### 配置说明
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1. **应用配置**：
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```json
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"app": {
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"name": "腾智微丝产线包装系统",
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"version": "1.0.0",
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"features": {
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"enable_serial_ports": true,
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"enable_keyboard_listener": false,
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"enable_camera": false
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},
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"mode": "api" // 或 "standalone"
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}
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```
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2. **数据库配置**：
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```json
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"database": {
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"default": "sqlite",
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"sources": {
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"sqlite": {
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"path": "db/jtDB.db",
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"description": "默认SQLite数据库"
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},
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"postgresql": {
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"host": "localhost",
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"port": "5432",
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"user": "postgres",
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"password": "",
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"name": "jtDB"
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}
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}
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}
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```
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3. **相机配置**：
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```json
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"camera": {
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"enabled": false,
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"default_exposure": 20000,
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"default_gain": 10,
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"default_framerate": 30,
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"local_mode": {
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"enabled": true,
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"folder_path": "/path/to/images",
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"framerate": 15,
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"loop": true
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}
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}
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```
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4. **Modbus配置**：
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```json
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"modbus": {
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||
"host": "localhost",
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||
"port": "5020"
|
||
}
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```
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5. **串口配置**：
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```json
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"serial": {
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"cz": { // 称重设备
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"code": "cz",
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"ser": "COM2",
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"port": "9600",
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"data_bits": 8,
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"stop_bits": 1,
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"parity": "N",
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"timeout": 1
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},
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// 其他串口设备配置...
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}
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```
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## 开发与扩展
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系统设计采用模块化和松耦合原则，便于扩展：
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1. **添加新的数据源**：
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- 在`dao/`目录下创建新的DAO类
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- 遵循现有DAO模式和接口约定
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2. **添加新的硬件支持**：
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- 在`utils/`目录下创建新的硬件管理类
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- 实现相应的信号机制与主程序通信
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3. **扩展UI界面**：
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- 在`ui/`目录下创建新的UI定义类
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- 在`widgets/`目录下创建对应控制器类
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4. **添加新的通信协议**：
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- 参考`utils/modbus_utils.py`和`utils/serial_manager.py`实现
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## 注意事项
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1. 首次运行时，系统将自动创建默认配置和数据库
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2. 日志文件位于`logs/`目录，按日期自动轮换
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3. 使用相机功能前，确保已安装相应的SDK
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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
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5. 系统支持热插拔设备，但建议在操作前确认设备状态
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## 故障排除
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1. **日志查看**：
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- 检查`logs/`目录下的日志文件（`app_YYYY-MM-DD.log`格式）
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- 查看控制台输出信息
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2. **数据库问题**：
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- 确认数据库配置正确
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- 检查数据库文件权限
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- 可使用SQLite浏览工具查看数据库内容
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3. **设备连接问题**：
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- 检查设备是否正确连接
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- 确认设备驱动已安装
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- 验证设备配置参数（串口、波特率等）
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4. **Modbus通信问题**：
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- 使用`modbus_server.py`进行通信测试
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- 检查网络连接和防火墙设置
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- 验证Modbus寄存器地址配置 |