# SerialDAQ

**Repository Path**: bistu_liuning_admin_admin/SerialDAQ

## Basic Information

- **Project Name**: SerialDAQ
- **Description**: Qt串口数据采集系统 - 支持1ms高速采集、实时曲线、FFT分析、3D姿态显示
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-02-25
- **Last Updated**: 2026-07-30

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# SerialDAQ - 多线程串口采集系统（C++ / Python / Vue）

基于 Qt 6 / Python / Vue 3 的高性能串口数据采集与可视化系统，支持 1ms 级高速采集不丢数。仓库含三个模块：

| 模块 | 路径 | 说明 |
|------|------|------|
| **C++ 后端** | 根目录 | Qt 无头服务 + WebSocket（ws://127.0.0.1:8765），对接 Vue 大屏 |
| **Python 版** | `SerialDAQ_Python/` | PySide6 GUI，多线程串口采集，界面与 Qt C++ 版基本一致 |
| **Vue 大屏** | `vue-screen/` | Vue3 科技感数字大屏（ECharts 曲线 + FFT + three.js 3D + KPI） |

---

## 一、C++ 后端（根目录）

无头服务，不再显示 Qt 主窗口，通过 WebSocket 与前端通信。

### 架构
```
[硬件串口] → QSerialPort(DaqServer)
   → SerialReceiveThread(独立线程): 找帧头0x55AA + 帧长切帧 + memcpy float 解析
   → DaqServer: 帧率/状态/波形缓冲/20ms 推送节流 + 存储投递
   → WsServer(QWebSocketServer :8765): JSON 双向
   → Vue 大屏（浏览器）
   → DataStorageThread(独立线程): 每帧落盘 CSV/DAT/BIN，不丢数
```

### 功能
- 高速采集不丢数（接收线程 + 存储线程 + 队列缓冲）
- 协议解析：hdntProtocolCore.dll + protocols.json（30+ 协议）；IEEE754 用 Qt memcpy 直接解析帧内 float
- 字段元数据下发（字段名 + 单位）
- 双向控制：前端开关串口 / 切协议 / 启停存储 / 选通道

### 编译运行
```powershell
# MSVC + CMake（需 vcvarsall + ninja）
cmake -G Ninja -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_PREFIX_PATH="C:/Qt/6.8.1/msvc2022_64" ..
cmake --build . --parallel
# 运行前：复制 hdntProtocolCore.dll + protocols/ 到 exe 同目录
SerialPortTool.exe   # 启动无头后端，监听 ws://127.0.0.1:8765
```
Qt 模块：Core/Gui/Widgets/SerialPort/Charts/Concurrent/3D*/**WebSockets/Network**

---

## 二、Python 版（SerialDAQ_Python/）

PySide6 + pyserial + pyqtgraph，单程序 Qt GUI，多线程串口采集。

### 架构
```
[pyserial] → SerialWorker(QThread): 读取 + 帧切分 + struct.unpack 解析 float
                 │ frame_received 信号
                 ├──→ MainWindow.on_frame (UI 线程，缓冲，50ms 刷新)
                 └──→ StorageWorker(QThread): 队列落盘 CSV/DAT/BIN
```

### 功能
- 多线程：串口线程（读取+解析）+ 存储线程（落盘），UI 不卡
- 帧解析：`0x55AA + 帧长 + float×N（小端）+ sum 校验`（与 C++ 版一致）
- 界面：串口设置 / 存储 / 曲线（pyqtgraph）/ 数据表格 / 协议选择 / 状态栏

### 运行
```bash
cd SerialDAQ_Python
pip install -r requirements.txt    # PySide6 / pyserial / pyqtgraph
python main.py
```

### 文件
```
SerialDAQ_Python/
├── main.py             # 入口
├── mainwindow.py       # 主窗口（PySide6 界面）
├── serial_worker.py    # 串口线程（读取 + 解析）
├── storage_worker.py   # 存储线程（CSV/DAT/BIN）
└── requirements.txt
```

---

## 三、Vue 大屏（vue-screen/）

Vue3 + Vite + TypeScript，浏览器全屏科技感大屏，对接 C++ 后端 WebSocket。

### 功能
- 实时多通道曲线（ECharts，动态横坐标，复选框显隐每条曲线）
- FFT 频谱（前端 JS FFT，独立 2048 缓冲提密度，通道可选）
- 3D 姿态（three.js，Roll/Pitch/Yaw 通道可选）
- KPI 数值卡（字段名 + 单位）
- 控制面板（串口配置 / 协议 / 存储 / FFT 通道 / 姿态通道）
- 科技感主题（深蓝霓虹 + 网格背景 + 毛玻璃 + 发光描边）

### 运行
```bash
cd vue-screen
npm install
npm run dev      # http://localhost:5173
npm run build    # 打包到 dist/
```

---

## WebSocket 数据协议（C++ ↔ Vue）

**下行**：`status` / `frame` / `waveform` / `fieldMeta` / `protocolList` / `portList`
**上行**：`scanPorts` / `openPort` / `closePort` / `setProtocol` / `setStorage` / `setChannels`

详见 README 历史版本或 `wsserver.cpp` / `ws.ts`。

## 数据帧格式（三模块通用）

```
| 帧头(2B) | 帧长(1B) | 浮点数据(4N字节) | 校验(1B) |
|  0x55AA  |  frameLen|   float × N      | checksum |
```
校验 = 前述字节累加取低 8 位（sum）。float 小端。

## 1ms 采集不丢数关键技术

| 手段 | 实现 |
|------|------|
| 多线程 | 接收线程 + 存储线程独立 |
| 生产者-消费者 | 队列 + 互斥锁 + 条件变量 |
| 信号槽异步 | Qt::QueuedConnection（C++/Python）|
| 存储每帧落盘 | 存储线程队列缓冲 |
| 显示节流 | C++ 20ms 批量推送 / Python 50ms UI 刷新 |

## 项目结构

```
SerialDAQ/（仓库根）
├── main.cpp / daqserver.* / wsserver.*           # C++ 无头后端
├── serialreceivethread.* / datastoragethread.*   # C++ 串口/存储线程（复用原版）
├── mainwindow.* / chartwidget.* / fftwidget.* / model3dwidget.*  # 原 Qt UI（保留）
├── hdntProtocolCore.dll/.h                        # 协议解析 DLL
├── protocols/                                     # 协议配置（protocols.json 聚合）
├── SerialDAQ_Python/                              # Python 版
├── vue-screen/                                    # Vue 大屏前端
├── CMakeLists.txt / SerialPortTool.pro
└── README.md
```

## 开源仓库

- **Gitee**: https://gitee.com/bistu_liuning_admin_admin/SerialDAQ

## 许可证

MIT License

## 作者

liuning

## 更新日志

### v2.1.0 (2026-07-30)
- 新增 Python 版（SerialDAQ_Python）：PySide6 + pyserial + pyqtgraph 多线程串口采集
- 新增 Vue 大屏前端（vue-screen）上传仓库
- README 整合三模块说明

### v2.0.0 (2026-07-30)
- C++ 重构：Qt 主窗口 UI → 无头后端（DaqServer + WsServer WebSocket）
- 新增 Vue 3 科技感数字大屏
- 保留原串口线程 / 协议解析 / 存储线程

### v1.2.0 (2026-03-07)
- 新增 BIN 二进制存储；独立存储线程 CSV/DAT/BIN

### v1.1.0 (2026-03-07)
- 协议解析 DLL 集成；协议选择 UI；动态字段

### v1.0.0 (2026-02-25)
- 初始版本：串口采集、存储、绘制、FFT、3D 显示