Qt編寫物聯網管理平臺39-報警聯動

一、前言

本系統支持報警聯動，就是某個探測器報警後，再去下發命令，通知下面的繼電器警號，一般是通過串口發送，由於現場會利用現有的串口線路比如485總線，所以本系統需要做特殊處理，就是公用485通信總線，在報警聯動表中，如果添加的串口號是在端口信息表中存在的，則不需要new串口，直接將要處理的命令發給端口通信類就行，端口通信類在輪詢的時候查找有沒有需要優先執行的命令，有的話則優先處理這些命令，只有這些命令全部處理完成後，再去發輪詢命令。

一個子設備報警，可以聯動多個繼電器，一對多的關係，多個設備也可以聯動到同一個繼電器，多對一關係，綜合起來這樣就變成了多對多關係，在繼電器聯動信息表中，可以自定義哪個子設備位號報警，對應聯動哪個串口哪些地址集合。目前本系統支持的是硬件上的報警聯動，後期還可以根據用戶需求定製軟聯動處理，比如彈出對應的監控報警圖像。

二、功能特點

2.1 軟件模塊

1. 設備監控模塊，包括數據監控（表格形式展示）、設備面板（面板形式展示）、地圖監控（地圖形式展示）、曲線監控（曲線形式展示）。
2. 數據查詢模塊，包括報警記錄、運行記錄、操作記錄。
3. 系統設置模塊，包括基本設置、端口管理、控制器管理、探測器管理、報警聯動、類型設置等。
4. 其他設置模塊，包括用戶管理、地圖管理、位置調整、組態設計、設備調試等。

2.2 基礎功能

1. 設備數據採集，支持串口、網絡，串口可設置串口號、波特率，網絡可設置IP地址、通訊端口。
2. 每個端口支持採集週期時間，默認1秒鐘一個設備。
3. 支持設置通訊超時次數，默認3次。
4. 支持最大重連時間，用於重新讀取離線的設備。
5. 控制器信息，能夠添加控制器名稱，選擇控制器地址、控制器型號，設置該控制器下面的探測器數量。
6. 探測器信息，能夠添加位號、探測器型號、氣體種類、氣體符號、高報值、低報值、緩衝值、清零值、是否啓用、報警聲音、背景地圖、存儲週期、數值換算小數點位數、報警延時時間、報警的類型（HH,LL,HL）等。
7. 類型管理可配置控制器型號、探測器型號、氣體種類、氣體符號等。
8. 地圖支持導入和刪除，所有的探測器在地圖上的位置可自由拖動保存。
9. 端口信息、控制器信息、探測器信息、類型信息、用戶信息等，都支持導入、導出、導出到excel、打印。
10. 運行記錄、報警記錄、操作記錄，都支持多條件組合查詢，比如時間段、控制器、探測器等，所有記錄支持導出到excel/pdf和打印。
11. 運行記錄、報警記錄、操作記錄都可刪除指定時間範圍內的數據。
12. 系統設置可選擇對應表最大保存記錄數，自動清理早期數據，留出足夠的空間存儲重要的數據。
13. 報警短信轉發，支持多個接收手機號碼，可設定發送間隔，比如即時發送或者6個小時發送一次所有的報警信息，短信內容過長，自動拆分多條短信。
14. 報警郵件轉發，支持多個接收郵箱，可設定發送間隔，比如即時發送或者6個小時發送一次所有的報警信息，支持附件發送。
15. 設置軟件的中文標題、英文標題、logo路徑、版權所有等。
16. 開關設置開機運行、報警聲音、自動登錄、記住密碼等。
17. 報警聲音可設置播放次數，界面風格樣式提供18套皮膚文件選擇。
18. 用戶管理，包括用戶權限配置，不同用戶可以有不同模塊的權限。
19. 用戶登錄和用戶退出，可以記住密碼和自動登錄，超過三次報錯提示並關閉程序。
20. 四種監控模式，設備面板監控、地圖監控、表格數據監控、曲線數據監控，可自由切換，四種模式下都實時展示採集到的數據，報警閃爍等。
21. 報警繼電器聯動，一個位號可以跨串口聯動多個模塊和繼電器號，支持多對多。

2.3 特色功能

1. 通信協議支持modbus_com、modbus_tcp_rtu，後期拓展mqtt等協議。
2. 數據源除了真實的硬件設備採集，還可選數據庫採集，這樣用戶可以安排其他程序員比如java程序員將前端採集好的數據放到數據庫，本系統直接從數據庫採集即可。數據庫採集模式可以作爲通用的系統使用，更適合多人多系統協作。
3. 智能跳過超時的設備，加快對在線設備的採集速度，當設備數量很多的時候尤其有用。
4. 對智能跳過的超時的設備，在設定的重連時間自動採集一次，以便探測設備是否又重新上線。
5. 每個探測器可控是否啓用，不啓用則不會採集，也不會在界面顯示，相當於運行階段臨時關閉。
6. 探測器可設置緩衝值和報警延時時間，在該值附近波動產生的報警，不計入報警，只有持續處於報警值且超過報警延時時間纔算真正報警，這樣可以規避很多波動導致的誤報。
7. 探測器可設置存儲週期，按照設定的時間來存儲一條運行記錄，可以按照重要程度對重要性高的設定存儲週期短一些，不重要的設定大一些，這樣可以節省不少的存儲空間，也保證了重要的數據及時存儲。
8. 探測器可設置清零值，在一些高精度高靈敏的設備可能出廠的時候默認值未必是0，需要設定清零值來表示初始值。
9. 探測器可設置小數點，用於計算後的真實數據控制小數點點位顯示，相當於除以10、除以100、除以1000，這樣大部分的探測器數據直接通過小數點位設置控制真實換算後的值，極個別的需要特殊轉換的可以在通信協議中約定。
10. 探測器報警的類型支持多種，有些設備是高於某個值高報，低於某個值低報，而有些設備是在最小值最大值範圍內是高報，低於最小值低報，高於最大值正常。這樣可以分情況處理，涵蓋各種報警類型。
11. 原創數據導入、導出、打印機制，跨平臺不依賴任何組件，瞬間導出數據。
12. 導出到excel的記錄支持所有excel、wps等表格文件版本，不依賴excel等軟件。
13. 高報顏色、低報顏色、正常顏色、默認值顏色等，都可以自由設置。
14. 支持雲端數據同步，將本地採集到的數據實時同步到雲端。
15. 支持網絡轉發和網絡接收，網絡接收開啓後，軟件從udp接收數據進行解析。網絡轉發支持多個目標IP，這樣就實現了本地採集的軟件，自由將數據轉到客戶端，隨時查看採集到的數據。
16. 自動記住用戶最後停留的界面以及其他配置信息，重啓後自動應用。
17. 報警自動切換到對應的地圖，探測器按鈕閃爍，表格數據對應顏色顯示。
18. 雙擊探測器圖標，彈出對應探測器詳細信息，可以根據需要定製回控操作。
19. 數據庫支持多種，包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金倉等。
20. 本地設備採集到的數據實時上傳到雲端，以便手機APP或者web等其他方式提取。
21. 自帶設備模擬工具，支持不同型號的多個設備數據模擬，同時還帶數據庫數據模擬，以便在沒有設備的時候測試數據。
22. 標準modbus協議，各種控制器類型、探測器類型、種類、符號等全部自定義，非常靈活和強大，通信協議示例數據非常完整，通用各種modbus協議系統，適用於各種應用場景接入。
23. 同時集成了串口通信、網絡通信、數據庫通信、數據導入導出打印、通信協議解析、界面UI、全局換膚等衆多組件和知識點，非常適合新手入門和進階。
24. 支持xp、win7、win10、、win11、linux、mac、各種國產系統（UOS、中標麒麟、銀河麒麟等）、嵌入式linux等系統。
25. 註釋完整，項目結構清晰，超級詳細完整的使用開發手冊，精確到每個代碼文件的功能說明，不斷持續迭代版本。

三、體驗地址

1. 國內站點：https://gitee.com/feiyangqingyun
2. 國際站點：https://github.com/feiyangqingyun
3. 個人主頁：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
4. 知乎主頁：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun
5. 產品主頁：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
6. 在線文檔：https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/iotsystem/
7. 體驗地址：https://pan.baidu.com/s/1ZxG-oyUKe286LPMPxOrO2A 提取碼：o05q 文件名：bin_iotsystem.zip。
8. 文章導航：https://qtchina.blog.csdn.net/article/details/121330922

四、效果圖

五、相關代碼

void AlarmLink::checkAlarm(const QString &positionID, bool alarm)
{
    for (int i = 0; i < DbData::AlarmLink_Count; ++i) {
        if (positionID == DbData::AlarmLink_PositionID.at(i)) {
            QString comName = DbData::AlarmLink_ComName.at(i);
            quint8 modelAddr = DbData::AlarmLink_ModelAddr.at(i);
            QString linkAddr = DbData::AlarmLink_LinkAddr.at(i);

            //生成要聯動的數據
            QByteArray body;
            body.append(0x06);
            body.append(data_zero);
            body.append(data_zero);

            //一次性發送所有報警繼電器聯動,比如設置的linkAddr爲1,2,3
            //具體按照位計算,將對應占位符填充,共兩個字節
            //從對應模塊地址中取出原來的再替換並更新
            QString strBin = "0000000000000000";
            QString temp = QString("%1|%2").arg(comName).arg(modelAddr);
            int index = -1;
            for (int i = 0; i < alarmIDs.count(); ++i) {
                if (alarmIDs.at(i).startsWith(temp)) {
                    index = i;
                    break;
                }
            }

            //重新更新報警位,並保留以前的報警位
            if (index >= 0) {
                strBin = alarmIDs.at(index).split("|").last();
                QStringList linkAddrs = linkAddr.split("|");
                foreach (QString addr, linkAddrs) {
                    if (!addr.isEmpty()) {
                        strBin[16 - addr.toInt()] = alarm ? '1' : '0';
                    }
                }

                alarmIDs[index] = QString("%1|%2|%3").arg(comName).arg(modelAddr).arg(strBin);
            }

            quint16 addr = QUIHelper::strBinToDecimal(strBin);
            body.append(QUIHelper::ushortToByte(addr));
            QString type = QString("串口[%1] %2報警聯動 %3").arg(comName).arg(alarm ? "啓動" : "停止").arg(linkAddr);
            writeData(comName, type, modelAddr, body);
        }
    }
}

void AlarmLink::append(const QString &positionID)
{
    //限制最大的報警隊列,已經存在的則不用繼續加入
    if (alarmPositionIDs.count() > 50 || alarmPositionIDs.contains(positionID)) {
        return;
    }

    QMutexLocker lock(&mutex);
    alarmPositionIDs << positionID;
}

void AlarmLink::remove(const QString &positionID)
{
    //需要記住以前報警的,重新替換新的
    //這個還有待商議,是將該模塊全部消音還是單個,單個有問題,當兩個都發送到一個報警位時會不一致
    //2019-3-25 改爲不需要復位報警繼電器,用戶通過單擊消音按鈕觸發復位所有繼電器
    //checkAlarm(positionID, false);
}

void AlarmLink::reset()
{
    //對所有的位號對應的串口發送復位數據
    QByteArray body;
    body.append(0x06);
    body.append(data_zero);
    body.append(data_zero);
    body.append(data_zero);
    body.append(data_zero);

    QStringList comNames;
    for (int i = 0; i < DbData::AlarmLink_Count; ++i) {
        QString comName = DbData::AlarmLink_ComName.at(i);
        //過濾已經發送過復位的,不然大量重複發送
        if (!comNames.contains(comName)) {
            quint8 modelAddr = DbData::AlarmLink_ModelAddr.at(i);
            QString type = QString("串口[%1] %2報警聯動 %3").arg(comName).arg("復位").arg(0);
            writeData(comName, type, modelAddr, body);
            comNames << comName;
            break;
        }
    }

    //構建空的已報警位隊列
    alarmIDs.clear();
    alarmPositionIDs.clear();
    for (int i = 0; i < DbData::AlarmLink_Count; ++i) {
        QString comName = DbData::AlarmLink_ComName.at(i);
        quint8 modelAddr = DbData::AlarmLink_ModelAddr.at(i);
        QString alarmID = QString("%1|%2|0000000000000000").arg(comName).arg(modelAddr);

        //如果已經存在該串口號該模塊則不用繼續
        bool exist = false;
        QString temp = QString("%1|%2").arg(comName).arg(modelAddr);
        for (int i = 0; i < alarmIDs.count(); ++i) {
            if (alarmIDs.at(i).startsWith(temp)) {
                exist = true;
                break;
            }
        }

        if (!exist) {
            alarmIDs << alarmID;
        }
    }
}

void AlarmLink::writeData(int index, const QString &type, quint8 addr, const QByteArray &body)
{
    //先判斷串口是否運行正常
    QByteArray data;
    data.append(addr);
    data.append(body);
    data.append(QUIHelper::getCrcCode(data));

    //需要判斷數量否則越界
    if (coms.count() > index) {
        coms.at(index)->write(data);
    }

    QString portName = "報警聯動";
    emit sendData(portName, addr, data);
    emit receiveInfo(portName, addr, type);
}

void AlarmLink::writeData(const QString &comName, const QString &type, quint8 modelAddr, const QByteArray &body)
{
    //如果串口不屬於獨立的串口則從控制器所用串口中發送數據
    int index = comNames.indexOf(comName);
    if (index >= 0) {
        writeData(index, type, modelAddr, body);
    } else {
        index = DbData::PortInfo_ComName.indexOf(comName);
        if (index >= 0) {
            QString portName = DbData::PortInfo_PortName.at(index);
            DeviceServer::Instance()->writeData(portName, type, modelAddr, body);
        }
    }
}