线激光 Modbus 上位机 GUI 设计

本程序是 line-laser-modbus 协议库的 Qt 上位机（HMI），用于操作与监控运动控制器。协议细节见库内 docs/proto.md。

1. 技术选型

项目	选择	说明
GUI 框架	PySide6	Qt 官方绑定，LGPL，兼容 Python 3.12
实时曲线	pyqtgraph	高刷新率的科学绘图
协议层	line-laser-modbus	以路径依赖方式引用同仓库 `py` 包
串口枚举	pyserial `list_ports`	自动检测本机 COM 口

2. 线程模型

Modbus 客户端是阻塞式同步调用，绝不能在 GUI 线程执行，否则界面卡死。

ModbusWorker(QObject) 持有 LineLaserClient，被 moveToThread 移入独立 QThread。
GUI 线程通过主窗口的请求信号（requestConnect、requestSwitchMode 等）以队列连接方式投递到 worker 槽。
worker 通过结果信号（connected、snapshotReady、errorOccurred 等）回传，GUI 线程刷新界面。
轮询用 worker 线程内的 QTimer 周期触发 PollingRunner.run_once，避免无限循环阻塞线程。

GUI 线程  --请求信号(队列)-->  ModbusWorker(子线程)  --结果信号(队列)-->  GUI 线程
                                   |
                                   +-- LineLaserClient / PollingRunner / QTimer

3. 功能面板

面板	模块	对应协议库能力
连接	`panels/connection_panel.py`	`SerialConfig`、模拟后端开关
模式控制	`panels/mode_panel.py`	`switch_mode`（状态机校验）、急停 `trigger_emergency_stop`
状态监控	`panels/status_panel.py`	`read_status`、`read_available_cache_count`、时间戳、超时计数
当前位姿	`panels/pose_panel.py`	`read_current_pose`
轮询与录制	`panels/polling_panel.py`	`PollingRunner`、CSV 录制
手动下发	`panels/manual_panel.py`	`read_available_cache_count`、`write_target_pose`、`write_correction`、跟踪目标
实时曲线	`panels/chart_panel.py`	6 轴位姿趋势
日志窗口	`panels/log_panel.py` 的 `LogWindow`	通信/错误记录、导出；由菜单「视图 → 日志窗口」(Ctrl+L) 打开

界面使用浅色 Fusion 主题（app.apply_light_theme），不跟随系统暗色。连接成功后会自动启动轮询，位姿数码显示与曲线立即刷新，无需手动点击。

4. 模拟模式

为满足无硬件演示，backend.py 提供 DynamicSimulatedBackend：

读取当前位姿时按正弦规律围绕基准位姿摆动，使数码显示与曲线动起来；
写入模式命令时联动刷新设备状态字（如进入在线跟踪后状态变为 TRACKING_OK）；
默认提供 0xD002 可用缓存数量为 1，便于验证目标示教位姿下发。

勾选连接面板的「模拟模式」即可在没有串口和控制器的机器上完整体验所有功能。

5. 状态机与安全

普通模式切换只包含 0~4，模式 0 在界面显示为「手动示教」。
普通模式切换走 switch_mode，非法切换由协议库抛错并在日志提示。
急停按钮走 force_mode（内部调用 trigger_emergency_stop，不做状态机校验），保证任意状态下可立即下发急停。
手动下发按钮按当前模式启用：模式 2 允许目标示教位姿，模式 3/4 允许 6 轴纠偏量，模式 0/1 不允许下发控制指令。
worker 写入前会再次读取当前模式校验，避免按钮状态滞后或信号绕过。
模式 2 下刷新 0xD002 可用缓存数量；目标示教位姿写入前再次读取，数量为 0 时界面提示并拒绝下发。
UI 固定使用协议轮询周期 50ms 和单帧超时 150ms；轮询连续失败达到阈值后自动断开连接。

6. 数据录制

recorder.py 的 SnapshotRecorder 将每帧快照追加为 CSV：wall_time, device_timestamp, mode, status, x..c，文件按时间戳命名保存在 record_dir。

4.0 KiB Raw Blame History Unescape Escape