Qt编写气体安全管理系统26-组态设计

一、前言

组态设计是应一个客户要求新增加进去的，设计理念就是在提供一个组态设计的初级功能，比如读取自定义控件动态库，加载所有的控件放到控件栏（有点类似qtcreator的控件栏）用户拖曳对应的控件到画布上，自动生成控件，控件可以直接在画布上拉伸大小和拖动调整位置，设置一些控件本身的属性，比如各种颜色，同时还提供用户属性设置功能，用户可以自定义很多属性绑定在这个控件上，一般来说一个控件会定义一些Q_PROPERTY的东西来讲属性暴露出来进行设置，但是毕竟是有限的，大部分的时候用户希望的是除了这些自带的本身的属性以外，还能自定义一些用户的属性绑定到这个控件上，比如设备编号、设备名称等，而且这些信息要求可以保存的，下次自动加载并且应用进去。

弱属性机制在Qt中异常的强大，这种用户属性的处理必须要用到弱属性，弱属性要读取直接用widget->property(name)即可，要赋值直接widget->setProperty(name, value)即可，使用非常方便，支持多个，如果名字相当值取最后那个，会自动覆盖，所以想设备编号、设备名称这类的用户属性绑定到该控件以后，在程序中其他地方就可以直接用property函数取出来进行处理了。为此我专门做了个自定义控件属性设计器，支持中英文属性自动映射，有专门的一个系列的文章讲解那个属性设计器。

皮肤开源：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo
文件名称：styledemo

体验地址：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetExe https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetExe
文件名称：bin_sams.zip

二、功能特点

采集数据端口，支持串口端口+网络端口，串口支持自由设置串口号+波特率，网络支持自由设置IP地址+通讯端口，每个端口支持采集周期，默认1秒钟一个地址，支持设置通讯超时次数，默认3次，支持最大重连时间，用于重新读取离线的设备。
控制器信息，能够添加控制器名称，选择控制器地址+控制器型号，设置该控制器下面的探测器数量。
探测器信息，能够添加位号，可自由选择探测器型号，气体种类，气体符号，高报值，低报值，缓冲值，清零值，是否启用，报警声音，背景地图，存储周期，数值换算小数点位数，报警延时时间，报警的类型（HH,LL,HL）等。
控制器型号+探测器型号+气体种类+气体符号，均可自由配置。
地图支持导入和删除，所有的探测器对应地图位置可自由拖动保存。
端口信息+控制器信息+探测器信息，支持导入导出+导出到excel+打印。
运行记录+报警记录+用户记录，支持多条件组合查询，比如时间段+控制器+探测器等，所有记录支持导出到excel+打印。
导出到excel的记录支持所有excel+wps等表格文件版本，不依赖excel等软件。
可删除指定时间范围内的数据，支持自动清理早期数据，设置最大保存记录数。
支持报警短信转发，支持多个接收手机号码，可设定发送间隔，比如即时发送或者6个小时发送一次所有的报警信息，短信内容过长，自动拆分多条短信。
支持报警邮件转发，支持多个接收邮箱，可设定发送间隔，比如即时发送或者6个小时发送一次所有的报警信息，支持附件发送。
高报颜色+低报颜色+正常颜色+0值颜色+曲线背景+曲线颜色等，都可以自由选择。
提供开关设置开机运行+报警声音+自动登录+记住密码等。
报警声音可设置播放次数，界面提供17种皮肤文件选择。
支持云端数据同步，可设置云端数据库的信息，比如数据库名称，用户名+密码等。
支持网络转发和网络接收，网络接收开启后，软件从udp接收数据进行解析。网络转发支持多个目标IP，这样就实现了本地采集的软件，自由将数据转到客户端，随时查看探测器数据。
自动记住用户最后停留的界面+其他信息，重启后自动应用。
报警自动切换到对应的地图，探测器按钮闪烁。
双击探测器图标，可以进行回控。
支持用户权限管理，管理员+操作员两大类，用户登录+用户退出，可以记住密码和自动登录，超过三次报错提示并关闭程序。
支持四种监控模式，设备面板监控+地图监控+表格数据监控+曲线数据监控，可自由切换，四种同步应用。
支持报警继电器联动，一个位号可以跨串口联动多个模块和继电器号，支持多对多。
本地数据存储支持sqlite+mysql，支持远程数据同步到云端数据库。自动重连。
本地设备采集到的数据实时上传到云端，以便手机APP或者web等其他方式提取。
支持两种数据源，一种是串口和网络通过协议采集设备数据，一种是数据库采集。数据库采集模式可以作为通用的系统使用。
自带设备模拟工具，支持16个设备数据模拟，同时还带数据库数据模拟，以便在没有设备的时候测试数据。
默认通信协议采用modbus协议，后期增加mqtt等物联网协议的支持，做成通用系统。
支持所有windows操作系统+linux操作系统和其他操作系统。

三、效果图

四、核心代码

void frmConfigXml::initPlugin()
{
    //载入默认的插件,debug则加载带d结尾的文件
    QString appPath = qApp->applicationDirPath();
#ifdef QT_NO_DEBUG
    QString str = "";
#else
    QString str = "d";
#endif

#if defined(Q_OS_WIN)
    QString fileName = QString("%1/quc%2.dll").arg(appPath).arg(str);
#elif defined(Q_OS_UNIX)
    QString fileName = QString("%1/libquc%2.so").arg(appPath).arg(str);
#elif defined(Q_OS_MAC)
    QString fileName = QString("%1/libquc%2.dylib").arg(appPath).arg(str);
#endif

    //载入默认的自定义控件插件
    loadPlugin(fileName);
    //载入默认的控件xml数据
    openFile(appPath + "/quc.xml");
    //自动滚动条滚到指定位置
    qApp->processEvents();
    ui->listWidget->verticalScrollBar()->setValue(0);
}

void frmConfigXml::loadPlugin(const QString &fileName)
{
    openPlugin(fileName);
}

void frmConfigXml::openPlugin(const QString &fileName)
{
    //先清空原有的控件
    qDeleteAll(listWidgets);
    listWidgets.clear();
    listNames.clear();
    ui->listWidget->clear();

    //加载自定义控件插件集合信息,包括获得类名+图标
    QPluginLoader loader(fileName);
    if (loader.load()) {
        QObject *plugin = loader.instance();

        //获取插件容器,然后逐个遍历容器找出单个插件
        QDesignerCustomWidgetCollectionInterface *interfaces = qobject_cast<QDesignerCustomWidgetCollectionInterface *>(plugin);
        if (interfaces)  {
            listWidgets = interfaces->customWidgets();
            int count = listWidgets.count();
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                //取出图标和类名
                QIcon icon = listWidgets.at(i)->icon();
                QString className = listWidgets.at(i)->name();
                QListWidgetItem *item = new QListWidgetItem(ui->listWidget);
                item->setText(className);
                item->setIcon(icon);
                listNames << className;
            }
        }

        //获取所有插件的类名
        const QObjectList objList = plugin->children();
        foreach (QObject *obj, objList) {
            QString className = obj->metaObject()->className();
            //qDebug() << className;
        }
    }
}

void frmConfigXml::openFile(const QString &fileName)
{
    //如果控件列表没有则不用继续
    if (ui->listWidget->count() == 0) {
        return;
    }

    //打开文件
    QFile file(fileName);
    if (!file.open(QFile::ReadOnly | QFile::Text)) {
        return;
    }

    //将文件填充到dom容器
    QDomDocument doc;
    if (!doc.setContent(&file)) {
        file.close();
        return;
    }

    file.close();

    listSelect.clear();
    listUserProperty.clear();
    xmlName = fileName;

    //先清空原有控件
    QList<QWidget *> widgets = ui->centralwidget->findChildren<QWidget *>();
    qDeleteAll(widgets);
    widgets.clear();

    //先判断根元素是否正确
    QDomElement docElem = doc.documentElement();
    if (docElem.tagName() == "canvas") {
        QDomNode node = docElem.firstChild();
        QDomElement element = node.toElement();
        while(!node.isNull()) {
            //控件名称
            QString name = element.tagName();
            //取出当前控件在控件列表中的索引,如果不存在则意味着配置文件中的该控件不存在了
            int index = listNames.indexOf(name);
            if (index < 0) {
                continue;
            }

            //存储控件的坐标位置和宽度高度
            int x, y, width, height;
            //存储自定义控件属性
            QList<QPair<QString, QVariant> > propertys;
            //存储控件自定义属性
            QStringList userProperty;

            //节点名称不为空才继续
            if (!name.isEmpty()) {
                //遍历节点的属性名称和属性值
                QDomNamedNodeMap attrs = element.attributes();
                for (int i = 0; i < attrs.count(); i++) {
                    QDomNode node = attrs.item(i);
                    QString nodeName = node.nodeName();
                    QString nodeValue = node.nodeValue();
                    //qDebug() << name << nodeName << nodeValue;

                    //优先取出坐标+宽高属性,这几个属性不能通过设置弱属性实现
                    if (nodeName == "x") {
                        x = nodeValue.toInt();
                    } else if (nodeName == "y") {
                        y = nodeValue.toInt();
                    } else if (nodeName == "width") {
                        width = nodeValue.toInt();
                    } else if (nodeName == "height") {
                        height = nodeValue.toInt();
                    } else if (nodeName.startsWith("user-")) {
                        //取出user-开头的自定义属性
                        nodeName = nodeName.split("-").last();
                        userProperty << QString("%1|%2").arg(nodeName).arg(nodeValue);
                    } else {
                        QVariant value = QVariant(nodeValue);
                        //为了兼容Qt4,需要将颜色值的rgba分别取出来,因为Qt4不支持16进制字符串带透明度
                        //#6422a3a9 这种格式依次为 argb 带了透明度的才需要特殊处理
                        if (nodeValue.startsWith("#") && nodeValue.length() == 9) {
                            bool ok;
                            int alpha = nodeValue.mid(1, 2).toInt(&ok, 16);
                            int red = nodeValue.mid(3, 2).toInt(&ok, 16);
                            int green = nodeValue.mid(5, 2).toInt(&ok, 16);
                            int blue = nodeValue.mid(7, 2).toInt(&ok, 16);
                            value = QColor(red, green, blue, alpha);
                        }

                        propertys.append(qMakePair(nodeName, value));
                    }
                }
            }

            //qDebug() << name << x << y << width << height;

            //根据不同的控件类型实例化控件
            int countWidget = listWidgets.count();
            int countProperty = propertys.count();
            for (int i = 0; i < countWidget; i++) {
                QString className = listWidgets.at(i)->name();
                if (name == className) {
                    //生成对应的控件
                    QWidget *widget = createWidget(i);
                    //逐个设置自定义控件的属性
                    for (int j = 0; j < countProperty; j++) {
                        QPair<QString, QVariant> property = propertys.at(j);
                        QString name = property.first;
                        QVariant value = property.second;
                        widget->setProperty(name.toStdString().c_str(), value);
                    }

                    //设置控件坐标及宽高
                    widget->setGeometry(x, y, width, height);
                    //实例化选中窗体跟随控件一起
                    newSelect(widget, userProperty);
                    break;
                }
            }

            //移动到下一个节点
            node = node.nextSibling();
            element = node.toElement();
        }
    }
}

void frmConfigXml::saveFile(const QString &fileName)
{
    //如果控件列表没有则不用继续
    if (ui->listWidget->count() == 0) {
        return;
    }

    QFile file(fileName);
    if (!file.open(QFile::WriteOnly | QFile::Text | QFile::Truncate)) {
        return;
    }

    //以流的形式输出文件
    QTextStream stream(&file);

    //构建xml数据
    QStringList list;

    //添加固定头部数据
    list << "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>";
    //添加canvas主标签,保存宽高和背景图片,还可以自行添加其他属性
    list << QString("<canvas width=\"%1\" height=\"%2\" image=\"%3\">")
         .arg(ui->centralwidget->width()).arg(ui->centralwidget->height()).arg("bg.jpg");

    //从容器中找到所有控件,根据控件的类名保存该类的所有属性
    QList<QWidget *> widgets = ui->centralwidget->findChildren<QWidget *>();
    foreach (QWidget *widget, widgets) {
        const QMetaObject *metaObject = widget->metaObject();
        QString className = metaObject->className();

        //如果当前控件的父类不是主窗体则无需导出,有些控件有子控件无需导出
        if (widget->parent() != ui->centralwidget || className == "SelectWidget") {
            continue;
        }

        //逐个存储自定义控件属性
        //metaObject->propertyOffset()表示当前控件的属性开始索引,0开始的是父类的属性
        QStringList values;
        int index = metaObject->propertyOffset();
        int count = metaObject->propertyCount();
        for (int i = index; i < count; i++) {
            QMetaProperty property = metaObject->property(i);
            QString nodeName = property.name();
            QVariant variant = property.read(widget);
            QString typeName = variant.typeName();
            QString nodeValue = variant.toString();

            //如果是颜色值则取出透明度一起,颜色值toString在Qt4中默认不转透明度
            if (typeName == "QColor") {
                QColor color = variant.value<QColor>();
                if (color.alpha() < 255) {
                    //Qt4不支持HexArgb格式的字符串,需要挨个取出来拼接
                    //nodeValue = color.name(QColor::HexArgb);
                    QString alpha = QString("%1").arg(color.alpha(), 2, 16, QChar('0'));
                    QString red = QString("%1").arg(color.red(), 2, 16, QChar('0'));
                    QString green = QString("%1").arg(color.green(), 2, 16, QChar('0'));
                    QString blue = QString("%1").arg(color.blue(), 2, 16, QChar('0'));
                    nodeValue = QString("#%1%2%3%4").arg(alpha).arg(red).arg(green).arg(blue);
                }
            }

            //枚举值要特殊处理,需要以字符串形式写入,不然存储到配置文件数据为int
            if (property.isEnumType()) {
                QMetaEnum enumValue = property.enumerator();
                nodeValue = enumValue.valueToKey(nodeValue.toInt());
            }

            values << QString("%1=\"%2\"").arg(nodeName).arg(nodeValue);
            //qDebug() << nodeName << nodeValue << variant;
        }

        //找到当前控件对应的索引
        index = -1;
        count = listSelect.count();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (listSelect.at(i)->getWidget() == widget) {
                index = i;
                break;
            }
        }

        //可以用下面方法列出所有的用户属性,然后取值,本程序已经用 listUserProperty 存储了
        //qDebug() << widget->dynamicPropertyNames();

        //逐个存储控件的用户属性
        QStringList userProperty = listUserProperty.at(index);
        count = userProperty.count();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            QStringList list = userProperty.at(i).split("|");
            values << QString("user-%1=\"%2\"").arg(list.at(0)).arg(list.at(1));
        }

        //逐个添加界面上的控件的属性
        QString geometry = QString("x=\"%1\" y=\"%2\" width=\"%3\" height=\"%4\"").arg(widget->x()).arg(widget->y()).arg(widget->width()).arg(widget->height());
        QString str = QString("\t<%1 %2 %3/>").arg(className).arg(geometry).arg(values.join(" "));
        list << str;
    }

    //添加固定尾部数据
    list << "</canvas>";

    //写入文件
    QString data = list.join("\n");
    stream << data;
    file.close();
}