CN111026393A - 一种基于qt的scada系统hmi开发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于QT的SCADA系统HMI开发方法，SCADA系统HMI分为HMI编辑系统和HMI运行系统，HMI编辑系统用来设计具体的画面，HMI运行系统用来显示设计好的画面；首先利用QT创建SCADA系统HMI编辑系统画布，建立图元工具箱；然后使用图元工具箱在画布上绘制相应的图元，图元的绘制使用QT图形框架实现；将画面和画面上的图元保存在本地；最后HMI运行系统读取保存的画面和图元信息，根据设定的起始画面进行显示。本发明可以满足scada系统不同的应用场景，编辑系统的图元工具箱可以扩展，可根据项目需要进行二次开发。
Description
技术领域
本发明属于计算机软件技术领域，涉及一种人机交互界面开发方法，尤其涉及一种基于QT的SCADA系统HMI开发方法。
背景技术
HMI(Human Machine Interfqace，人机界面)是系统和用户之间进行信息交互和命令传输的媒介，在SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)系统中，HMI可用于显示工业现场设备的状态，现场的环境状况(如温度，湿度等)，同时还可以对现场指定设备进行控制。目前大多数SCADA系统的HMI只能在指定的操作系统上运行，HMI软件的跨平台性能不足。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于QT的SCADA系统HMI开发开发方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于QT的SCADA系统HMI开发方法，SCADA系统HMI分为HMI编辑系统和HMI运行系统，HMI编辑系统用来设计具体的画面，HMI运行系统用来显示设计好的画面；
其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：利用QT创建SCADA系统HMI编辑系统画布，建立图元工具箱；
步骤2：使用图元工具箱在画布上绘制相应的图元，图元的绘制使用QT图形框架实现；
步骤3：将画面和画面上的图元保存在本地；
步骤4：HMI运行系统读取保存的画面和图元信息，根据设定的起始画面进行显示。
本发明可以满足SCADA系统不同的应用场景，编辑系统的图元工具箱可以扩展，可根据项目需要进行二次开发
附图说明
图1是本发明实施例的HMI系统的框架图；
图2是本发明实施例的图元类继承关系的说明图；
图3是本发明实施例在某管廊项目中应用HMI运行系统的主界面图；
图4是本发明在某管廊项目中应用HMI编辑系统画面图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种基于QT的SCADA系统HMI开发方法，SCADA系统HMI分为HMI编辑系统和HMI运行系统，HMI编辑系统用来设计具体的画面，HMI运行系统用来显示设计好的画面；
具体包括以下步骤：
步骤1：利用QT创建SCADA系统HMI编辑系统画布，建立图元工具箱；
步骤2：使用图元工具箱在画布上绘制相应的图元，图元的绘制使用QT图形框架实现；
步骤3：将画面和画面上的图元保存在本地；
步骤4：HMI运行系统读取保存的画面和图元信息，根据设定的起始画面进行显示。
如图1，显示了本发明所设计的HMI系统的框架，HMI系统分为HMI编辑系统和HMI运行系统，HMI编辑系统的功能是绘制scada场景需要显示的画面，并设置画面及画面上的图元的属性，HMI运行系统根据设置的起始界面显示对应的画面。HMI编辑系统主界面分为画面树形结构，画面属性框，画布和图元工具箱四个部分；图元工具箱包括各种基本的图形元素，点击上面的图元按钮，在画布上通过鼠标移动可以绘制指定的图元。
下面具体阐释HMI编辑系统的实现过程：
画布上图元的绘制是基于QT的graphicsView框架实现的。Graphics View框架自从QT4.2开始引入，用于取代QT3中的Canvas模块，并作出了改进。Graphics View框架实现了模型-视图结构的图形管理，能对大量的图元进行管理，支持碰撞检测(图元之间是否发生碰撞)，坐标变换和图元组等多种方便的功能。Graphics View框架结构主要包含三个类：场景类(QGraphicsScene)，视图类(QGraphicsView)和图元类(QGraphicsItem)，统称为"三元素"。本发明中的画布就是继承自QgraphicsView类，图元继承自QgraphicsItem类，本发明中定义了一个QgraphicsScene类的对象，具体的图元绘制在对象上，将QgraphicsScene类的对象增加到视图类中可实现在画布上绘制图元。
图2显示了上述所述的图元类的继承关系：
画面树形结构是在Qt的QtreeWidget控件上实现的。QtreeWidget控件的每一个子项QtreeWidgetItem既可以作为画面，也可作为画面组。该树形结构支持创建若干画面组，每一个画面组下支持新建若干画面，画面和画面组支持重命名和删除。
画面属性框是继承自Qwidget窗体控件，属性框中添加Qt第三方库QtProperty类对象，可实现画面和图元的属性设置，包括：画面背景，图元线条颜色，封闭图元颜色，图元线条样式，图元关联字体的颜色和大小，图元关联文本
本发明中，同时也提供了一种HMI数据的保存方法。界面数据包括画面树形结构，画布和画面属性，起始画面信息。画面数据的读取和保存使用QT的QXmlStreamReader和QxmlStreamWriter来完成。具体保存结构如下:
在工程文件下新建View文件夹，View文件夹下新建startHmiConfig.xml文件，该文件夹记录运行系统需要显示的起始布局，以及起始布局上各区域关联的画面的UUId。
View文件夹下新建View文件夹，子View文件夹下新建viewConfig.xml文件，用于显示画面树形结构，该文件以递归的形式记录了画面和画面组的UUID。
子View子文件夹下建立了以画面uuid_action.xml命令的文件，该文件记录了指定画面的属性数据，包括画布属性，以及画布上图元的属性。以为某一画面下画面属性数据的内容。
HMI运行系统使用QxmlStreamReader类来读取startHmiConfig.xml的数据，通过起始画面的uuid来读取画面属性数据，并通过QgraohicsView框架河读取出来的画面属性数据将起始界面恢复出来。
请见图3，为本实施例在某管廊项目中应用HMI运行系统的主界面图，图4为本实施例在某管廊项目中应用HMI编辑系统画面。
本发明实现了一种scada系统的HMI开发方法，可以在此基础上实现SCADA界面的二次开发，同时，使用QT开发的界面可以实现在不同的系统平台上运行
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术；上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种基于QT的SCADA系统HMI开发方法，SCADA系统HMI分为HMI编辑系统和HMI运行系统，HMI编辑系统用来设计具体的画面，HMI运行系统用来显示设计好的画面；
其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：利用QT创建SCADA系统HMI编辑系统画布，建立图元工具箱；
步骤2：使用图元工具箱在画布上绘制相应的图元，图元的绘制使用QT图形框架实现；
步骤3：将画面和画面上的图元保存在本地；
步骤4：HMI运行系统读取保存的画面和图元信息，根据设定的起始画面进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于QT的SCADA系统HMI开发方法，其特征在于：HMI编辑系统主界面分为画面树形结构，画面属性框，画布和图元工具箱四个部分；
图元工具箱包括各种基本的图形元素，点击上面的图元按钮，在画布上通过鼠标移动绘制指定的图元。
3.根据权利要求2所述的基于QT的SCADA系统HMI开发方法，其特征在于：画布上图元的绘制是基于QT的graphicsView框架实现的；画布继承自QgraphicsView类，图元继承自QgraphicsItem类，同时定义了一个QgraphicsScene类的对象，具体的图元绘制在对象上，将QgraphicsScene类的对象增加到视图类中实现在画布上绘制图元。
4.根据权利要求2所述的基于QT的SCADA系统HMI开发方法，其特征在于：画面树形结构是在Qt的QtreeWidget控件上实现的；QtreeWidget控件的每一个子项QtreeWidgetItem既能作为画面，也能作为画面组；该树形结构支持创建若干画面组，每一个画面组下支持新建若干画面，画面和画面组支持重命名和删除。
5.根据权利要求2所述的基于QT的SCADA系统HMI开发方法，其特征在于：画面属性框是继承自Qwidget窗体控件，属性框中添加QT第三方库QtProperty类对象，实现画面和图元的属性设置，包括：画面背景，图元线条颜色，封闭图元颜色，图元线条样式，图元关联字体的颜色和大小，图元关联文本。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的基于QT的SCADA系统HMI开发方法，其特征在于：步骤4中，HMI运行系统使用QxmlStreamReader类来读取startHmiConfig.xml的数据，通过起始画面的uuid来读取画面属性数据，并通过QgraohicsView框架河读取出来的画面属性数据将起始界面恢复出来。
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