# FCT EOL上位机系统技术设计方案 ## 1. 文档信息 | 项目 | 内容 | |------|------| | **文档名称** | FCT EOL上位机系统技术设计方案 | | **文档版本** | V1.0 | | **创建日期** | 2024-01-15 | | **创建人** | 智能助手 | | **审核人** | [待填写] | | **批准人** | [待填写] | ## 2. 方案概述 ### 2.1 项目背景 - 产线终端测试(FCT/EOL)自动化需求 - 多协议通信设备测试需求 - 测试数据管理与系统联动需求 ### 2.2 设计目标 | 目标项 | 具体指标 | |--------|----------| | 多协议支持 | CAN/RS485/Ethernet/TCP动态切换 | | 测试自动化 | 一键测试，自动判定结果 | | 数据管理 | 三地存储(本地+ MES + DCP) | | 系统集成 | 与MES系统无缝联动 | | 数据追溯 | Excel标准化报表输出 | ### 2.3 设计范围 - **包含**: 上位机软件系统、通信协议管理、测试执行引擎、数据管理、UI界面 - **不包含**: 硬件设备驱动开发、MES/DCP系统改造 ## 3. 系统架构设计 ### 3.1 总体架构图 ``` ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 应用层(UI) │ │ 业务逻辑层 │ │ 数据服务层 │ │ - PyQt5界面 │◄──►│ - 测试引擎 │◄──►│ - SQLite DB │ │ - 实时监控 │ │ - 协议管理 │ │ - Excel输出 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘ ▲ │ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 硬件驱动层 │ │ 外部系统 │ │ - CAN驱动 │ │ - MES系统 │ │ - 串口驱动 │◄──►│ - DCP系统 │ │ - 网络驱动 │ │ - 测试设备 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ ``` ### 3.2 技术栈选型 | 层级 | 技术方案 | 选型理由 | |------|---------|----------| | UI层 | PyQt5 + Qt Designer | 专业GUI框架，跨平台支持 | | 业务层 | Python 3.8+ | 丰富的库生态，快速开发 | | 通信层 | python-can, pyserial | 标准协议支持，稳定性高 | | 数据层 | SQLite + openpyxl | 轻量级，满足报表需求 | | 配置层 | YAML配置文件 | 易读易维护 | ### 3.3 部署架构 - **单机部署**: 工位PC独立运行 - **网络要求**: 与MES/DCP系统网络连通 - **硬件接口**: CAN卡、串口、网口 ## 4. 功能模块设计 ### 4.1 模块划分 ``` FCT EOL上位机 ├── 协议管理模块 ├── 测试执行模块 ├── 数据管理模块 ├── 界面控制模块 └── 系统配置模块 ``` ### 4.2 模块详细设计 #### 4.2.1 协议管理模块 - **功能描述**: 多协议动态切换与统一抽象 - **接口定义**: ```python class ProtocolManager: def switch_protocol(protocol_type, config) def send_data(data) def receive_data(timeout) def get_connection_status() ``` - **处理流程**: 1. 解析协议配置 2. 建立协议连接 3. 数据收发处理 4. 状态监控维护 #### 4.2.2 测试执行模块 - **功能描述**: 测试流程控制与结果判定 - **处理流程**: 1. 测试序列初始化 2. 步骤执行与监控 3. 结果收集与判定 4. 数据保存与上传 #### 4.2.3 数据管理模块 - **功能描述**: 测试数据存储与报表生成 - **数据模型**: ```python class TestData: test_id: str device_sn: str start_time: datetime test_steps: List[TestStep] results: Dict ``` ## 5. 数据库设计 ### 5.1 数据库选型 - **SQLite 3.35+**: 轻量级，零配置，满足单机应用需求 ### 5.2 表结构设计 #### 5.2.1 测试记录表 (test_records) | 字段名 | 类型 | 长度 | 主键 | 可空 | 默认值 | 说明 | |--------|------|------|------|------|--------|------| | test_id | TEXT | 32 | 是 | 否 | | 测试ID | | device_sn | TEXT | 64 | 否 | 否 | | 设备序列号 | | start_time | DATETIME | | 否 | 否 | | 开始时间 | | end_time | DATETIME | | 否 | 是 | | 结束时间 | | result | TEXT | 16 | 否 | 否 | | 测试结果 | | operator | TEXT | 32 | 否 | 是 | | 操作员 | #### 5.2.2 测试步骤表 (test_steps) | 字段名 | 类型 | 长度 | 主键 | 可空 | 默认值 | 说明 | |--------|------|------|------|------|--------|------| | step_id | INTEGER | | 是 | 否 | | 步骤ID | | test_id | TEXT | 32 | 否 | 否 | | 测试ID | | step_name | TEXT | 64 | 否 | 否 | | 步骤名称 | | measure_value | REAL | | 否 | 是 | | 测量值 | | result | TEXT | 16 | 否 | 否 | | 步骤结果 | ## 6. 接口设计 ### 6.1 内部接口 #### 6.1.1 协议切换接口 - **功能**: 动态切换通信协议 - **请求参数**: ```json { "protocol_type": "CAN/RS485/Ethernet", "config": { "channel": "can0", "bitrate": 500000 } } ``` - **响应参数**: ```json { "success": true, "message": "协议切换成功", "connection_status": "connected" } ``` ### 6.2 外部接口 #### 6.2.1 MES数据上传接口 - **功能**: 测试结果上传MES系统 - **请求参数**: ```json { "test_id": "TEST_20240115_001", "device_sn": "SN123456789", "test_result": "PASS", "test_data": {...} } ``` ## 7. 界面设计 ### 7.1 界面布局 ``` 主界面布局: ┌────────────────────────────────────────┐ │ 状态栏 [系统状态|工位|操作员|时间] │ ├───────────────┬────────────────────────┤ │ 导航面板 │ 主工作区 │ │ ∙ 测试控制 │ ∙ 实时监控 │ │ ∙ 设备管理 │ ∙ 测试进度 │ │ ∙ 数据查询 │ ∙ 结果显示 │ │ ∙ 系统设置 │ │ ├───────────────┴────────────────────────┤ │ 控制栏 [开始|暂停|停止|设置] │ └────────────────────────────────────────┘ ``` ### 7.2 交互流程 1. 系统启动 → 硬件初始化 2. 用户登录 → 权限验证 3. 测试配置 → 参数设置 4. 开始测试 → 流程执行 5. 结果判定 → 数据保存 6. 报告生成 → 系统上传 ## 8. 安全设计 ### 8.1 认证授权 - **用户认证**: 工位操作员登录验证 - **权限控制**: 功能模块访问权限分级 ### 8.2 数据安全 - **本地数据**: SQLite数据库加密 - **传输数据**: HTTPS/RESTful API ## 9. 性能设计 ### 9.1 性能指标 | 指标项 | 目标值 | 测量方法 | |--------|--------|----------| | 协议切换时间 | < 100ms | 时间戳差值 | | 界面响应时间 | < 50ms | UI事件跟踪 | | 数据存储延迟 | < 20ms | 数据库日志 | | Excel生成时间 | < 2s | 文件操作计时 | ### 9.2 性能优化 - **通信优化**: 异步非阻塞IO - **数据缓存**: 频繁访问数据缓存 - **资源复用**: 连接池管理 ## 10. 可靠性设计 ### 10.1 容错处理 | 异常类型 | 处理策略 | |----------|----------| | 通信超时 | 自动重试(3次) | | 硬件异常 | 设备重置 | | 数据异常 | 数据校验与重采 | ### 10.2 故障恢复 - **数据备份**: 测试过程实时备份 - **状态恢复**: 异常退出状态恢复 ## 11. 兼容性设计 ### 11.1 环境兼容性 - **操作系统**: Windows 10/11 - **Python版本**: 3.8+ - **硬件接口**: 标准CAN/串口/网口 ## 12. 测试策略 ### 12.1 测试范围 - **功能测试**: 所有业务功能验证 - **协议测试**: 多协议通信测试 - **性能测试**: 系统性能基准测试 - **集成测试**: MES/DCP系统联动测试 ### 12.2 测试方法 - **单元测试**: pytest框架 - **集成测试**: 自动化测试脚本 - **系统测试**: 完整业务流程测试 ## 13. 部署方案 ### 13.1 环境要求 | 环境 | 配置要求 | |------|----------| | 开发环境 | Windows 10 + Python 3.8+ | | 生产环境 | Windows 10/11 + 8GB RAM | ### 13.2 部署流程 1. Python环境安装 2. 依赖库安装 3. 应用程序部署 4. 配置文件初始化 5. 系统功能验证 ## 14. 监控运维 ### 14.1 系统监控 - **运行状态**: CPU/内存/磁盘监控 - **通信状态**: 协议连接状态监控 - **测试统计**: 通过率/耗时统计 ### 14.2 日志管理 - **日志级别**: DEBUG/INFO/WARNING/ERROR - **日志存储**: 按日期轮转，保存30天 ## 15. 风险评估 ### 15.1 技术风险 | 风险项 | 可能性 | 影响程度 | 应对措施 | |--------|--------|----------|----------| | 协议兼容性 | 中 | 高 | 多设备兼容测试 | | 性能不达标 | 低 | 中 | 代码优化调整 | | 系统稳定性 | 中 | 高 | 充分测试验证 | ## 16. 项目计划 ### 16.1 里程碑 | 阶段 | 开始时间 | 结束时间 | 交付物 | |------|----------|----------|--------| | 详细设计 | 2024-01-15 | 2024-01-19 | 设计文档 | | 开发实现 | 2024-01-22 | 2024-02-16 | 可执行程序 | | 测试验证 | 2024-02-19 | 2024-02-23 | 测试报告 | | 上线部署 | 2024-02-26 | 2024-02-28 | 生产环境 | ## 17. 附录 ### 17.1 参考资料 - Python PyQt5开发文档 - CAN通信协议规范 - MES系统接口文档 ### 17.2 变更记录 | 版本 | 日期 | 变更内容 | 变更人 | |------|------|----------|--------| | V1.0 | 2024-01-15 | 初稿创建 | 智能助手 |