基于Qt与STM32平台开发的汽车车机系统上位机 & 常见类型汽车传感器信号模拟发生器

## 基于Qt的传感器数据采集和可视化软件说明书 ### 软件介绍 本软件是一款基于Qt框架的C++应用程序，主要功能是通过串口采集传感器数据并进行可视化展示。软件实现了数据动态绘图、数据保存和自定义协议解析等功能，适用于传感器数据的实时监控和分析。 ### 主窗口模块（Main Window Module） **文件**: main.cpp, mainwindow.cpp, mainwindow.h, mainwindow.ui **功能**: 启动应用程序并初始化主窗口。设置用户界面，包含串口选择、数据展示和绘图区域。实现界面与用户的交互操作。 **详细说明**: - 在`main.cpp`中，程序入口函数创建一个`QApplication`对象，并实例化`MainWindow`对象，显示主窗口。 - 在`mainwindow.cpp`中，`MainWindow`类的构造函数初始化界面组件，设置串口通信和数据绘图功能，并通过信号和槽机制实现交互功能。 - 在`mainwindow.ui`中定义了主窗口的界面布局，包含按钮、文本框、下拉菜单和绘图区域。 **操作步骤**: 1. 双击应用程序图标启动程序。 2. 程序启动后，您将看到主窗口界面，界面上有串口选择框、数据展示区域和绘图区域。 ### 串口通信模块（Serial Communication Module） **文件**: mainwindow.cpp **功能**: 扫描并列出可用的串口设备。通过串口接收传感器数据。 **详细说明**: - 使用`QSerialPort`类实现串口通信。 - 在主窗口初始化时，扫描所有可用的串口设备并将其添加到下拉菜单中供用户选择。 - 连接选定的串口，并通过信号和槽机制读取数据，当串口有数据可读时，自动调用`readData()`函数读取数据。 **操作步骤**: 1. 在主窗口的串口选择框中，点击下拉菜单选择一个可用的串口设备。 2. 选择串口设备后，点击“连接”按钮，程序将自动开始接收传感器数据。 ### 数据可视化模块（Data Visualization Module） **文件**: mainwindow.cpp, qcustomplot.cpp **功能**: 使用`QCustomPlot`绘制数据图表。支持动态绘图，实时更新数据。 **详细说明**: - 在`mainwindow.cpp`中，使用`QCustomPlot`类创建绘图区域，并设置其交互功能，如拖动、缩放和选择。 - 实现了动态绘图功能，通过`QTimer`定时器定期更新绘图数据，实现实时显示。 - 用户可以通过界面按钮控制绘图的开始和暂停，并可保存绘图结果为PNG图片。 **操作步骤**: 1. 点击“开始”按钮，启动数据的动态绘图，图表区域将显示实时更新的传感器数据曲线。 2. 点击“暂停”按钮，停止绘图。 ### 数据解析模块（Data Parsing Module） **文件**: protocol.cpp **功能**: 自定义数据协议解析。将接收到的原始数据解析为可视化数据。 **详细说明**: - 在`protocol.cpp`中实现了数据解析逻辑，定义了`Sensor_Data`结构体用于存储解析后的数据。 - 使用`qRegisterMetaType`注册数据类型，确保数据在信号槽机制中传递的正确性。 ### 数据保存模块（Data Saving Module） **文件**: mainwindow.cpp **功能**: 保存传感器数据到CSV文件。保存绘制的图表为PNG图片。 **详细说明**: - 在主窗口中提供了保存按钮，用户可以选择将数据保存为CSV文件或将当前绘制的图表保存为PNG图片。 - 使用`QFileDialog`提供文件选择对话框，选择保存路径和文件类型。 **操作步骤**: 1. 点击“保存”按钮。 2. 在弹出的文件选择对话框中，选择保存路径和文件类型（PNG或CSV）。 3. 点击“保存”按钮，数据或图表将保存到指定位置。 ### Pressure Module **文件**: pressure.cpp **功能**: 模拟和显示不同类型的压力波形。提供启动、停止、重置和保存/加载配置的功能。 **详细说明**: **UI组件初始化** **文件**: pressure.cpp **功能**: 初始化用户界面组件，包括按钮、滑块和标签。设置布局并连接信号和槽。 **详细说明**: - 创建并初始化按钮（开始、停止、重置、保存、加载）和标签（当前压力、峰值压力）。 - 初始化频率滑块和波形选择器，并设置其范围和默认值。 - 将组件添加到布局中并设置布局。 - 连接按钮和滑块的信号到对应的槽函数。 **操作步骤**: 1. 打开软件后，在波形选择器下拉菜单中选择波形类型（正弦波、锯齿波或方波）。 2. 使用频率滑块调整波形更新的频率，滑块范围为10到1000。 3. 点击“开始”按钮，启动波形模拟。压力数据将以选定的波形类型和频率生成，并实时显示在界面上。 4. 点击“停止”按钮，停止波形模拟。 5. 点击“重置”按钮，清空当前压力数据和峰值压力，界面显示复位。 6. 点击“保存配置”按钮，将当前波形类型和频率设置保存到`pressure_config.txt`文件。 7. 点击“加载配置”按钮，从`pressure_config.txt`文件加载波形类型和频率设置，并更新界面组件。 ### Speed Module **文件**: speed.cpp **功能**: 模拟和控制速度。提供启动、停止和紧急停止功能。 **详细说明**: **UI组件初始化** **文件**: speed.cpp **功能**: 初始化用户界面组件，包括滑动条、标签、下拉菜单和按钮。设置组件布局并连接信号和槽。 **详细说明**: - 创建并初始化滑动条，设置其范围为0到3000，用于调节速度。 - 创建并初始化标签，用于显示当前速度。 - 创建并初始化预设速度下拉菜单，包含三个预设值（1000 RPM、2000 RPM、3000 RPM）。 - 创建并初始化按钮（开始、停止、紧急停止）。 - 连接滑动条和按钮的信号到对应的槽函数，实现速度更新和命令发送。 **操作步骤**: 1. 使用滑动条调节速度，标签将实时显示当前速度值。 2. 通过预设速度下拉菜单选择固定速度。 3. 点击“开始”按钮，发送启动命令，开始速度控制。 4. 点击“停止”按钮，发送停止命令，停止速度控制。 5. 点击“紧急停止”按钮，发送紧急停止命令，立即停止速度控制。 ### Temperature Module **文件**: temperature.cpp **功能**: 模拟温度变化。提供不同场景下的温度变化模拟。 **详细说明**: **UI组件初始化** **文件**: temperature.cpp **功能**: 初始化用户界面组件，包括滑动条、标签、进度条、下拉菜单和按钮。设置组件布局并连接信号和槽。 **详细说明**: - 创建并初始化滑动条，设置其范围为0到100，用于调节温度。 - 创建并初始化标签，用于显示当前温度。 - 创建并初始化进度条，用于显示温度的变化。 - 创建并初始化场景选择下拉菜单，包含三个预设场景（一般启动、高负载启动、冷启动）。 - 创建并初始化按钮（开始、停止）。 - 连接滑动条和按钮的信号到对应的槽函数，实现温度更新和模拟控制。 **操作步骤**: 1. 使用滑动条调节温度，标签和进度条将实时显示当前温度值。 2. 从场景选择下拉菜单中选择不同的温度变化场景（一般启动、高负载启动、冷启动）。 3. 点击“开始”按钮，启动温度模拟。温度数据将根据选定的场景变化，并实时显示在界面上。 4. 点击“停止”按钮，停止温度模拟。 ### 使用说明 1. **启动软件**: - 运行程序后，主界面将显示可用的串口设备。 - 从下拉菜单中选择一个串口设备并进行连接。 2. **接收数据**: - 连接串口后，程序将自动开始接收传感器数据。 - 数据将实时显示在主界面的文本区域中。 3. **绘制图表**: - 点击“开始”按钮，启动数据的动态绘图。 - 图表区域将显示实时更新的传感器数据曲线。 -