# new-safe-robot
**Repository Path**: belingbeling/new-safe-robot
## Basic Information
- **Project Name**: new-safe-robot
- **Description**: 合肥工业大学应急操作机器人项目
- **Primary Language**: C++
- **License**: AGPL-3.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No
## Statistics
- **Stars**: 8
- **Forks**: 2
- **Created**: 2022-08-23
- **Last Updated**: 2025-10-11
## Categories & Tags
**Categories**: Uncategorized
**Tags**: None
## README
# 安全机器人操作平台 V0.3
# 一. 程序界面
## 1.1 界面组成
本程序界面主要由界面顶部的`变电所选择区`、界面左侧的`页面选择区`、界面下方的`状态监测区`,和界面中央的`显示和操作区`组成。
各组成部分的功能如下：
### 1. 变电所选择区
变电所选择区主要用于选择当前软件操作与监控的变电所、当前变电所的电气柜和在主界面显示的有关当前变电所的内容。、
**变电所：**
用于选择软件操作与监控的电气柜：
点击该控件，会弹出当前可选的变电所名称：
选择变电所后，将从数据库加载与该变电所有关的所有电气柜和线路图内容。
**电气柜：**
用于选择当前变电所的电气柜名称：
点击该控件，会弹出当前变电所可选的电气柜名称：
选择电气柜后，将从数据库加载所属该电气柜的所有设备信息。
**显示内容：**
用于选择当前变电所的线路图和视频和界面。
点击该控件，会弹出当前变电所可选的线路图和视频画面：
点击该控件后，通知主界面将显示内容改为该控件的当前所指内容。
### 2. 页面选择区
功能切换栏属于自定义组件，其中包含4个部分，分别为`主页`、`操作`、`数据`、`设置`。点击控件会跳转到对应的主界面、操作页面、数据界面和设置界面。
其中，主页对应主界面，主要用于显示当前变电所和线路图和视频画面；操作对应操作页面，主要用于对当前变电所的电气柜设备进行操作；数据对应数据页面，主要用于显示当前变电所的数据信息；设置对应设置界面，用于对当前变电所的配置信息进行更改。
### 3. 显示和操作区
显示和操作区域位于本界面中心，与**页面切换区**进行了绑定，当用户在**功能切换栏**进行了点击操作后，显示和操作区域会显示对应的界面。
其中，可显示的页面包括**主界面**、**电气柜操作界面**、**数据显示界面**、**设置界面**。
## 1.2 主界面
### 1. 概述
主界面用于显示或操作当前变电所的**线路图界面**和**视频监控界面**，其内容由变电所选择区的显示内容决定。
### 2. 线路图界面
线路图界面由手绘线路图组成，线路图中分为不可交互区和可交互区（绿色的线不可交互）。
线路图界面可以对其中红色区域进行鼠标的左键点击交互。当用户使用鼠标左键点击红色区域后，红色区域变为绿色区域，并弹出**操作提示**，用户可以根据弹出的操作提示对该区域进行**状态改变**等操作，并且该区域的颜色会在**绿色**和**红色**之间进行转换。
### 3. 视频监视界面
用户对操作机器人上所连接相机的图像实时显示，并将采集到的图像通过UDPSocket发送给主机。
视频图像通常为RealSense iD415所拍摄，分辨率可调，最大支持1280*720像素，最高帧率60FPS。
## 1.3 电气柜操作界面
### 1. 概述
电气柜操作界面如下:
该界面为组态类型, 可以通过右上角的**新建电气柜**和**编辑电气柜**按钮对操作界面中的内容进行编辑，可以对设备控件进行位置和数据的修改。
使用鼠标对界面中设备进行点击会触发**设备动作**以弹出设备交互界面，以鼠标点击*旋钮22*设备为例，会弹出以下界面：
该界面由程序自动生成，可交互控件为**Operator**中的按钮和最下方的**Cancle，Ok**按钮。
其中，**Operator**中的按钮表示当前设备可操纵的值，例如当前设备旋钮22为三档自锁旋钮，其旋柄拥有左、中、右三个状态的值，则**Operator**中的按钮分别对应这三个状态。用户点击**Operato**中的按钮后会触发消息传输机制，通过通信协议和定义好的设备动作流程控制机器人和机械臂的工作。
* 在空白处按住鼠标右键可以对整个设备界面进行拖动
### 2. 新建电气柜
点击**新建电气柜**按钮后出现该界面，用于新建一个电气柜及其上面的设备数据, 该界面如下:
在弹出的界面中会出现默认的电气柜设备图, 具体为包含一个**标定板设备**.
此时可以通过右上角的**新建设备**按钮添加设备, 具体界面如下:
在**新建设备**时可以修改该设备的信息, 包括**设备类型**、**设备细分**、**相对于标定点偏移**、**设备坐标**等信息。具体有关设备信息定义见数据库章节。
修改**设备种类**和**设备细分**后, 将该设备选择为如下所示的设备:
点击确认后, 界面会在屏幕中添加**新建的设备**, 并且在新建后通过点击该设备可以在**选中设备**中进行显示, 并将操作信息表示在**操作记录**中, 具体界面变为如下:
在选中设备后, 点击**选中设备**中的**编辑设备按钮**可以对选中的设备信息进行编辑, 编辑设备界面与新建界面类似, 具体如下:
此时可以对该设备信息进行编辑, 并在点击确定后更新该设备信息.
在所有操作完成后可以通过点击界面右上角的**保存电气柜**按钮对该界面中的所有设备信息进行保存. 点击**保存电气柜**按钮后会出现保存弹窗提示, **确认**按钮会保存所有设备信息到数据库, **取消**按钮会取消此次保存并返回到新建界面. 保存弹窗如下:
* 在空白处按住鼠标右键可以对整个设备界面进行拖动
### 3. 编辑电气柜
在操作主界面中可以通过点击右上角的**编辑电气柜**按钮对当前页面中的所有设备进行编辑, 点击**编辑电气柜**按钮后弹出的界面如下:
该界面布局与**新建电气柜**界面布局类似, 不再介绍.
## 1.4 数据显示界面
### 1. 概述
用于对数据库中的温度和局放数据进行显示，并根据日期进行图像显示。
左侧为温度、局放功能选择栏，上方为数据表示显示界面，下方为数据图显示界面
### 2. 数据表格显示界面
对**当前电气柜**的**节点**数据选择并显示。
1. 显示节点筛选器
对当前电气柜中的**节点**数据在图表上显示。
使用如下表格对温度/局放数据进行展示。
| 柜名 | 节点 | 时间 | 数据 | 状态 |
| -------- | ------ | ------------------- | -------- | -------- |
| 具体柜名 | 节点名 | yyyy-MM-dd hh-mm-ss | 具体数据 | 温度状态 |
1. 柜名：由**菜单栏**中的**电气柜**中进行选择
2. 节点：该电气柜中温度采集节点的名称
3. 时间：数据采集时间，格式为yyyy-MM-dd hh-mm-ss，CTS
4. 数据：具体数据，double格式，精确到小数点后2位
5. 状态：该数据是否超过警戒值、警告值；若低于警戒值则为绿色，高于警戒值但低于警告值为黄色，高于警告值为红色。
数据不可修改。
### 3. 数据折线图显示界面
对**当前电气柜**的**全部节点**数据进行折线图显示。
并具有对数据的时间筛选和Y轴筛选功能。
1. 时间筛选器
1. 用于选择数据显示的开始和结束时间。
2. 当start时间小于等于end时，将end时间调整为start+1个月。
2. Y轴筛选器
1. 用于选择折线图Y轴数据显示的范围。
2. 当start数据小于end时，将end时间调整为end+20。
当修改了时间筛选器或Y轴筛选器后，数据折线图会进行刷新。
## 1.5 设置界面
### 1. 概述
设置界面中可以对**远程管理机**、**现场管理机**、**相机**、**Jaka**、**Standard**、**数据采集**等功能进行参数设置。
# 二. 数据库
## 1. 表及字段意义
在软件外部，使用SQLite实现创建、删除、修改和查询数据库的功能。
在本软件中，使用Qt中的QDataBase及其子类实现创建、删除、修改和查询数据库的功能。
数据库名为**data.db**，分为：
1. idMap表：存放电气柜id和电气柜现实名称信息。具有字段：
1. id：存放电气柜编号，依据[电气柜id命名标准](#电气柜id命名标准)进行创建；
2. title：存放电气柜实际名称，依据[电气柜title命名标准](#电气柜title命名标准)进行创建；
| id | title |
| ---------- | -------------- |
| 电气柜编号 | 电气柜实际名称 |
2. nodeMap表：存放数据采集节点node和节点名称信息。具有字段：
1. node：存放数据采集节点编号；
2. nodeName：存放节点实际名称；
| node | nodeName |
| ---------------- | ------------ |
| 数据采集节点编号 | 节点实际名称 |
3. deviceType表：存放电气柜上的各设备类型。具有字段：
1. superclass：设备种类，根据[电气柜设备种类命名标准](#电气柜设备种类命名标准)进行创建；
2. subclass：设备子类型，根据[电气柜设备子类型命名标准](#电气柜设备子类型命名标准)进行创建；
3. name：设备实际名称，根据[电气柜设备名称命名标准](#电气柜设备名称命名标准)进行创建；
| superclass | subclass | name |
| ---------- | ---------- | ------------ |
| 设备种类 | 设备子类型 | 设备实际名称 |
4. allDevice：存放所有电气柜中的所有设备数据。具有字段：
1. id：存放电气柜编号，依据[电气柜id命名标准](#电气柜id命名标准)进行创建；
2. index：该电气柜中某设备编号；
3. superclass：设备种类，根据[电气柜设备种类命名标准](#电气柜设备种类命名标准)进行创建；
4. subclass：设备子类型，根据[电气柜设备子类型命名标准](#电气柜设备子类型命名标准)进行创建；
5. name：该设备实际名称；
6. color：该设备颜色；
7. value：该设备的当前值，依据[电气柜设备值命名标准](#电气柜设备值命名标准)进行创建；
8. relativeX：该设备实际中相对于标定点的X位置信息；
9. relativeY：该设备实际中相对于标定点的Y位置信息；
10. relativeZ：该设备实际中相对于标定点的Z位置信息；
11. roiX：实际检测中对该设备的ROI区域截图X位置信息；
12. roiY：实际检测中对该设备的ROI区域截图Y位置信息；
13. roiWidth：实际检测中对该设备的ROI区域截图的Width；
14. roiHeight：实际检测中对该设备的ROI区域截图的Height；
15. amendX：实际操作中对该设备的操作修正值X；
16. amendY：实际操作中对该设备的操作修正值Y；
17. amendZ：实际操作中对该设备的操作修正值Z；
18. screenX：在屏幕中创建该设备的像素X坐标；
19. screenY：在屏幕中创建该设备的像素Y坐标；
20. screenZ：在屏幕中创建该设备的像素Z级别；
5. allCabinet表：存放各电气柜数据信息，具有字段：
1. id：存放电气柜编号，依据[电气柜id命名标准](#电气柜id命名标准)进行创建；
2. title：存放电气柜实际名称，依据[电气柜title命名标准](#电气柜title命名标准)进行创建；
3. calibrationZ：电气柜的标定板相对于地面的距离（mm）；
4. map：电气柜所属SLAM地图的名称；
5. pose：电气柜在ROS导航系统中所处的位姿，格式为**x空格y空格yaw**；其中，x为x坐标，y为y坐标，yaw为角度值；
6. station：电气柜在ROS导航系统所处站点编号；
6. allPostcode：各变电所编号及其名称数据，具有字段：
1. postcode：变电所编号，依据[变电所编号命名标准](#变电所编号命名标准)进行创建；
2. name：变电所名称，依据变电所真实名称进行创建；
7. allDiagram：各变电所中拥有的线路图名称，具有字段：
1. postcode：变电所编号，依据[变电所编号命名标准](#变电所编号命名标准)进行创建；
2. number：数据库编号，用以唯一区分线路图；
3. name：线路图名称，依据真实名称创建；
8. dataParticalDischarge表：存放局放数据信息。具有字段：
1. id：存放电气柜信息信息，依据[电气柜id命名标准](#电气柜id命名标准)进行创建；
2. title：存放电气柜实际信息，依据[电气柜title命名标准](#电气柜title命名标准)进行创建；
3. time：存放数据采集的时间，依据[时间命名标准](#时间命名标准)进行创建；
4. amplitude：局放数据信息。格式**Text**；
5. state：局放数据状态信息，依据[数据状态state标准](#数据状态state标准)进行创建；
9. dataTemperature表：存放温度数据信息。具有字段：
1. id：存放电气柜信息信息，依据[电气柜id命名标准](#电气柜id命名标准)进行创建；
2. title：存放电气柜实际信息，依据[电气柜title命名标准](#电气柜title命名标准)进行创建；
3. time：存放数据采集的时间，依据[时间命名标准](#时间命名标准)进行创建；
4. temperature：局放数据信息。格式**Text**；
5. state：局放数据状态信息，依据[数据状态state标准](#数据状态state标准)进行创建；
10. expection表：存放程序运行中的报错信息。具有字段：
1. expection_id：错误信息id；
2. expection_descript：报错信息描述；
3. expection_todo：报错信息标题；
## 2. 命名标准
### 1.变电所命名标准
变电所数据存放在数据库的**allPostcode**表中，具体内容参见数据库allPostcode表；
### 2.电气柜命名标准
电气柜数据存放在数据库的**allCabinet**表中，具体内容参见数据库allCabinet表；
### 3.电气柜设备命名标准
电气柜设备数据存放在数据库**allDevice**表中，具体内容参见数据库allDevice表；
### 4. 电气柜设备信息定义标准
电气柜设备信息数据存放在数据库**allDevice**表中，具体内容参见数据库allDevice表；
### 5.上下位机通信定义标准
参见胡若海；
# 三. 多线程
todo
# 四. 程序执行
## 1. 初始化
### 初始化数据库
1. 程序尝试打开位于`../../resource/database/`路径下的数据库`data`；如数据库未正常打开，会显示报错，并且由于整个程序的界面由数据库生成（如菜单栏中的具体电气柜、数据读取、主界面线路图等），所以程序会拒绝继续执行，并返回未正常找到数据库的错误；**程序终止运行**；
### 初始化变电所选择区
1. 程序成功打开数据库后，使用数据库中的**allPostcode**表内容获取所有变电所信息；
2. 根据当前变电所，在数据库**allPostcode**表中获取变电所编号，并在数据库**allCabinet**中获取当前变电所下的所有电气柜数据；
3. 根据当前变电所，在数据库**allDiagram**表中获取当前变电所的线路图名称，并加载到**显示内容**中；
4. 根据当前所选择的电气柜，在数据库**allDevice**表中查询当前电气柜中所有的设备信息；
### 初始化主界面
**视频**
1. 调用构造函数初始化相机：
```
分辨率：1280*720
帧率：30fps
格式：RGB888
```
2. 将相机拍摄置于相机线程中，采集到每帧图像后，通过信号将图像发送到主线程进行显示；并调用UDPSocket协议将图像发送给目标机器；
### 初始化电气柜操作界面
根据**变电所选择区**中的变电所、电气柜，从数据库**allDevice**表中获取当前电气柜中的所有设备信息，并对获取到的每个设备信息加载到**电气柜操作界面**中；
### 初始化数据图表显示界面
1. 使用数据库中`dataTemperature`表的数据对**数据显示界面**进行初始化；
* 依据当前选择的电气柜`id`对`dataTemperature`表中的数据进行筛选；*记为数据1*；
* 对于**数据表格显示界面：**
1. 遍历`nodeMap`表中的`node`信息，使用该信息对**显示节点筛选器**进行初始化；
2. 针对**显示节点筛选器**中的内容，对*数据1*进行进一步筛选，并显示在**数据表格显示界面**；
* 对于**数据折线图显示界面：**
1. 遍历`nodeMap`表中`node`信息，对上一步得到的数据进行每个`node`的数据查询，得到对应于当前电气柜、每个节点的所有温度信息和时间；
2. 使用**时间筛选器**中的起始时间对数据进行进一步筛选；
3. 将以上数据和时间在同一张数据折线图中进行显示；
## 2. 运行中
### 图像采集
1. 每30秒触发一次**图像采集线程**；
2. 采集到每帧图像后，通过信号将图像发送到主线程进行显示
### 图像上传
1. 将图像上传置于**图像采集线程**中；
2. 触发**图像采集线程**后，通过UdpSocket协议将图像发送给目机；
### 数据采集
1. 将温度采集置于**数据采集线程中**；
2. 通过自定义时间（默认为10分钟）触发线程后，通过Modbus协议采集数据，并记录当前时间；
3. 将采集到的数据保存到数据库中，依据`id`、`node`、`time`、`temperature`和`state`进行唯一存储；
### 数据上传
1. 将数据上传置于**数据采集线程**中；
2. 在采集到数据后将数据通过UdpSocket协议发送到目标机；（发送格式为QVector< QString >）
# 附件
## 1. 数据库命名标准
1. 变电所编号命名标准：
1. 字段名postcode；
2. 数据格式Text；
3. 命名规则：使用中华人名共和国邮编管理法中的邮编命名规则进行命名，参考变电所所在地区（精确到县、村）进行命名；
2. 电气柜id命名标准 ：
1. 字段名**id**；
2. 数据格式**Text**；
3. 命名规则：前6位为供电段所属地邮政编码，第7位为该供电段中存在电气柜的地点（如：室内1，室内2……），第8，9位为该地点中电气柜编号；
3. 电气柜title命名标准 ：
1. 字段名**title**；
2. 数据格式**Text**；
3. 命名规则：由该供电段提供现实实际名称；
4. 电气柜设备种类命名标准:
1. 字段名superclass；
2. 字段格式INTEGER；
3. 命名规则：
1. 数据为0：代表设备种类为标定板；
2. 数据为1：代表设备种类为按钮；
3. 数据为2：代表设备种类为按钮；
5. 电气柜设备子类型命名标准：
1. 字段名subclass；
2. 字段格式INTEGER；
3. 命名规则：
1. 当superclass为0时：
1. subclass为0：代表设备子类型为标定板；
2. 当superclass为1时：
1. subclass为0：代表设备子类型为带灯按钮；
2. subclass为1：代表设备子类型为不带灯按钮；
3. 当superclass为2时：
1. subclass为0：代表设备子类型为2挡旋钮左90度自锁；
2. subclass为1：代表设备子类型为2档旋钮左90度不自锁；
3. subclass为2：代表设备子类型为2档旋钮右90度自锁；
4. subclass为3：代表设备子类型为2档旋钮右90度不自锁；
5. subclass为4：代表设备子类型为3档旋钮自锁；
6. subclass为5：代表设备子类型为3档旋钮不自锁；
6. 电气柜设备名称命名标准：
1. 字段名title；
2. 字段格式Text；
3. 命名规则：使用该设备子类型进行命名；
7. 电气柜设备值命名标准：
1. 字段名value；
2. 字段格式INTEGER；
3. 命名规则：
1. 当superclass为0时：
1. 当subclass为0时，表示设备类型为**标定板**；
1. 只有一个值为0；
2. 当superclass为1时：
1. 当subclass为0时，表示设备类型为**带灯按钮**：
1. 只有一个值为0；
2. 当subclass为1时，表示设备类型为**不带灯按钮**：
1. 只有一个值为0；
3. 当superclass为2时：
1. 当subclass为0时，表示设备类型为**2档按钮左90度自锁**：
1. 值为0：旋钮当前角度为-90度；
2. 值为1：旋钮当前角度为0度；
2. 当subclass为1时，表示设备类型为**2档按钮左90度不自锁**：
1. 值为0：旋钮当前角度为-90度；
2. 值为1：旋钮当前角度为0度；
3. 当subclass为2时，表示设备类型为**2档旋钮右90度自锁**：
1. 值为0：旋钮当前角度为0度；
2. 值为1：旋钮当前角度为90度；
4. 当subclass为3时：表示设备类型为**2档旋钮右90度不自锁**：
1. 值为0：旋钮当前角度为0度；
2. 值为1：旋钮当前角度为90度；
5. 当subclass为4时：表示设备类型为**3档旋钮自锁**：
1. 值为0：旋钮当前角度为-90度；
2. 值为1：旋钮当前角度为0度；
3. 值为2：旋钮当前角度为90度；
6. 当subclass为5时：表示设备类型为**3档旋钮不自锁**：
1. 值为0：旋钮当前角度为-90度；
2. 值为1：旋钮当前角度为0度；
3. 值为2：旋钮当前角度为90度；
8. 时间命名标准
1. 字段名**time**；
2. 数据格式**Text**；
3. 命名规则：yyyy-MM-dd hh:mm:ss；yyyy为年份，MM为月份，dd为日期，年月日之间使用"-"连接；hh为小时，mm为分钟，ss为秒，时分秒之间用":"连接；年月日和时分秒之间用单个空格连接。
9. 数据状态state标准 ：
1. 字段名**state**；
2. 数据格式**Text**；
3. 设立警戒值和警告值，若低于警戒值则为绿色，高于警戒值但低于警告值为黄色，嘎鱼警告值为红色；