一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统，换电站设备包括：机器人、导引车、充电机以及电池，电池为导引车供电，机器人为导引车更换电池，充电机为电池充电，通过OPC服务器通讯，仅读取OPC服务器数据，不进行写入与控制，不对现场造成影响，基于Qt，依靠Qt各个基类的信号槽功能，简化多线程数据共享方式，利用Qt信号槽函数，简化多线程的数据共享方式，提供包括OPC模块、机器人模块、充电机模块、电池模块以及日志模块的设备数据收集分析系统，实现对自动导引车、电池、换电机器人三个主要设备的日志记录与监控维护功能。要设备的日志记录与监控维护功能。要设备的日志记录与监控维护功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统


[0001]本专利技术涉及数据收集分析
，尤其涉及一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统。

技术介绍

[0002]在码头的建设与设备管理系统的建设过程中，主要采用OPC服务器(应用于过程控制的对象连接与嵌入)作为设备数据收集与共享的方式，依靠SCADA系统(数据采集与监视控制系统)进行设备管理和监控。随着SCADA技术的发展，相关的开发软件已经可以快速配置显示、警报与控制功能，但是也因此导致运算效率较低，组件庞大，细化的数据分析功能开发困难，且由于其具有控制功能，因此受制于现场作业情况，难以实现频繁调整修改。
[0003]随着绿色港口与自动化港口的发展，采用锂电池作为动力的自动导引车成为了自动化港口的一种主流水平运输设备，且具体的技术细节也在不断的更新换代，按照充电的方式可以分为充电枪直接充电方式与自动化换电方式两个主要的类型。在采用自动化换电站的码头，由于相关设备与以往差异性较大，在工作中逐渐发展出其他的数据分析与处理需求，且现有监控程序存在交互性差，响应速度慢等问题。当提出新的功能需求时，往往申请流程与开发周期极长，由于开发人员对现场设备缺乏了解等原因，导致大部分功能实用性差，功能包含自动换电系统的部分控制，因此功能调试过程会对生产产生较大影响，并且因为换电站相关设备较多，且每个设备对应的参数信息复杂，使用传统方法进行管理，除了对生产产生影响外，各个数据之间的交互也并不完善，使用时各个数据容易相互影响，因此需要在SCADA之外，开发一个对生产影响小，适用于换电站多种设备收集与分析的方案。

技术实现思路

[0004]鉴于目前码头自动换电站相关设备需要进行数据收集、分析，现有监控程序存在交互性差、响应速度慢的问题，本专利技术提供一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统，通过OPC服务器通讯，仅读取OPC服务器数据，不进行写入与控制，不对现场造成影响，基于Qt，依靠Qt各个基类的信号槽功能，简化多线程数据共享方式，利用Qt信号槽函数，提供一种在类之间传递整理分析完成的结构体，实现对自动导引车、电池、换电机器人三个主要设备的日志记录与监控维护功能。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
[0006]一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统，所述换电站设备包括：机器人、导引车、充电机以及电池，所述换电站设备的数据通过OPC服务器采集，所述基于Qt的换电站设备数据收集分析系统使用OPC服务器进行通讯，基于Qt信号槽功能设置四类数据结构体，开发七种基于Qt的类；所述基于Qt的换电站设备数据收集分析系统以多线程方式在各线程内实现OPC连接控制与数据整理，包括：
[0007]OPC模块，使用OPC模块运行线程，用于与OPC服务器通信，读取OPC服务器数据，根据数据特征将其分为机器人数据、导引车数据、充电机数据三类数据结构体，并从导引车数
据与充电机数据中获取电池数据，使用七种基于Qt的类对数据进行处理，将处理完成的数据发送至其他模块，生成数据日志与分析日志；
[0008]机器人模块，使用机器人模块运行线程，用于接收机器人数据，整理分析机器人数据以预估机器人的保养日期、保养等级，记录并生成机器人日志，发送日志模块；
[0009]充电机模块，使用充电机模块运行线程，用于接收充电机数据，记录充电机充电过程的数据形成充电日志，根据故障信号生成故障日志，将充电日志与故障日志发送日志模块；
[0010]电池模块，使用电池模块运行线程，用于接收电池数据，实现对电池包的定位并显示电池包部分使用数据，生成电池使用日志，发送日志模块；
[0011]日志模块，使用日志模块运行线程，接收保存各模块发送的日志，并进行管理。
[0012]依照本专利技术的一个方面，所述数据结构体用于保存换电站设备数据，包括：
[0013]机器人数据，用于保存单个自动化换电机器人数据，具体为坐标、故障情况以及运行时长；
[0014]导引车数据，用于保存单个自动导引车的数据，具体为坐标、行驶方向、行驶速度以及车载电池信息；
[0015]充电机数据，用于保存单个充电机的数据，具体为充电电压、充电电流、故障信息以及充电电池信息；
[0016]电池数据，通过导引车数据与充电机数据获取，用于保存单个电池的数据，具体为坐标、当前电压以及当前电流。
[0017]依照本专利技术的一个方面，所述七种基于Qt的类用于数据采集与分析，包括：
[0018]显示界面与控制类，用于系统的信息显示与控制，供使用者交互；
[0019]服务器通讯类，基于Qt多线程基类QThread，用于与OPC服务器并行通讯，保存换电站设备数据并将数据发送给数据管理类实现数据的处理与分发；
[0020]数据管理类，基于Qt的基类QObject，用于将换电站设备数据进行分类管理，并填入对应数据结构体中；
[0021]机器人管理类，基于QT的窗体基类QWidget，每个机器人管理类对应一个机器人数据，实现对机器人数据的整理分析和显示，通过OPC服务器信号槽发送给机器人模块，记录机器人管理类日志并发送日志类；
[0022]充电机管理类，基于QT的窗体基类QWidget，每个充电机管理类对应一个充电机数据，实现充电机数据的整理分析和显示，通过OPC服务器信号槽发送给充电机模块，记录充电机管理类日志并发送日志类；
[0023]电池管理类，基于QT的窗体基类QWidget，每个电池管理类对应一个电池数据，实现对电池数据的整理分析与显示，通过OPC服务器信号槽发送给电池模块，记录电池管理类日志并发送日志类；
[0024]日志类，基于Qt的多线程基类QThread，实现并行处理日志数据，接受来自其他类发送的日志数据，根据数据来源对日志数据进行命名、整理并记录，管理本地日志文件。
[0025]依照本专利技术的一个方面，所述OPC模块使用OPC模块运行线程，包括：
[0026]读取本地配置文件，根据服务器数量建立多个服务器通讯类；
[0027]将读取到的数据发送数据管理类，在数据管理类内将数据整理为机器人数据、导
引车数据、充电车数据以及电池数据四种基础的数据结构体；
[0028]将数据结构体发送至各结构体对应的设备基类中，进行数据整理与分析；
[0029]生成数据日志与分析日志。
[0030]依照本专利技术的一个方面，所述机器人模块使用机器人模块运行线程，包括：
[0031]制定保养等级，获取机器人管理类中的机器人数据；
[0032]根据运行时长预测机器人的下一次保养日期；
[0033]机器人保养后更新保养记录，生成保养日志并发送日志类；
[0034]根据保养日志确定机器人的下一次保养等级；
[0035]结合保养日期、保养等级，生成并显示下一次保养信息。
[0036]依照本专利技术的一个方面，所述保养等级包括：
[0037]A级保养本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统，所述换电站设备包括：机器人、导引车、充电机以及电池，所述换电站设备的数据通过OPC服务器采集，其特征在于，所述基于Qt的换电站设备数据收集分析系统与所述OPC服务器进行通讯，基于Qt信号槽功能设置四类数据结构体，开发七种基于Qt的类；所述基于Qt的换电站设备数据收集分析系统以多线程方式在各线程内实现OPC连接控制与数据整理，包括：OPC模块，使用OPC模块运行线程，用于与OPC服务器通信，读取OPC服务器数据，根据数据特征将其分为机器人数据、导引车数据、充电机数据三类数据结构体，并从导引车数据与充电机数据中获取电池数据，使用七种基于Qt的类对数据进行处理，将处理完成的数据发送至其他模块，生成数据日志与分析日志；机器人模块，使用机器人模块运行线程，用于接收机器人数据，整理分析机器人数据以预估机器人的保养日期、保养等级，记录并生成机器人日志，发送日志模块；充电机模块，使用充电机模块运行线程，用于接收充电机数据，记录充电机充电过程的数据形成充电日志，根据故障信号生成故障日志，将充电日志与故障日志发送日志模块；电池模块，使用电池模块运行线程，用于接收电池数据，实现对电池包的定位并显示电池包部分使用数据，生成电池使用日志，发送日志模块；日志模块，使用日志模块运行线程，接收保存各模块发送的日志，并进行管理。2.根据权利要求1所述的一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统，其特征在于，所述数据结构体包括：机器人数据，用于保存单个自动化换电机器人数据，具体为坐标、故障情况以及运行时长；导引车数据，用于保存单个自动导引车的数据，具体为坐标、行驶方向、行驶速度以及车载电池信息；充电机数据，用于保存单个充电机的数据，具体为充电电压、充电电流、故障信息以及充电电池信息；电池数据，通过导引车数据与充电机数据获取，用于保存单个电池的数据，具体为坐标、车载电池信息、充电电池信息、当前电压以及当前电流。3.根据权利要求2所述的一种基于Qt的换电站设备数据收集分析系统，其特征在于，所述七种基于Qt的类包括：显示界面与控制类，用于系统的信息显示与控制，供使用者交互；服务器通讯类，基于Qt多线程基类QThread，用于与OPC服务器并行通讯，保存换电站设备数据并将数据发送给数据管理类实现数据的处理与分发；数据管理类，基于Qt的基类QObject，用于将换电站设备数据进行分类管理，并填入对应数据结构体中；机器人管理类，基于QT的窗体基类QWidget，每个机器人管理类对应一个机器人数据，实现对机器人数据的整理分析和显示，通过OPC服务器信号槽发送给机器人模块，记录机器人管理类日志并发送日志类；充电机管理类，基于QT的窗体基类QWidget，每个充电机管理类对应一个充电机数据，实现充电机数据的整理分析和显示，通过OPC服务器信号槽发送给充电机模块，记录充电机管理类日志并发送日志类；
电池管理类，基于QT的窗体基类QWidget，每个电池管理类对应一个电池数据，实现对电池数据的整理分析与显示，通过OP...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈震，黄宇超，卫泽坤，王伟强，沈晓贤，金帅，
申请(专利权)人：上海国际港务集团股份有限公司尚东集装箱码头分公司，
类型：发明
国别省市：