Бэкэнд

.gitignore

@@ -0,0 +1,2 @@
+/build
+.vscode

CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,30 @@
+cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
+
+# Главный проект
+project(ScadaForDiesel 
+    LANGUAGES CXX
+    DESCRIPTION "SCADA система стенда тестирования ДВС (дизельных двигателей)"
+    VERSION 1.0.0
+)
+
+# Глобальные настройки
+set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
+set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
+set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)
+
+# Директория для собранных файлов
+set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
+set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
+set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
+
+# Backend библиотека
+add_subdirectory(src/backend)
+
+# Информация о сборке
+message(STATUS "")
+message(STATUS "=== ScadaForDiesel ===")
+message(STATUS "Version: ${PROJECT_VERSION}")
+message(STATUS "CMake version: ${CMAKE_VERSION}")
+message(STATUS "C++ Standard: ${CMAKE_CXX_STANDARD}")
+message(STATUS "Build type: ${CMAKE_BUILD_TYPE}")
+message(STATUS "")

include/backend/BackendGlobal.h

@@ -0,0 +1,8 @@
+#pragma once
+#include <QtCore/QtGlobal>
+
+#if defined(BACKEND_LIBRARY)
+#  define BACKEND_EXPORT Q_DECL_EXPORT
+#else
+#  define BACKEND_EXPORT Q_DECL_IMPORT
+#endif

include/backend/DataTypes.h

@@ -0,0 +1,255 @@
+// DataTypes.h (фрагмент, относящийся к DataProcessor)
+
+#ifndef DATATYPES_H
+#define DATATYPES_H
+#include <QString>
+#include <QVector>
+#include <QMetaType>
+// InputRegisters offset (sensors data, only read operations)
+namespace InputRegisters
+{
+    static constexpr qsizetype count = 50;
+    // Температура охлаждающей жидкости
+    static constexpr uint16_t T_cool = 0;
+    // Давление масла
+    static constexpr uint16_t P_oil = 4;
+    // Частота вращения ДВС в режиме притирки
+    static constexpr uint16_t omega_ICE_prir = 8;
+    // Частота вращения ДВС в режиме обкатки
+    static constexpr uint16_t omega_ICE_run = 12;
+    // Температура АД
+    static constexpr uint16_t T_AD = 16;
+    // Температура балластных резисторов
+    static constexpr uint16_t T_ballast = 20;
+    // Момент АД
+    static constexpr uint16_t M_AD = 24;
+    // Частота АД
+    static constexpr uint16_t f_AD = 28;
+    // Ревизия входных данных / версия источника
+    static constexpr uint16_t revision = 32;
+    // Ревизия источника входных данных
+    static constexpr uint16_t sourceInputRevision = 36;
+    // Время модели
+    static constexpr uint16_t modelTime = 40;
+    // Временная метка регистра Input Registers
+    static constexpr uint16_t timestamp_ir = 44;
+    // Состояние Input Registers
+    static constexpr uint16_t state_ir = 48;
+    // Код неисправности
+    static constexpr uint16_t faultCode = 49;
+}
+
+// HoldingRegisters offset (settings and variables, read/write operations)
+namespace HoldingRegisters
+{
+    static constexpr qsizetype count = 59;
+    // Максимально допустимая температура охлаждающей жидкости
+    static constexpr uint16_t T_cool_max = 0;
+    // Минимально допустимое давление масла
+    static constexpr uint16_t P_oil_min = 4;
+    // Максимально допустимое давление масла
+    static constexpr uint16_t P_oil_max = 8;
+    // Максимально допустимая частота вращения ДВС в режиме притирки
+    static constexpr uint16_t omega_ICE_max_prir = 12;
+    // Максимально допустимая частота вращения ДВС в режиме обкатки
+    static constexpr uint16_t omega_ICE_max_run = 16;
+    // Лишний регистр
+    static constexpr uint16_t rpm_max_lapping = 20;
+    // Лишний регистр
+    static constexpr uint16_t rpm_max_run = 24;
+    // Лишний регистр
+    static constexpr uint16_t target_brake_torque_nm = 28;
+    static constexpr uint16_t throttle_position = 32;
+    // Максимально допустимая температура АД
+    static constexpr uint16_t T_AD_max = 36;
+    // Максимально допустимая температура балластных резисторов
+    static constexpr uint16_t T_ballast_max = 40;
+    // Входная частота для АД / задание частоты АД
+    static constexpr uint16_t f_AD_Input = 44;
+    // Целевая механическая нагрузка / момент АД  
+    static constexpr uint16_t M_AD_target = 48;
+    // Версия (ревизия) настроек holding-регистров
+    static constexpr uint16_t revision_h = 52;
+    // Команда на симуляцию
+    static constexpr uint16_t simulationCommand = 56;
+    // Запрос на симуляцию
+    static constexpr uint16_t simulationRequest = 57;
+    // Режим симуляции
+    static constexpr uint16_t simulationMode = 58;
+}
+
+// Coils offset (control registers, read/write operations)
+namespace CoilsRegisters
+{
+    static constexpr uint16_t count = 3;
+    static constexpr uint16_t fan_ICE = 0;
+    static constexpr uint16_t fan_AD = 1;
+    static constexpr uint16_t fan_ballast = 2;
+}
+
+// Discrete Inputs offset (device status, only read operations)
+namespace DiscreteRegisters
+{
+    static constexpr uint16_t count = 2;
+    static constexpr uint16_t hasFault = 0;
+    static constexpr uint16_t hasLimitViolations = 1;
+}
+
+//Структра для задания конфигурации Modbus-клиента
+struct ModbusConfig
+{
+    //Ip-адрес Modbus-сервера
+    QString host = "127.0.0.1";
+    //Порт Modbus-сервера
+    quint16 port = 1502;
+    int pollFrequencyMs = 1000;
+    int timeoutMs = 1000;
+    int retries = 3;
+    int unitId = 1;  // we assume one modbus device, so unitId will be ignored
+};
+
+//Снимок датчиков
+struct SensorFrame
+{
+    //Температура ДВС(температура охлаждающей жидкости)
+    double dieselTemp;
+    //Температура АД
+    double motorTemp;
+    //Температура балластных резисторов
+    double resistorTemp;
+    //Давление масла
+    double dieselPressure;
+    //Момент АД
+    double torque;
+    //Частота вращения ДВС
+    double rpm;
+    //Метка времени в UNIX-формате
+    qint64 timestampMs;
+    // Этап диагностики
+    int stage;
+};
+Q_DECLARE_METATYPE(SensorFrame)
+
+// лимиты, передаются в конструктор DataProcessor и в IModbusBridge для записи в модель
+struct ModelConfig
+{
+    //Максимальная температура ДВС(температура охлаждающей жидкости)
+    double maxDieselTemp;
+    //Максимальная температура АД
+    double maxMotorTemp;
+    //Максимальная температура балластных резисторов
+    double maxResistorTemp;
+    //Максимальное давление масла в ДВС
+    double maxDieselPressure;
+    //Минимальное давление масла в ДВС
+    double minDieselPressure;
+    //Общая частота оборотов в режиме притирки
+    int maxRpmPrir;
+    //Общая частота оборотов в режиме обкатки
+    int maxRpmRun;
+    //Частота АД
+    double freqAD;
+    //Момент АД
+    double momentAD;
+};
+Q_DECLARE_METATYPE(ModelConfig)
+
+
+//Команды на симуляцию
+enum class SimulationCommand : uint8_t
+{
+    None,
+    Start,
+    Stop,
+    Reset,
+    EmergencyStop
+};
+
+//Запрос на симуляцию
+enum class SimulationRequest : uint8_t
+{
+    None,
+    ReadCurrentState,
+    StepAndRead
+};
+
+//Режим симуляции
+enum class SimulationMode : uint8_t
+{
+    ColdRun,
+    StartWarmup,
+    HotNoLoad,
+    HotLoad
+};
+
+// тип управляющего воздействия (это требует уточнения)
+enum class ControlType
+{
+    None,
+    SimulationCommand, // Команда на симуляцию (simulationCommand)
+    SimulationRequest, // Запрос на симуляцию (simulationRequest)
+    SimulationMode,    // Режим симуляции (simulationMode)
+    Fan_ICE,
+    Fan_AD,
+    Fan_Ballast
+};
+
+// одно управляющее воздействие (тип + значение)
+struct ModelControl
+{
+    ControlType type = ControlType::None;
+    uint8_t value = 0;
+};
+Q_DECLARE_METATYPE(ModelControl)
+
+// диагностическое состояние модели (добавлены предаварийные)
+enum class DiagState
+{
+    IDLE,
+    Ok,
+    PreWarn_RpmHigh,
+    PreWarn_DieselTempHigh,
+    PreWarn_MotorTempHigh,
+    PreWarn_ResistorHigh,
+    PreWarn_PressureHigh,
+    PreWarn_PressureLow,
+    Alarm_RpmOverspeed,
+    Alarm_DieselOverheat,
+    Alarm_MotorOverheat,
+    Alarm_ResistorOverheat,
+    Alarm_PressureOver,
+    Alarm_PressureUnder,
+    Alarm_Generic
+};
+
+//Структра для управления моделью фронтом
+struct FrontControl
+{
+    //Время обкатки ДВС в режиме притирки(в минутах)
+    unsigned int timePrir;
+    //Время горячей обкатки ДВС(в минутах)
+    unsigned int timeHot;
+    //Время горячей обкатки ДВС с нагрузкой(в минутах)
+    unsigned int timeHotWithLoad;
+    //Структура для задания минимальных/максимальных значений в модели
+    ModelConfig config;
+};
+
+// вектор управляющих воздействий + диагностика
+struct Decision
+{
+    QVector<ModelControl> controls;
+    DiagState state = DiagState::Ok;
+    QString reason; // причина (для последующей записи в БД, если надо записывать, требует уточнения)
+};
+Q_DECLARE_METATYPE(Decision)
+
+//Структра для DataStore
+struct Data
+{
+    //Снимок датчиков
+    SensorFrame frame;
+    //Этап эксперимента
+    DiagState state;
+};
+#endif // DATATYPES_H

include/backend/backend_worker/backendcommunicator.h

@@ -0,0 +1,44 @@
+#ifndef BACKENDCOMMUNICATOR_H
+#define BACKENDCOMMUNICATOR_H
+
+#include <QObject>
+#include "backend/DataTypes.h"
+
+class BackendCommunicator : public QObject
+{
+    Q_OBJECT
+public:
+    explicit BackendCommunicator(QObject *parent = nullptr);
+
+    //Метод для отправки нового снимка датчиков фронту
+    void SendSensorFrameToFrontend(SensorFrame& sensorFrame);
+    //Метод для отправки информации фронту об аварийной остановке
+    void SendEmergencyStopInfoToFrontend();
+    //Метод для отправки фидбека фронту на операцию
+    void SendFeedbackToFrontend(DiagState state);
+    //Метод для отправки данных фронту
+    void SendDataToFrontend(QVector<Data>& data);
+    //Метод для отправки предупреждений фронту
+    void SendWarnToFrontend(DiagState state);
+    //Метод для отправки сообщения о завершенном этапе
+    void SendStageCompleteInfoToFrontend();
+
+signals:
+    //Сигналы для отправки(внутренние)
+    void SendedSensorFrame(SensorFrame& sensorFrame);
+    void SendedEmergencyStopInfo();
+    void SendedFeedback(DiagState state);
+    void SendedData(QVector<Data>& data);
+    void SendedWarnToFrontend(DiagState state);
+    void SendedStageCompleteInfoToFrontend();
+
+    //Сигналы для получения
+    //Сигнал на приход запроса на изменения этапа эксперимента
+    void ReceivedFrontControl(FrontControl control);
+    //Сигнал на запуск обкатки
+    void ReceivedStartEngine();
+    //Сигнал на остановку обкатки
+    void ReceivedStopEngine();
+};
+
+#endif // BACKENDCOMMUNICATOR_H

include/backend/backend_worker/backendworker.h

@@ -0,0 +1,54 @@
+#ifndef BACKENDWORKER_H
+#define BACKENDWORKER_H
+
+#include <QObject>
+#include <QThread>
+#include "backend/state_machine/state_machine.h"
+#include "backend/DataTypes.h"
+
+//Класс взаимодействия с фронтом
+class BackendWorker : public QObject
+{
+    Q_OBJECT
+public:
+    explicit BackendWorker(QObject *parent = nullptr);
+    ~BackendWorker();
+
+    //Запуск бэкэнда
+    void Run();
+    //Остановка бэкэнда
+    void Stop();
+
+    //Метод для отправки параметров модели бэкэнду
+    void SendFrontControlToBackend(FrontControl& control);
+    //Запустить обкатку
+    void StartEngine();
+    //Остановить обкатку
+    void StopEngine();
+
+signals:
+    //Сигналы для получения(для фронта)
+    //Сигнал на приход нового снимка датчиков
+    void ReceivedSensorFrame(SensorFrame sensorFrame);
+    //Сигнал на приход информации об аварийной остановке
+    void ReceivedEmergencyStopInfo();
+    //Сигнал на приход фидбека на изменение этапа
+    void ReceivedFeedback(DiagState state);
+    //Сигнал на приход данных
+    void ReceivedData(QVector<Data>& data);
+    //Сигнал на приход предупреждений в работе двигателя
+    void ReceivedWarn(DiagState state);
+    //Сигнал при окончании выполнения этапа обкатки
+    void ReceivedStageCompleteInfo();
+
+    //Сигналы для отправки(внутренние)
+    void SendedFrontControlToBackend(FrontControl control);
+    void StartedEngine();
+    void StopedEngine();
+
+private:
+    QThread m_machineThread;
+    StateMachine* m_machine;
+};
+
+#endif // BACKENDWORKER_H