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半导体科研设备上位机控制与数据采集软件:Windows 系统可靠性改造

Sinovanta 匿名化案例,涵盖 Qt/C++ Windows 上位机、多设备 Modbus 温控、工业相机采集与存储、SQLite 记录、写入回读校验和可重复安装包交付。

合作类型
既有系统审查与定向软件升级
服务范围
Windows 软件、设备通信、工业相机、数据存储与安装包
技术平台
Windows 10/11 x64、Qt 5.12、C++/MSVC、Modbus RTU、SQLite
证据版本
1.0.3.20260728 客户测试安装包
01

项目背景

既有上位机同时管理 10 台温度控制器、挡板设备、工业相机、工艺脚本和实验记录。现场诊断发现温度记录不连续、相机存储静默中断和预览延迟、界面显示写入成功但目标设备未变化、Ramp Rate 在硬件回读前显示默认值,以及温度换算存在 10 倍偏差等问题。

02

改造目标

保留已验证的设备集成,集中处理高风险链路:让控制写入可追溯,建立参数双向同步和设备回读,采集或存储停止后能够恢复,统一温度单位处理,形成可重复构建的 Release 安装包,并明确客户硬件现场仍需完成的验收项目。

控制与数据链路的可靠性改造

把串口通信、相机采集、数据落盘、界面状态和安装包作为一条可观测链路处理。每项修改均对应具体故障模式和可核验结果。

  1. 01

    固定基线与证据

    固定源代码和安装包版本,检查日志与 SQLite 数据,梳理设备边界,把现场实测故障与工程假设分开记录。

  2. 02

    串口采集与参数回读

    保持 PV/SP 高频轮询稳定;Ramp Rate 从寄存器 0x0023 低频读取,每 3 秒读取一台设备,10 台约 30 秒完成一轮。

  3. 03

    设备写入校验

    仅当 Modbus 0x06 响应中的从站、寄存器和值完全一致,并完成目标 SP 回读后才判定写入成功;不一致时重试或明确报错。

  4. 04

    相机链路恢复

    分别监测原始帧到达和文件落盘;原始帧停止 3 秒后重开采集,持续有帧但 3 秒未落盘时重新调度保存。

  5. 05

    数据与单位一致性

    统一温度单位处理路径,移除历史 ×10 与 ÷10 混用,保留真实采集时间,并保存可供后续复核的诊断记录。

  6. 06

    发布与验收控制

    构建 x64 Release 安装包,核对运行依赖、版本号和 SHA-256,保留回滚材料,并输出目标设备现场验收清单。

03

受控交付物

定向源代码补丁
12 个文件,覆盖 Ramp Rate 回读、写入校验、相机恢复、存储调度和温度单位一致性。
客户测试安装包
Windows x64 版本 1.0.3.20260728,包含 Qt 运行库、SQLite 驱动、相机 SDK、设备配置和 VC Runtime。
架构与代码审查
对既有应用结构、通信链路、数据处理和 P0/P1 风险进行分级审查。
构建与打包记录
Release 构建结果、依赖清单、版本元数据、文件统计和 SHA-256 校验值。
现场验收清单
设备参数回读、重复写入、相机持续运行、断线恢复、存储连续性和温度单位检查。
04

工程证据

以下证据均注明对象、范围和限制,不能替代客户目标设备的现场验收。

架构审查

检查 83 个 C++ 源文件与头文件,约 36,200 个物理代码行。

审查识别出具体 P0/P1 风险与责任边界,属于静态工程审查,不是软件质量认证。

旧版本现场诊断

相机帧间隔中位数约 125 ms,99% 不超过 130 ms;发现 1 次 562.921 秒和 1 次 17.306 秒的完整缺口;1,486 张已保存图片未发现连续重复帧。

这些数据用于界定旧版本故障基线,不能证明 1.0.3 的持续运行结果。

Release 构建

构建通过;EXE 大小 1,727,488 字节;SHA-256 为 CB4A11624F97BABC892399DF0975059408AA62CA4502622BBEE84D058D2FD5FD。

该证据只证明构建产物可复现以及指定静态断言已检查。

安装包审查

安装目录 78 个文件,共 66,292,772 字节;Qt Debug DLL 为 0;Qt、SQLite、相机 SDK、VC Runtime 和设备配置均存在。

安装包 SHA-256 为 6908988BF48670AC25A9F004BC77070960AE55D19D35AB51212EBDD64B4321A9;安装包未进行数字签名。

05

验证状态

  • Ramp Rate 读取路径、写入与回读、采集看门狗、存储看门狗和历史温度倍率移除的静态检查通过。
  • CTest 返回成功,但输出为“未发现测试”;该结果不属于功能测试证据。
  • 已核对 ProductVersion、FileVersion、安装包内容、运行依赖和 SHA-256。
  • 证据日期前,1.0.3 未在客户目标设备安装和运行,设备侧功能与持续运行验收尚未完成。
06

项目边界与限制

当前公开成果为客户测试用 Windows 安装包,以及源代码、构建、打包和静态审查证据。该结果不代表客户现场已完成最终验收,不代表完成生产签名、计量精度认证、长时间无中断存储或适配所有温控器与相机组合。最终验收至少需要:读取真实 Ramp Rate;重复写入时软件回读与设备面板一致;相机连续运行不少于 2 小时且无无法解释的存储缺口;验证断开与重连恢复;在目标设备上确认温度单位。

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