# SpectrometerControlPlatform

**Repository Path**: sumght/spectrometer-control-platform

## Basic Information

- **Project Name**: SpectrometerControlPlatform
- **Description**:  SpectrometerControlPlatform
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-12-11
- **Last Updated**: 2026-06-24

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 透射拉曼光谱检测仪上位机程序

一个基于 PyQt6 和 QFluentWidget 开发的透射拉曼光谱检测仪器的控制与数据采集平台。本软件用于控制硬件设备（包括多孔位旋转台和光谱仪），实现自动化光谱数据采集、背景扣除、实时图表展示和数据管理功能。

## 📋 目录

- [项目简介](#项目简介)
- [功能特性](#功能特性)
- [系统要求](#系统要求)
- [项目结构](#项目结构)
- [安装与部署](#安装与部署)
- [使用说明](#使用说明)
- [配置说明](#配置说明)
- [开发说明](#开发说明)
- [依赖项](#依赖项)
- [版本信息](#版本信息)

---

## 项目简介

本项目是一款面向透射拉曼光谱检测仪器的专业上位机控制软件，主要用于控制精密旋转台和光谱仪进行自动化样品检测。软件采用现代化的 Fluent Design 设计风格，提供直观易用的操作界面。

**核心应用场景：**
- 实验室光谱数据采集
- 多孔位样品自动扫描检测
- 实时光谱曲线可视化
- 检测数据管理与导出

## 功能特性

### 🔌 设备管理
- **电机控制**：支持 SM-1500 系列伺服舵机的连接、断开的控制，支持 COM 端口选择
- **光谱仪控制**：支持上海如海光电光谱仪的 USB 连接，具备序列号识别功能
- **设备状态监控**：实时显示设备连接状态（绿色已连接 / 红色未连接）
- **设备信息展示**：点击查看设备详细规格参数

### 🔄 运动控制
- **角度精确定位**：支持输入精确角度值控制旋转台转动
- **孔位快速定位**：支持 0-15 共 16 个孔位的单选切换
- **实时反馈**：显示当前电机角度和运动速度

### 📊 光谱检测
- **背景光谱采集**：支持获取、查看、删除背景光谱数据
- **参数可调**：
  - 激光功率设置（单位：mW）
  - 积分时间设置（单位：μs）
  - 平均次数设置
- **自动背景扣除**：采集数据自动减去背景光谱
- **批量检测**：支持多选孔位连续自动检测
- **轮盘型号选择**：支持 S_16 v1.0 / S_16 v2.0 等不同规格轮盘

### 📈 数据可视化
- **实时图表**：使用 PyQt6-Charts 展示光谱曲线（波长-强度）
- **交互操作**：支持鼠标缩放、平移、橡皮筋选择
- **数据弹窗**：检测完成后自动弹出图表窗口展示结果

### 💾 数据管理
- **JSON 格式存储**：原始数据保存为 JSON 文件，包含 index、listx（波长）、listy（强度）
- **CSV 格式导出**：按项目名称分类组织 CSV 数据文件
- **文件搜索**：支持关键词检索历史数据
- **自动命名**：文件按时间戳自动命名（YYYY_MM_DD_HH_MM_SS_ffffff）

### ⚙️ 系统设置
- **主题切换**：支持亮色/暗色主题
- **主题颜色自定义**：可调节应用主题色
- **界面缩放**：支持 100% - 200% DPI 缩放
- **多语言支持**：简体中文、繁体中文、英文
- **亚克力背景效果**：可选的半透明磨砂窗口效果
- **最小化到托盘**：关闭窗口时最小化到系统托盘
- **自动更新检查**：启动时检查新版本

## 系统要求

- **操作系统**：Windows 10/11（64位）
- **Python 版本**：Python 3.8 或更高版本
- **内存**：建议 4GB 以上
- **硬盘空间**：建议 500MB 可用空间

## 项目结构

```
spectrometer-control-platform/
├── main.py                      # 程序入口，初始化应用和翻译
├── test.py                      # 测试脚本
├── test2.py                     # 测试脚本
├── config/
│   └── config.json              # 应用配置文件（主题、语言、窗口设置）
├── data/                        # 数据存储目录
│   ├── background/              # 背景光谱数据
│   │   └── background.csv       # 背景光谱CSV文件
│   ├── csv/                     # 检测数据CSV文件（按项目分类）
│   └── temp/                    # 临时JSON数据文件
├── libs/                        # 第三方硬件SDK库
│   ├── scservo_sdk/             # 伺服舵机通信SDK
│   │   ├── scservo_def.py       # 舵机定义常量
│   │   ├── sms_sts.py           # 舵机通信实现
│   │   ├── port_handler.py      # 端口处理器
│   │   └── ...
│   └── seabreeze_sdk/           # SeaBreeze光谱仪SDK
│       ├── SeaBreeze.dll        # 光谱仪动态链接库
│       ├── USB_Control_X64.dll  # USB控制库
│       └── ohlaser.dll          # 激光控制库
├── resources/                   # 静态资源文件
│   ├── i18n/                    # 国际化翻译文件
│   ├── icons/                   # 图标文件
│   ├── image/                   # 图片资源（设备图、Logo等）
│   └── qss/                     # 样式表（亮色/暗色）
├── src/                         # 源代码目录
│   ├── component/               # UI组件
│   │   ├── DeviceInterface.py   # 设备管理界面
│   │   ├── MotionControllerInterface.py  # 运动控制界面
│   │   ├── InspectionInterface.py       # 光谱检测界面
│   │   ├── DataInterface.py           # 数据管理界面
│   │   ├── SettingInterface.py        # 系统设置界面
│   │   ├── ChartMessageBox.py         # 图表弹窗（历史数据）
│   │   └── RunChartMessageBox.py      # 图表弹窗（实时数据）
│   ├── control/
│   │   └── control.py           # 业务逻辑控制层
│   ├── device/
│   │   ├── motor_SM150.py       # SM-1500电机驱动
│   │   └── spectormeter_seabreeze.py   # SeaBreeze光谱仪驱动
│   ├── setting/
│   │   └── config.py            # 配置管理
│   └── view/
│       └── MainWindow.py        # 主窗口
├── ui/                          # Qt Designer 界面文件
│   ├── MainWindow.ui
│   ├── run.ui
│   └── ...
└── test/                        # 测试代码
    └── fanshapebutton.py
```

## 安装与部署

### 1. 环境准备

确保已安装 Python 3.8+，推荐使用虚拟环境：

```bash
# 创建虚拟环境
python -m venv venv

# 激活虚拟环境
# Windows:
venv\Scripts\activate
# Linux/Mac:
source venv/bin/activate
```

### 2. 安装依赖

```bash
pip install -r requirements.txt
```

> 如果缺少依赖项，请参考下方 [依赖项](#依赖项) 章节手动安装。

### 3. 硬件SDK配置

确保 `libs/seabreeze_sdk/` 目录下包含以下 DLL 文件：
- `SeaBreeze.dll`
- `USB_Control_X64.dll`
- `ohlaser.dll`

这些文件通常由光谱仪厂商提供，请从上海如海光电科技有限公司获取。

### 4. 运行程序

```bash
python main.py
```

## 使用说明

### 设备页面

1. 点击导航栏「设备」进入设备管理页面
2. 点击「电机」或「光谱仪」卡片查看详情
3. 在下拉框中选择对应的 COM 端口
4. 点击「连接」按钮建立通信
5. 连接成功后状态指示灯变为绿色

### 运动控制页面

1. 点击导航栏「运动」进入运动控制页面
2. **按角度旋转**：在输入框中输入目标角度，点击「Rotate to Angle」
3. **按孔位旋转**：选择 0-15 的孔位编号，点击「Rotate to Position」

### 光谱检测页面

1. 点击导航栏「检测」进入检测页面
2. **获取背景光谱**：
   - 设置积分时间和平均次数
   - 点击「获取背景」按钮采集背景
3. **选择检测孔位**：勾选需要检测的位置（0-15）
4. **设置检测参数**：
   - 功率（mW）
   - 积分时间（μs）
   - 平均次数
   - 项目名称
5. 点击「运行」开始批量检测
6. 检测完成后自动弹出图表查看数据

### 数据页面

1. 点击导航栏「数据」进入数据管理页面
2. 使用搜索框筛选数据文件
3. 双击文件可查看详细光谱图表

### 设置页面

1. 点击导航栏「设置」进入系统设置
2. 可调整主题、语言、缩放比例等参数
3. 部分设置需重启后生效

## 配置说明

### 配置文件 (config/config.json)

```json
{
    "Update": {
        "CheckUpdateAtStartUp": true
    },
    "MainWindow": {
        "DpiScale": 1,
        "EnableAcrylicBackground": false,
        "Language": "zh_CN",
        "MinimizeToTray": false,
        "PlayBarColor": "#ff225c7f",
        "RecentPlayNumbers": 300
    },
    "QFluentWidgets": {
        "ThemeColor": "#ff759faa",
        "ThemeMode": "Light"
    }
}
```

| 配置项 | 说明 | 可选值 |
|--------|------|--------|
| `CheckUpdateAtStartUp` | 启动时检查更新 | true/false |
| `DpiScale` | DPI缩放比例 | 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, "Auto" |
| `EnableAcrylicBackground` | 启用亚克力背景 | true/false |
| `Language` | 界面语言 | "zh_CN", "zh_HK", "en_US" |
| `MinimizeToTray` | 最小化到托盘 | true/false |
| `ThemeColor` | 主题颜色 | 十六进制颜色值 |
| `ThemeMode` | 主题模式 | "Light", "Dark", "Auto" |

## 开发说明

### 架构设计

本项目采用 **MVC 架构模式**：

```
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                    View (视图层)                       │
│  MainWindow.py → DeviceInterface → ...              │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│                   Control (控制层)                     │
│              control.py (业务逻辑)                      │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│                    Model (模型层)                      │
│     motor_SM150.py → SCServo SDK                    │
│     spectormeter_seabreeze.py → SeaBreeze SDK       │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
```

### 硬件通信协议

**SCServo 电机协议：**
- 通信接口：RS485
- 波特率：115200
- 舵机 ID：1
- 位置范围：0-4095（对应 0°-360°）
- 默认移动速度：2400
- 默认移动加速度：50

**SeaBreeze 光谱仪协议：**
- 通信接口：USB (libusb)
- 光谱范围：约 2048 个波长点
- 激光开关控制：支持
- 功率调节：支持

### 扩展开发

如需添加新设备支持，可在 `src/device/` 目录下创建新的驱动类，并在 `src/control/control.py` 中集成。

## 依赖项

| 包名 | 版本 | 用途 |
|------|------|------|
| PyQt6 | >=6.5.0 | GUI 框架 |
| PyQt6-Charts | >=6.5.0 | 光谱图表展示 |
| qfluentwidgets | >=1.2.0 | Fluent Design 组件库 |
| pandas | >=1.5.0 | 数据处理与CSV导出 |
| pyserial | >=3.5 | 串口通信（电机控制） |
| scipy | >=1.10.0 | 科学计算支持 |
| numpy | >=1.24.0 | 数值计算 |

## 版本信息

- **当前版本**：v1.0.0
- **作者**：sumght
- **开源地址**：[Gitee - spectrometer-control-platform](https://gitee.com/sumght/spectrometer-control-platform)
- **问题反馈**：[Issue 提交](https://gitee.com/sumght/spectrometer-control-platform/issues)

## 许可证

本项目仅供科研与教育用途使用。

---

**感谢使用透射拉曼光谱检测仪上位机程序！**