一个人写的Qt客户端：21个模块、5种硬件、0次“改A崩B”

AERP地磅不落雨滴
21 阅读9分钟

先看效果：  点击观看软件实际演示视频

视频里展示的是：

  • 树莓派5做的后端
  • 内存客户端的内存使用率和响应速度
  • 页面切换0.5毫秒，秒开秒切

这套客户端正在80人的工厂里每天使用。不是什么大厂作品，也不是demo，是我一个人写的生产系统。

一、模块清单（共21个）

往来业务类（9个）

模块做的事
入库入库单录入、保存、查询
出库出库单录入、验证、打印、作废
下单客户下单、产品选择
采购采购订单
工单工单管理、BOM、排产、完结
打包单库存管理、库位编辑、标签打印
领用内部领料
报工生产报工、计件统计
盘点库存盘点

基础资料类（2个）

模块做的事
产品信息产品增删改查
字典客户、规格、工艺等字典项

硬件设备类（7个）

模块做的事接入的硬件/协议
地磅过磅称重、拍照、车牌识别串口地磅、3路RTSP摄像头、MQTT
视觉检测纹理分割、图像对比网络摄像头、AI服务器
看板实时产量图表、设备状态MQTT
报工扫码枪扫码录入USB/串口扫码枪
地图位置标记高德API
终端产线工单排入MQTT
AI助手DeepSeek对话DeepSeek API（本地部署）

系统类（3个）

模块做的事
脑图导航可视化流程导航
权限配置IP级权限控制
导航管理菜单树、页面切换

二、设计理念：极简至上，谁都能用

这套软件的核心原则是：把复杂留给自己，把简单留给用户。

工厂里的工人年龄偏大、文化程度不高、很多人没用过电脑。你给他一个复杂的软件，他学不会，也不用。

所以每个页面要做到：不用教，点就完事。

工单页面：把一堆功能塞到一起

传统ERP：工单管理一个页面、排产一个页面、BOM一个页面、原料分析一个页面。

这里：一个工单页面，用tab切换，全搞定。

ui->tabWidget->addTab(tab1, "工单");
ui->tabWidget->addTab(tab2, "BOM清单");
ui->tabWidget->addTab(tab3, "工单/BOM明细");
ui->tabWidget->addTab(tab4, "采购单");
ui->tabWidget->addTab(tab5, "排产单");
ui->tabWidget->addTab(tab6, "BOM库存表");

工人打开“工单”，从上往下看，该排产的排产，该采购的采购，该完结的完结。

页面虽少，但该有的功能全有。  工人培训10分钟就能上手。

三、架构核心：每个模块完全独立

每个业务模块都是一个独立的QWidget，有自己的UI、网络请求、表格逻辑。

// 打包单模块
class dabaodan : public QWidget {
    NetworkManager* m_networkManager;  // 自己的网络
    Ui::dabaodan *ui;                  // 自己的UI
    void fetchData(...);               // 自己的数据加载
};

// 出库模块
class chuku : public QWidget {
    NetworkManager* m_networkManager;  // 自己的网络
    Ui::chuku *ui;                     // 自己的UI
    // 完全不共享代码
};

模块之间不知道彼此存在

入库模块保存成功后，只做一件事：回到列表页。没有任何代码通知其他模块。

if(head == "入库成功") {
    ui->stackedWidget->setCurrentIndex(0);
    // 没有任何通知代码
}

打包单怎么知道有新数据？用户点开的时候重新从服务器拉。

生产环境验证的效果

  • 改打包单，出库单不会崩（实际改过多次，没出过问题）
  • 地磅模块接了三路摄像头，不影响报工模块的扫码枪
  • 视觉检测的AI服务器超时了，工单排产照常运行
  • 新加一个模块，不需要改任何旧代码

四、数据同步：本地SQLite + MQTT实时推送

基础数据都缓存在本地，不每次发HTTP请求。

void ProductSelectionDialog::refreshProductList() {
    // 直接读本地SQLite，不是HTTP请求
    QSqlQuery query;
    query.exec("SELECT name FROM products WHERE type = :type");
}

服务器数据变了，通过MQTT实时更新本地库。

if(topic == "directory_updating") {
    if(leiXing == "产品") {
        // 更新本地products表
    }
    if(leiXing == "字典") {
        // 更新本地dictionary表
    }
}

三种同步场景

场景处理方式
软件开启中，服务器数据变了MQTT推送 → 更新本地库
软件关闭时，服务器数据变了下次打开，点开页面时先拉一次最新数据
正常运行中，用到基础数据直接读本地SQLite

效果：  产品下拉框一点就开，不用等。服务器压力很小，树莓派带80人没问题。

五、后端只做数据转发，计算在客户端

后端的角色很简单：接收请求，从数据库取数据，原样返回。不做任何复杂运算。

# 后端只做数据转发
@app.route('/get-gongdan', methods=['POST'])
def get_gongdan():
    result = db.query("SELECT * FROM gongdan WHERE ...")
    return jsonify(result)  # 原样返回，不加工

所有复杂计算都在Qt客户端：排产计算、库存分析、工资汇总……

// 所有计算都在客户端做
SalarySummarizer summarizer;
QJsonArray result = summarizer.processData(jsonArray);

为什么？  树莓派性能本来就不强，让它只做数据转发，把计算丢给客户端，是更合理的分工。

生产环境验证：  80人同时用，树莓派CPU占用不到30%。如果让后端做计算，早就卡死了。

六、每个模块独立接入硬件

地磅模块自己管三路摄像头和串口：

class dibang : public QWidget {
    QMediaPlayer m_player;      // 自己的摄像头1
    QMediaPlayer m_player1;     // 自己的摄像头2
    QMediaPlayer m_player2;     // 自己的摄像头3
    QSerialPort* serialPort;    // 自己的串口地磅
};

报工模块自己管扫码枪：

class baogong : public QWidget {
    QSerialPort* serialPort;    // 自己的串口扫码枪
    QTimer* scanTimer;          // 自己的扫描定时器
};

生产环境验证：  地磅的摄像头坏过一个，报工扫码枪完全不受影响。

七、原生机器码：没有虚拟机开销

Qt C++编译出来是直接的机器码，不是Java/C#那种跑在虚拟机上的字节码。

对比Java/C#（虚拟机）Qt C++（机器码）
启动速度慢（要加载虚拟机）快（直接执行）
运行效率有JIT/GC开销无中间层
内存占用虚拟机本身占几十MB只有程序自己的开销
响应延迟毫米级但有波动稳定在微秒级

实际表现：

  • 扫码枪扫完码，界面立刻跳转，没有“转圈”
  • 表格刷几千条数据，瞬间渲染完
  • 软件开一天，内存不会慢慢涨
  • 相比工厂以前用的某Java ERP（点一下等2秒），体验是天壤之别

八、内存管理：主动清理，防止内存累积

Qt程序长时间运行，内存会慢慢涨。哪怕代码写得再好，Qt内部的一些缓存、QWidget的残留、QNetworkAccessManager的连接池……都会让内存只升不降。

在终端模块（shengchan.cpp）里加了一个主动清理机制：

// 每50次MQTT消息处理，主动清理一次内存
if (callCount % 50 == 0) {
    SetProcessWorkingSetSize(GetCurrentProcess(), (SIZE_T)-1, (SIZE_T)-1);
}

SetProcessWorkingSetSize是Windows API，作用是强制操作系统回收进程的物理内存。

效果：

  • 平时内存慢慢涨到80-100MB
  • 触发清理后，直接掉回10-20MB
  • 软件开一个月也不会卡

九、安全性：局域网+加密，数据出不去

1. 物理隔离：服务器在本地

服务器（树莓派）部署在工厂内部局域网，没有公网IP，也不做内网穿透。

// 所有的API都是内网IP
static QString api_ui_get = "http://192.168.0.134:8000/get-xxx";

效果：  软件拷到外面，打开就是白屏，连不上任何服务器。别说用，连数据都看不到。

2. 所有网络请求都加密

不是明文HTTP，而是先AES加密再Base64编码：

QAESEncryption encryption(...);
QByteArray enBA = encryption.encode(jsonData, ENCRY_KEY.toUtf8());
data["data"] = QString::fromLatin1(enBA.toBase64());

效果：  就算有人在局域网里抓包，抓到的也是密文，解不开。

3. 权限控制：IP级认证

class PermissionManager {
    bool hasPagePermission(int pageIndex) const;
    bool hasButtonPermission(int pageIndex, const QString& buttonId) const;
};

每个IP可以配置不同的权限。不是这个车间的人，打不开对应的页面。

十、主窗口只是一个容器

主窗口只干三件事：持有所有模块的指针、提供公共接口（MQTT、设备ID）、切换页面。

class TreeDemo : public QMainWindow {
private:
    Ui::TreeDemoClass* ui;
    // ui->widget_6 是打包单
    // ui->widget_2 是出库
    // ui->gongdan_w 是工单
    // ui->widget_14 是地磅
    // ...
};

不关心模块内部怎么搞。

十一、代码层面的几个亮点

1. SignalRouter：MQTT消息解耦

class SignalRouter : public QObject {
    void routeData(const QByteArray &data, int targetWindowId = -1);
    void registerWindow(int windowId, QObject* window);
};

MQTT消息来了，不知道谁要听，就丢给SignalRouter广播。各个模块自己决定是否订阅。这是“中介者模式”的典型应用。

2. 脑图组件：自己画的拖拽式流程图

不是用第三方库，是自己用QFrame+QPainter画的。节点拖拽、连线、缩放、全屏、遮罩、对齐……功能完整。工厂的生产流程可以拖拽画出来，比文字描述直观。

3. 工资汇总器：写一次，到处用

class SalarySummarizer : public QObject {
    QJsonArray processData(const QJsonArray &inputData);
};

名字叫“工资汇总”，但其实是一个通用的数据聚合工具。按“ob”字段分组，把“shu”字段累加。出库汇总、采购汇总都在用它。

4. 全屏/画布模式：展示场景下的UI简化

脑图组件里做了工具栏折叠，不需要看工具栏的时候，一键全屏只显示画布。老板或者客户来看系统的时候，可以只展示内容，不被复杂的工具栏干扰。

十二、核心原则总结

原则做法效果
极简页面一个页面干完所有事工人10分钟上手
模块隔离每个模块独立，不共享代码改A没崩过B
硬件独立每个模块自己管自己的硬件摄像头坏了不影响扫码枪
本地缓存SQLite + MQTT实时更新下拉框秒开
客户端计算Qt做复杂运算，后端只转发树莓派CPU不到30%
原生机器码C++直接编译启动快、响应快
主动内存清理定期调用Windows API回收内存内存稳定在10-20MB
安全隔离局域网+加密+IP权限软件拿出去用不了

十三、技术栈

项目技术
框架Qt 6 (C++17)
构建qmake
协议HTTP、MQTT
硬件接口串口（QSerialPort）、RTSP（QMediaPlayer）
数据库SQLite（本地）+ MySQL（后端）
加密AES
第三方高德地图、DeepSeek（本地部署）
图表Qt Charts
WebQt WebEngine、Qt WebChannel

十四、后续计划

  • 三维数字孪生：用Qt 3D做车间三维可视化
  • 配置中心：把硬编码的IP、端口抽到配置文件
  • 更多硬件接入：温湿度传感器、电表、PLC

十五、一个人能写出来的原因

这套系统不是“设计”出来的，是“长”出来的。

一开始只有几个模块，后面慢慢加。因为每个模块都是独立的，新加一个模块不需要改旧代码，所以可以一个人慢慢堆。

而且它不是demo，是每天在生产线上跑的真实系统。

如果一开始就要设计一个“完美架构”，可能到现在还没写出来。

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