Email：
zhaizhongbing723@gmail.com
上位機檢測軟體開發
作者: 由你创
阅读量：55
什麼是上位機檢測軟體？
它是一種運行在電腦上的軟體，通過與下位機（如：感測器、儀錶、PLC、視覺系統、運動卡、專用測試板卡）通信，自動化執行一系列測試步驟，並對獲取的數據進行分析，最終判斷被測物（UUT, Unit Under Test）是否合格（PASS/FAIL），並生成詳細的測試報告。
核心目的：替代傳統人工測試，提高檢測效率、一致性、可靠性和數據可追溯性。
核心功能模組
| 功能模組 | 說明與範例 |
|---|---|
| 1. 測試序列管理 | 軟體的「大腦」。定義測試流程（如：先供電 -> 讀取電壓 -> 發送指令 -> 測量波形 -> 斷電）。支援順序執行、條件跳轉（如果A失敗則跳過B測試）、循環測試。 |
| 2. 設備通訊驅動 | 軟體的「神經系統」。與所有測試設備進行數據交互。必須支援多種協議：GPIB, USB, RS-232/485, Ethernet, Modbus-TCP, CAN bus 等。通常基於 VISA 或廠商提供的 SDK 開發。 |
| 3. 數據採集與處理 | 軟體的「感官」。即時讀取電壓、電流、溫度、影像、力等物理量。並進行必要的數據清洗、濾波、計算（如求平均值、RMS值、FFT分析）。 |
| 4. 標准與界限管理 | 軟體的「判斷依據」。允許用戶靈活設定每個測試項目的合格/不合格標準（上下限、公差帶、參考曲線等）。這些標準通常儲存在資料庫或配置文件中，便於修改。 |
| 5. 結果判定與警報 | 即時將採集到的數據與標準進行比對，做出 PASS/FAIL 判定。對於FAIL項目，立即觸發聲光警報或視覺提示。 |
| 6. 數據存儲與可視化 | 即時顯示：將數據以儀表盤、波形圖、指針表、數值等形式直觀展示。歷史記錄：將每一筆測試結果（包括原始數據、時間戳、操作員資訊）保存到資料庫（如 SQLite, MySQL, SQL Server）中。 |
| 7. 測試報告生成 | 自動生成格式統一、內容詳盡的測試報告（如 PDF, Excel 格式）。報告通常包含產品SN、測試時間、所有測試項目結果、統計資訊等。 |
| 8. 用戶與權限管理 | 區分操作員、工程師、管理員等不同角色。操作員只能執行測試，工程師可以修改參數，管理員可以查看所有數據和進行系統設置。 |
| 9. 系統日誌與診斷 | 記錄軟體的所有操作和錯誤資訊，方便後期排查問題和進行系統維護。 |
技術選型建議
對於檢測軟體，穩定性、精度和開發效率是關鍵。
| 技術棧 | 優點 | 缺點 | 適用場景 |
|---|---|---|---|
| C# / .NET (WPF/WinForms) | 生態強大，擁有眾多儀器控制庫（如NI-VISA .NET, NationalInstruments.Visa）；UI能力專業（尤其WPF），便於創建複雜的數據可視化界面；與Windows系統和資料庫（ADO.NET, Entity Framework）集成無縫。 | 主要局限於Windows平台。 | 工業領域首選。尤其適合需要複雜邏輯、高性能數據處理和專業UI的檢測系統。 |
| Python (PyQt/PySide) | 開發速度快；數據分析與科學計算生態極佳（NumPy, SciPy, Pandas, Matplotlib）；有 PyVISA 庫用於設備控制；跨平台。 | 執行效率相對較低；打包分發較複雜；UI介面的專業性和響應速度有時不及WPF。 | 快速原型驗證、數據分析密集型的檢測（如信號處理、光學檢測）、學術研究。 |
| LabVIEW (NI) | 圖形化數據流編程，對硬體工程師友好；硬體集成度極高，特別是和NI的數據採集卡(DAQ)配合使用；內置強大的數據可視化和分析函數。 | 許可證昂貴；非文本代碼，複雜業務邏輯實現困難；團隊協作和版本管理（如git）不便。 | 測試測量領域的傳統標準，特別是基于NI硬體構建的系統。 |
| C++ | 極致性能，底層硬體控制能力最強，資源佔用最小。 | 開發複雜度最高，開發周期長。 | 對即時性和性能要求極高的專用系統（如高速運動控制、毫秒級數據採集）。 |
結論：
- 若要開發穩定、可維護、商業級的工業檢測軟體，C# / .NET 是最主流和可靠的選擇。
- 若檢測核心在於數據分析算法（如AI視覺檢測、信號處理），Python 是強有力的競爭者。
開發流程
- 需求分析與測試規格定義：
- 明確檢測項目、精度要求、節拍時間、設備清單、通訊協議。
- 制定詳細的測試規格說明書（Test Spec）。
- 系統架構設計：
- 分層設計：將設備通訊層、業務邏輯層（測試序列）、數據層（資料庫訪問）和表示層（UI）分離，提高模組化程度。
- 狀態機模式：使用狀態機（State Machine）來管理測試流程（如： idle -> connecting -> testing -> reporting -> done），使邏輯清晰，易於維護。
- 核心模組開發：
- 設備驅動封裝：為每一種儀器設備開發獨立的驅動類，對外提供簡單的
Initialize(),Read(),Write(),Close()等方法，隱藏底層通訊細節。 - 異步與多線程：必須將數據採集、設備控制等耗時操作放在後台線程，絕對避免阻塞UI主線程，確保介面流暢響應。
- 設備驅動封裝：為每一種儀器設備開發獨立的驅動類，對外提供簡單的
- 數據管理：
- 使用SQLite（輕量級，單機版）或SQL Server/MySQL（網路版，數據共享）存儲測試結果。
- 設計合理的數據庫表結構，記錄每一筆測試的詳細信息，以實現完整的追溯性。
- 測試與驗證：
- 單元測試：對每個設備驅動和算法函數進行測試。
- 模擬測試：在沒有真實硬體的情況下，使用軟體模擬器來驗證測試流程和邏輯的正確性。
- 系統集成測試：連接所有真實設備，進行全流程測試，驗證精度、重複性和穩定性。
「由你創」專為香港及大灣區製造商量身打造各類「上位機檢測＋產測軟件」：
- 支援 Python/Qt、C#/WPF、LabVIEW，快速對接 PLC、DAQ、GPIB、CAN、Modbus 等設備
- 即時採集數據，自動繪製趨勢圖、SPC 分析（CPK/GR&R），一鍵生成 PDF/CSV 報告
- 可依序號、工單、操作員建立完整追溯，助您輕鬆符合 ISO、GMP、FDA 要求
- 異常自動判斷：聲光警報、停機、MES 上傳、刻錄 NG 標籤，全部可分級設定
自有 2 000 ㎡ 研發中心，37 年實業背景，百名中高級工程師，可駐廠或遠端支援。
讓您的生產線立即擁有穩定、易維護的「上位機測試系統」！
