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电动扳手系统架构重构方案

📊 当前架构问题分析

现状

设备管理：前端本地存储（device_manager.py）
在线检测：前端调用后端API，后端执行连接检测
拧紧过程：前端执行（wrench_gui.py）
数据存储：后端负责

问题

前端调用后端检测在线状态，增加网络延迟
后端需要导入WrenchController，职责不清晰
设备配置分散在前端，不便于集中管理

🎯 重构目标架构

职责划分

🖥️ 客户端（Frontend）职责

✅ 在线状态检测：直接连接扳手检测，无需经过后端
✅ 拧紧过程控制：设定扭矩、启动扳手、等待结果
✅ 实时数据采集：接收扳手返回的实时数据
✅ UI交互：显示工单、螺栓列表、进度

🌐 服务端（Backend）职责

✅ 设备管理：设备列表、配置的增删改查
✅ 工单管理：工单的创建、认领、查询
✅ 结果存储：保存拧紧结果到数据库
✅ 数据查询：提供历史数据查询接口
❌ 不再负责：设备在线检测、扳手连接

🔧 具体重构步骤

步骤1：修改客户端在线检测逻辑

修改文件：frontend/wrench_gui.py

当前代码（第1196-1253行）：

def start_device_status_check(self):
    """启动设备状态检测（后台线程）"""
    def check_status():
        while True:
            # 调用后端API检测设备状态
            check_url = f"{self.api_base_url}/wrench-devices/{device_id}/check-status"
            check_response = requests.post(check_url, timeout=3)

重构后：

def start_device_status_check(self):
    """启动设备状态检测（后台线程）- 客户端直接检测"""
    def check_status():
        while True:
            # 从后端获取设备列表
            devices = self.fetch_devices_from_backend()
            
            # 客户端直接检测每个设备的在线状态
            for device in devices:
                status = self.check_device_online(device)
                device['status'] = status
                # 可选：将状态上报给后端（仅用于记录）
                self.report_device_status(device['id'], status)
            
            self.wrench_devices = devices
            self.root.after(0, self.update_device_combo)
            time.sleep(10)
    
    threading.Thread(target=check_status, daemon=True).start()

def check_device_online(self, device):
    """客户端直接检测设备在线状态"""
    try:
        config = {
            "ip_address": device.get('ip_address'),
            "port": device.get('port', 7888),
            "address_code": device.get('address_code', 1)
        }
        wrench = WrenchController(device_config=config)
        is_online = wrench.connect()
        if is_online:
            wrench.disconnect()
            return 'online'
        return 'offline'
    except:
        return 'offline'

步骤2：简化后端设备API

修改文件：backend/app.py

删除或简化：

# 删除check-status接口（第376-427行）
# 或改为可选的状态上报接口
@app.route('/api/wrench-devices/<int:device_id>/status', methods=['POST'])
def report_device_status(device_id):
    """客户端上报设备状态（可选，仅用于记录）"""
    data = request.get_json()
    status = data.get('status', 'offline')
    db.update_wrench_device_status(device_id, status)
    return jsonify({"success": True})

保留的接口：

GET /api/wrench-devices - 获取设备列表
POST /api/wrench-devices - 创建设备
PUT /api/wrench-devices/<id> - 更新设备
DELETE /api/wrench-devices/<id> - 删除设备

步骤3：移除后端对WrenchController的依赖

修改文件：backend/app.py

删除导入：

# 删除这行
from wrench_controller import WrenchController

删除相关代码：

第376-427行：check_device_status 函数
第429-460行：query_device_sn 函数（如果有）

步骤4：优化延时配置

修改文件：config.json

添加延时配置：

{
  "api": {
    "base_url": "http://localhost:5000/api"
  },
  "delays": {
    "wrench_init": 1.5,
    "param_set": 2.0,
    "retry": 1.0,
    "bolt_complete": 0.5,
    "status_check_interval": 10
  }
}

修改文件：wrench_controller.py（第448行）

def set_torque_parameters(self, ...):
    # 发送命令
    self._send_command(bytes(data))
    
    # 从配置读取延时
    delay = self.config.get('delays', {}).get('param_set', 2.0)
    time.sleep(delay)

修改文件：frontend/wrench_gui.py（第932行）

def work_thread(self):
    # 启用远程控制
    self.wrench.enable_remote_control(True)
    
    # 从配置读取延时
    init_delay = self.load_delay_config('wrench_init', 1.5)
    time.sleep(init_delay)

📋 重构后的架构图

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        客户端 (Frontend)                      │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  1. 从后端获取设备列表                                        │
│  2. 直接连接扳手检测在线状态 ✅                               │
│  3. 设定扭矩参数 ✅                                           │
│  4. 启动扳手、等待结果 ✅                                     │
│  5. 采集实时数据 ✅                                           │
│  6. 提交结果到后端                                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                            ↕ HTTP API
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        服务端 (Backend)                       │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  1. 设备管理 (CRUD) ✅                                        │
│  2. 工单管理 (CRUD) ✅                                        │
│  3. 结果存储 ✅                                               │
│  4. 数据查询 ✅                                               │
│  5. 不再负责：设备连接、在线检测 ❌                           │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

✅ 重构优势

职责清晰：客户端负责硬件交互，服务端负责数据管理
性能提升：在线检测无需经过后端，减少网络延迟
解耦合：后端不再依赖WrenchController，便于部署
灵活配置：延时参数可配置，适应不同扳手型号
易于扩展：客户端可以直接添加更多硬件交互功能

🚀 实施建议

优先级

高优先级：修改客户端在线检测（步骤1）
高优先级：优化延时配置（步骤4）
中优先级：简化后端API（步骤2）
低优先级：清理后端依赖（步骤3）

风险控制

保留后端check-status接口作为备用
分阶段实施，每步测试后再进行下一步
保留旧代码注释，便于回滚

测试要点

多台客户端同时检测设备状态
不同型号扳手的延时适配
网络断开时的容错处理

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