多气体实时监控系统

本项目是一个基于 Raspberry Pi 的桌面级气体环境监控软件，通过 Modbus RTU 协议 从最多 6 台下位机传感器设备采集数据，支持 O₂、CO₂、CH₄、H₂、C₂H₄、CH₃OH 等气体的浓度、温度、湿度及设备状态的实时显示与报警。系统面向植物生长环境等科研场景设计，具备良好的可配置性与工程规范。

功能特点

• 多通道气体监控：轮询地址 1–6 的 Modbus 设备，每台对应一种气体类型。
• 实时可视化：
  • 使用 Matplotlib 嵌入 PyQt5 界面，动态绘制各气体浓度变化曲线；
  • 独立面板显示当前温度（℃）与湿度（%RH），数值突出展示。
• 可配置报警机制：
  • 支持为每种气体单独设置浓度上下限阈值；
  • 实时判断并显示“正常”或“超限”状态。
• 协议深度解析：
  • 从寄存器规则字中提取单位（如 ppm、%VOL、mg/m³）和小数位数；
  • 解码状态码（如预热、故障、通信异常等），提升系统鲁棒性。
• 稳定架构设计：
  • 采用 QThread 多线程模型，将串口通信与 GUI 渲染解耦，避免界面卡顿；
  • 集成 logging 模块，记录通信日志至 modbus_polling.log，便于调试。

快速启动

1. 安装依赖：

   pip install pyqt5 matplotlib pymodbus

2. 连接 Modbus 从机设备至串口（默认使用 /dev/ttyS0 或 Windows 下的 COM3，可在 modbus_comm.py 中修改）。

3. 运行主程序：

   python main.py

4. 在界面上调整采样间隔（默认 2 秒）和各气体报警阈值。

项目结构

├── main.py             # 主窗口与信号槽连接
├── modbus_comm.py      # Modbus 轮询线程与协议解析逻辑
├── plot_widget.py      # 自定义绘图控件（含气体/温湿度面板）
└── modbus_polling.log  # 运行日志（自动生成）