【开源】插件式开发平台QCPFrame应用案例

一、概述

        QCPFrame 全称Qt-based Commonly-used Plugin Framework。它是一个开源的基于Qt的跨平台插件开发框架，旨在提高基于PC及Linux平台下工控软件设计的通用性，重用性，高效性，可裁剪性，松耦合性。在QCPFrame中，您可以基于控制台或者服务来运行最小插件系统，也可以通过view editor(也是一个插件)来编辑带有UI的桌面程序。在QCPFrame中，一切皆插件，甚至一个后台功能，菜单项，工具栏项，状态栏项，dock片都可以是一个插件。插件在编辑和配置插件，包括它自己，这一切就像是在搭积木，使得模块开发人员只用专注于本模块的开发，而无需过多关注软件系统最终的集成。

【开源】基于Qt的跨平台插件开发框架QCPFrame

二、优势

       前面提到QCPFrame具有通用性，重用性，高效性，可裁剪性，松耦合的特性，那么它在实际开发中，能带来什么好处，让我们来分析一下。

1. 通用性

       它支持带有UI的应用程序，同时也支持无UI的控制台应用程序。框架本身与业务无关，我们可以将它应用于任何业务方向，换言之，所有二次开发的业务都取决于插件。

       它的优势并非“界面可编辑”，对于内核而言，用于组织UI的ViewModel及插件ViewEditor也是可有可无的存在，他们只是作者用于设计UI的一种思路，当你需要一套不同的View样式和思路时，由于内核是独立不变的，那你只需要重新设计View层，而处于业务层的plugin甚至都不用动。

2. 重用性

       当所有业务都以插件的形式存在时，一些常用的功能可以被写成插件，在不同项目中重复利用将可以大大提高开发效率。它可以是一个无界面的IVI仪器驱动模块，Matlab算法模块，OpenCV图像处理模块，CRC校验模块或者是带UI的串口助手模块，日志管理器模块，文件/目录浏览器模块等等。

3. 高效性

       合理的业务层设计，可以将大的功能模块分割为小的插件模块，并行开发将大大提高开发的效率，显著缩短开发周期。

       另外，如果后期需要对某一个业务单元进行维护升级，并不需要把所有代码拿出来，只需要在特定插件模块中进行。一旦项目所属的开发人员发生更替，对新的开发者而言，缩小了维护范围，使维护工作变得更轻松和安全。

4. 可裁剪性

       与传统软件框架相比，QCPFrame天生可裁剪，这首先体现在“插件管理器”和“系统管理器”这两个系统级插件上。我们可以轻松在线决定将哪些插件使能，哪些插件被禁用。

       另外，QCPFrame原生提供了UI的可编辑功能，通过ViewEditor编辑好的带权限的UI配置，当不同的用户登录进来，UI元素将根据权限决定是否对用户使能。比如游客登入将不能进行任何形式的管理，管理员用户登入只能进行系统管理，用户管理，而超级管理员不仅可以进行前面的管理，还能编辑UI等等。

5. 松耦合性

       耦合性大多体现在模块与模块之间，层与层之间的交互上，QCPF_Model提供了不止一种途径用于模块间的松耦合通讯，这在作者【开源】基于Qt的跨平台插件开发框架QCPFrame（二）一节中有讲。

       实践证明，松耦合性不仅有利于项目并行开发时的高效性，也有利于后期维护。维护人员在特定模块里的代码改动，将对其他模块构成最小影响，甚至毫无影响。

三、应用案例

       本章节所述案例都是在QCPFrame的基础上进行二次开发，增加业务层，这包括业务层模型和业务层插件，业务层模型(Model)是业务层其他模块与QCPFrame的Core和View通讯的中介，它使QCPFrame所有特性为该业务方向服务。

1. 航空自动测试系统

       自动测试系统具有自动化测试程度高，量产效率高等特征，被广泛应用于测试测量系统中，该案例用于航空自动化测试系统。

     1.1原生模块：

QCPF_Model，QCPF_ViewModel，QCPF_HostView，QCPF_PluginManager，QCPF_SystemManager，QCPF_UserManager，QCPF_ViewEditor。

    1.2 二次开发模块：

           ATSModel（自动测试业务层模型），Information(信息输出插件)，FileExplore（文件浏览器插件），Logger（日志输出插件），UI-3500(某UUT测试序列插件)，Self-Check（系统自检插件），Report（测试报告预览、打印插件）。

    1.3 说明

           在完成二次开发后，QCPFrame摇身一变成为“插件式自动测试开发平台”，即开发者在QCPFrame框架下基于ATSModel业务开发“自动测试序列插件”，每多使能一个“自动测试序列插件”在下图左侧“测试程序”下拉框就会多一个可选项。ATSModel用于控制测试程序的开始，停止，暂停，测试序列管理，测试信息输入，测试项管理等一系列业务。它是测试序列与QCPFrame沟通的桥梁。

         另外，在该项目中，FileExplore（文件浏览器插件），Logger（日志输出插件）两个模块被设计成与业务无关，他们基于QCPF_Model的通用特性，使得其能够被后续其他业务方向的平台二次开发所重用。

图1. 基于QCPFrame的航空自动测试平台

                                                                    图2. 航空自动测试平台系统管理器

                                               

                                                                     图3. 航空自动测试平台测试序列插件管理器

 

                                                                         图4. 航空自动测试平台UI编辑器 

2.  无人机监控系统

        无人机监控系统用于地面站系统对无人机进行监视，控制，飞行任务下发，数据下载等功能。

     2.1原生模块：

QCPF_Model，QCPF_ViewModel，QCPF_HostView，QCPF_PluginManager，QCPF_SystemManager，QCPF_UserManager，QCPF_ViewEditor。

    2.2 二次开发模块：

           UAVModel（无人机监控系统业务层模型），无线电数传插件，数据采集插件，数据分析插件，图像处理插件，地理位置插件，路径规划插件，机载计算机管理插件，mqtt通讯插件，系统自检插件，日志输出插件，测试报告预览、打印插件等。

    2.3 说明

           在完成二次开发后，QCPFrame变为“插件式无人机监控开发平台”，即开发者在QCPFrame框架下基于UAVModel业务开发“地面站业务相关插件”。UAVModel是地面站业务层与QCPFrame沟通的桥梁。

                                                                  图5. 基于QCPFrame的地面站平台