1. 为什么选择 RK3568 + Qt 自研 HMI？

相比购买成品的威纶通或西门子触摸屏，基于 RK3568 自研 HMI 具有极高的灵活性和性价比：

• 性能碾压：RK3568 搭载 四核 Cortex-A55 @ 2.0GHz 处理器 。相比传统 HMI 的低频单核 MCU，它能轻松处理毫秒级的 PLC 轮询和复杂的逻辑运算。
• 图形加速：内置 Mali-G52 GPU 。在 Qt Quick (QML) 中开启硬件加速后，仪表盘指针的旋转、实时波形图的绘制可以保持 60FPS 满帧运行。
• 网络隔离：板载 2 路 1000Mbps 以太网口 。可以实现物理隔离：网口 1 连接 PLC 内网，网口 2 连接工厂 MES 外网，保障 OT 网络安全。

2. 硬件拓扑：双网口架构设计

在工业现场，推荐采用如下连接方式：

• LAN 1 (eth0)：配置静态 IP (如 192.168.0.100)，通过网线直连或经过交换机连接 PLC (如西门子 S7-200 SMART、施耐德 M241)。
• LAN 2 (eth1)：配置 DHCP，连接车间路由器，用于远程维护或数据上云。
• 显示输出：通过 HDMI 2.0 或 LVDS/MIPI 接口连接高清工业触摸屏 。

3. 软件实战：Qt Modbus TCP 开发流程

3.1 环境准备

电鱼 eFish-SBC-RK3568 支持 Linux (Buildroot/Ubuntu) 和 Qt 5.14/5.15 。

在 .pro 文件中添加 Modbus 模块支持：

代码段

QT += serialbus widgets

3.2 核心代码：建立连接

使用 QModbusTcpClient 类实现主站功能。

C++

// 初始化 Modbus TCP 客户端

QModbusTcpClient *modbusDevice = new QModbusTcpClient(this);

// 设置 PLC 的 IP 和端口 (默认 502)

modbusDevice->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkPortParameter, 502);

modbusDevice->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkAddressParameter, "192.168.0.1");

// 设置超时和重试次数

modbusDevice->setTimeout(1000);

modbusDevice->setNumberOfRetries(3);

// 连接

if (!modbusDevice->connectDevice()) {

    qDebug() << "连接 PLC 失败: " << modbusDevice->errorString();

}

3.3 数据采集：周期性轮询

为了实时刷新 UI，通常使用 QTimer 定时读取 PLC 的保持寄存器 (Holding Registers)。

C++

// 定时读取：每 100ms 读取一次，从地址 0 开始读取 10 个寄存器

QModbusDataUnit readUnit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters, 0, 10);



if (auto *reply = modbusDevice->sendReadRequest(readUnit, 1)) { // Server ID = 1

    if (!reply->isFinished())

        connect(reply, &QModbusReply::finished, this, &MyClass::onReadReady);

    else

        delete reply; // 广播消息

}

3.4 UI 渲染：GPU 加速

在 onReadReady 回调中解析数据并更新 UI。利用 RK3568 的 GPU，推荐使用 Qt Charts 绘制实时曲线：

• 转速/温度：解析 int16 或 float 数据，绑定到仪表盘控件。
• IO 状态：解析位数据，切换指示灯颜色。

4. 性能优化：如何做到“实时”？

工业控制对延迟敏感。电鱼宣称其方案具备 “工业级实时解决方案，20微秒以下中断抖动延迟” 。配合 RK3568 的性能，我们可以进一步优化：

1. 多线程设计：将 Modbus 通讯逻辑放入独立的 QThread，避免网络阻塞导致 UI 卡顿。
2. 批量读取：尽量将分散的寄存器地址通过 PLC 程序映射到连续区域，使用一条 Modbus 指令一次性读取，减少 TCP 握手开销。
3. 优先级绑定：在 Linux 系统中，提高 Qt 进程的优先级，确保数据处理的实时性。

5. 总结

基于 电鱼 eFish-SBC-RK3568 的 Qt HMI 方案，不仅实现了与 PLC 的稳定 Modbus TCP 通讯，更利用其 四核算力 和 双网口 优势，解决了传统触摸屏“反应慢、甚至卡死”的痛点。对于追求高性能交互和数据安全的高端装备（如锂电设备、数控机床），这是一种极具竞争力的国产化替代方案。

技术规格参考：

• 处理器：Rockchip RK3568 (4x Cortex-A55)
• 网络接口：2x Gigabit Ethernet
• 操作系统：Linux, Ubuntu, Android
• 开发框架：Qt 5.14 / 5.15