PCB工具全栈项目

一个完整的PCB电路设计和分析工具，包含FastAPI后端服务和Gradio前端界面。支持多用户并发、用户隔离、会话管理和流式处理，提供现代化的Web界面体验。

🌟 功能特性

🖥️ 前端界面

• 🎨 现代化UI: 基于Gradio 4.x的美观现代界面
• 📱 响应式设计: 自适应不同屏幕尺寸
• 🔐 用户认证: 完整的登录注册系统
• 💬 会话管理: 直观的项目会话管理
• 📷 图片上传: 拖拽上传，支持多种格式
• 📊 实时分析: 流式响应和进度显示
• 🛠️ 交互式编辑: 可编辑的BOM清单和参数

⚙️ 后端服务

• 🚀 高性能并发: 支持15+并发请求处理
• 👥 用户隔离: 完整的用户注册、登录和权限管理
• 💬 会话管理: 每次请求封装为独立的对话会话
• 🔒 安全认证: JWT令牌认证和用户权限控制
• 📁 文件管理: 安全的文件上传和用户目录隔离
• 🤖 AI驱动: 集成多个AI服务进行电路分析
• 📊 流式响应: 实时进度反馈和长时间任务处理
• 💾 数据持久化: SQLAlchemy ORM和数据库管理
• 🐳 容器化部署: Docker和Docker Compose支持

📋 核心功能模块

1. 图片分析模块

• 上传PCB电路图片
• AI驱动的电路识别和分析
• 生成BOM清单和需求文档

2. BOM分析模块

• 元器件价格查询和比较
• 多个供应商网站价格对比
• 总成本计算和优化建议

3. 代码生成模块

• 基于需求文档生成控制代码
• 支持Arduino、Raspberry Pi等平台
• 代码验证和格式化

4. 部署指南模块

• 自动生成部署说明
• 文本转语音功能
• 部署检查清单

🏗️ 项目结构

PCBTool/
├── app/                     # 后端应用
│   ├── __init__.py
│   ├── main.py              # FastAPI应用入口
│   ├── config.py            # 配置管理
│   ├── database.py          # 数据库配置
│   ├── models/              # 数据模型
│   │   ├── user.py          # 用户模型
│   │   ├── conversation.py  # 会话模型
│   │   └── task.py          # 任务模型
│   ├── schemas/             # Pydantic模式
│   │   ├── user.py          # 用户模式
│   │   ├── conversation.py  # 会话模式
│   │   └── task.py          # 任务模式
│   ├── api/                 # API路由
│   │   ├── auth.py          # 认证API
│   │   ├── conversations.py # 会话管理API
│   │   └── tasks.py         # 任务管理API
│   ├── services/            # 业务逻辑
│   │   ├── auth_service.py      # 认证服务
│   │   ├── image_service.py     # 图片处理服务
│   │   ├── bom_service.py       # BOM分析服务
│   │   ├── code_service.py      # 代码生成服务
│   │   └── deployment_service.py # 部署服务
│   ├── utils/               # 工具函数
│   │   ├── security.py      # 安全工具
│   │   ├── file_utils.py    # 文件工具
│   │   └── api_client.py    # API客户端
│   └── core/                # 核心功能
│       ├── deps.py          # 依赖注入
│       └── exceptions.py    # 异常处理
├── frontend_enhanced.py     # 增强版Gradio前端界面
├── frontend_new.py          # 基础版前端界面
├── start_full_app.bat       # 一键启动脚本
├── FRONTEND_README.md       # 前端使用说明
├── uploads/                 # 用户文件存储
├── tests/                   # 测试文件
├── docker-compose.yml       # Docker编排
├── Dockerfile              # Docker镜像
├── requirements.txt        # Python依赖
├── .env.example           # 环境变量模板
└── README.md              # 项目说明

🚀 快速开始

1. 环境准备

# 克隆项目
git clone <repository-url>
cd PCBTool

# 安装Python依赖
pip install -r requirements.txt

2. 配置环境变量

# 复制环境变量模板
cp .env.example .env

# 编辑.env文件，配置必要的API密钥和数据库连接

3. 启动完整应用

🎯 推荐方式：一键启动

# Windows - 同时启动后端和前端
start_full_app.bat

方式二：分别启动

# 启动后端服务 (端口8000)
python -m uvicorn app.main:app --reload --host 0.0.0.0 --port 8000

# 启动前端界面 (端口7860)
python frontend_enhanced.py

方式三：Docker启动

# 构建并启动所有服务
docker-compose up -d

# 查看服务状态
docker-compose ps

4. 访问应用

启动成功后，访问以下地址：

• 🖥️ 前端界面: http://localhost:7860 (主要使用入口)
• 📚 API文档: http://localhost:8000/docs
• 📖 ReDoc: http://localhost:8000/redoc
• 💚 健康检查: http://localhost:8000/health

5. 验证安装

# 运行快速测试
python quick_test.py

# 运行并发测试
python concurrent_test.py load 5

🎨 前端界面功能

🔐 用户系统

• 用户注册和登录
• 安全的会话管理
• 个人项目隔离

📷 图片分析

• 支持PNG、JPG、JPEG格式
• 拖拽上传，操作简便
• AI智能电路识别
• 实时分析结果显示

📊 BOM管理

• 自动组件识别
• 多供应商价格对比
• 可编辑的组件清单
• 自动总价计算

⚡ 代码生成

• 基于电路自动生成控制代码
• 支持多种编程语言
• 语法高亮显示
• 一键复制代码

📚 部署指南

• 详细的硬件连接说明
• 软件部署步骤
• 完整的实施方案
• 文本转语音功能

📖 API文档

启动服务后，访问以下地址查看API文档：

• Swagger UI: http://localhost:8000/docs
• ReDoc: http://localhost:8000/redoc
• 健康检查: http://localhost:8000/health

🔑 主要API端点

认证相关

• POST /auth/register - 用户注册
• POST /auth/login - 用户登录
• GET /auth/me - 获取用户信息

会话管理

• POST /conversations/ - 创建新会话
• GET /conversations/ - 获取会话列表
• GET /conversations/{id} - 获取会话详情
• POST /conversations/{id}/upload-image - 上传图片分析
• POST /conversations/{id}/analyze-text - 文本分析
• GET /conversations/{id}/results - 获取分析结果

任务处理

• POST /tasks/conversations/{id}/bom-analysis - BOM分析
• POST /tasks/conversations/{id}/code-generation - 代码生成
• POST /tasks/conversations/{id}/deployment-guide - 生成部署指南
• POST /tasks/conversations/{id}/text-to-speech - 文本转语音

🧪 测试

基本功能测试

python test_client.py

并发测试

# 测试5个并发用户
python concurrent_test.py load 5

# 压力测试
python concurrent_test.py stress

完整测试套件

python quick_test.py

🔧 配置说明

环境变量

变量名	描述	默认值
DATABASE_URL	数据库连接URL	sqlite:///./pcb_tool.db
SECRET_KEY	JWT签名密钥	your-secret-key-here
API_KEY_DIFY	Dify API密钥	-
NVIDIA_API_KEY	NVIDIA API密钥	-
UPLOAD_DIR	文件上传目录	uploads
MAX_FILE_SIZE	最大文件大小	10485760 (10MB)

数据库配置

默认使用SQLite，生产环境建议使用PostgreSQL：

# PostgreSQL
DATABASE_URL=postgresql://user:password@localhost/pcb_tool

# MySQL
DATABASE_URL=mysql://user:password@localhost/pcb_tool

🚀 部署

Docker部署

# 单服务部署
docker build -t pcb-tool-backend .
docker run -p 8000:8000 pcb-tool-backend

# 完整服务栈
docker-compose up -d

生产环境部署

1. 使用PostgreSQL数据库
2. 配置Redis缓存
3. 使用Nginx反向代理
4. 启用HTTPS
5. 配置日志收集

📊 性能指标

• 并发用户: 支持15+并发用户
• 响应时间: API平均响应时间 < 200ms
• 文件上传: 支持最大10MB文件
• 内存使用: 基础内存占用 < 512MB
• 数据库: 支持大量会话和用户数据

🔍 监控和日志

健康检查

curl http://localhost:8000/health

日志查看

# Docker日志
docker-compose logs -f pcb-tool-backend

# 本地日志
tail -f app.log

🤝 开发指南

添加新功能

1. 在models/中定义数据模型
2. 在schemas/中定义Pydantic模式
3. 在services/中实现业务逻辑
4. 在api/中添加API端点
5. 更新测试用例

代码规范

• 使用类型提示
• 添加文档字符串
• 遵循PEP 8规范
• 编写单元测试

📄 许可证

MIT License

🆘 故障排除

常见问题

1. 端口占用: 修改.env中的端口配置
2. 依赖安装失败: 使用Python 3.8+版本
3. API密钥错误: 检查.env文件配置
4. 数据库连接失败: 确认数据库服务正常运行

获取帮助

• 查看API文档: http://localhost:8000/docs
• 运行健康检查: python quick_test.py
• 查看日志文件: app.log

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🎉 现在您的PCB工具后端服务已经准备就绪！享受高效的电路设计和分析体验吧！