这样学上位机，是不是有意思多了

Posted 2021-05-25 常哥说编程

写在前面

有小伙伴跟我说：

 

为了兑现承诺，这次给大家安排一个小项目案例，不管你是小白，还是有一定基础，都可以参与进来，一起把这个项目做出来。

项目需求

1、建立一个室内空气质量检测系统，要求电脑软件+单片机硬件，编程语言及硬件可以自行选择。

2、系统分为三部分：数据采集部分、数据传输部分、系统软件交互部分。

3、需求检测的数据：IAQ（Indoor Air Quality）、温度、湿度、PM2.5、CO2、CO。

4、数据传输可以选择串口、以太网、WIFI、蓝牙中的一种。

5、当检测到空气质量过差时，系统需要给出相应的解决方案（如：提示开窗通风等）。

协议分析

这个项目其实涉及到单片机开发，但这块并不是上位机的范畴。在确定好上位机与单片机之间的通信协议之后，双方都按照这个协议来开发，最终进行对接就可以了。这个协议一般是由单片机开发人员制定，本例协议制定如下：

• 单片机发送的数据格式：#TXXX,YYY,S@

1、#后面的大写英文T表示对应的参数类型，具体对应关系如下：

序号	参数名称	参数代号
1	烟雾	S
2	温度	T
3	湿度	H
4	PM2.5	P
5	二氧化碳	C
6	一氧化碳	O

2、XXX：代表检测数值，占三个字符，例如010就是10。

3、YYY：代表该数组的限值，占三个字符，例如010就是10。

4、符号@前的S表示报警状态，1表示限值报警，0表示正常

• 上位机进行限值设置发送数据格式：&SXXX$

1、&号后面的大写英文T表示对应的参数类型，对应关系同上。

2、XXX代表设置的限值数据，占三个字符

3、发送报文以$结束。

界面设计

根据项目需求，并结合协议设计界面如下：

 

 本案例的一个关键知识点在于自定义组合控件的使用。

如果让你来设计这个界面，你是否会考虑组合控件应用，如果全部用的是系统控件，那么代码会写得很复杂，而且容易出错，更重要的是扩展性会很差——如果需求发生变化，会需要改很多东西。

这里把参数的一系列状态及操作做成一个自定义控件，然后将相关的功能抽象成属性及事件。

序号	名称	读写	类型
1	参数名称	读写	属性
2	实际值	读写	属性
3	报警状态	读写	属性
4	设定反馈	读写	属性
5	设定值	只读	属性
6	设置操作	---	事件

实时通信

这里采用串口通信，针对SerialPort封装一个串口类，这里会涉及到串口通信、锁处理、委托技术，核心为串口接收事件，代码如下：

       private void MyCom_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            Thread.Sleep(50);
            int ByteToRead = MyCom.BytesToRead;
            lock (Lock)
            {
                //定义一个字节数组
                byte[] rcv = new byte[ByteToRead];
                //读取缓冲区里的数据放到字节数组中
                MyCom.Read(rcv, 0, ByteToRead);
                //这里如果想把字节数组给到主线程，需要使用委托
                ShowMsg?.Invoke(rcv);
            }
        }

参数设置功能：

        public bool SetValue(int Speed,Type type)
        {
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("&");
            stringBuilder.Append(type.ToString());
           stringBuilder.Append(Speed.ToString().PadLeft(3, \'0\'));
            stringBuilder.Append("$");
            lock (Lock)
            {
                try
                {
                    this.MyCom.Write(stringBuilder.ToString());
                }
                catch (Exception)
                {
                    return false;
                }
                return true;
            }
        }

主界面功能

有了以上的基础之后，主界面的功能开发就很容易了。

主界面的功能主要是两部分内容，第一部分内容是数据解析，将解析结果赋值给控件的属性进行显示，第二部分内容是通用的参数设置，将6个Monitor控件的参数设置事件都绑定同一个事件，然后在该事件里调用SetValue方法即可。

一般我们软件开发完成后，都应该先自我测试一下，便于及时发现问题，减少调试时间。

对于串口通信，可以我们通过虚拟串口来进行测试，仿真数据发送与数据接收，测试结果如下：