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内容概要:本文介绍了一个基于Modbus RTU协议的温湿度采集上位机项目,该项目采用C#编写,旨在提供一个功能全面、架构清晰、界面友好的温湿度监控系统。项目实现了用户管理、权限设置、串口管理、实时状态监控、历史数据查询、图表展示、日志记录、异常邮件通知等功能。代码中运用了多种设计模式和技术手段,如单例模式、多线程读取、异步委托、分层架构、串口仿真调试、界面布局记忆、实时数据展示、异常通知等,确保系统的高效运行和良好的用户体验。 适用人群:适用于具有一定编程基础的研发人员,尤其是对C#、Modbus RTU协议、串口通信、多线程编程感兴趣的开发者。 使用场景及目标:本项目可用于工业自动化、环境监测等领域,帮助用户实现温湿度数据的实时采集与监控。通过学习该项目,开发者可以掌握C#上位机开发的关键技术和最佳实践,提升自己的编程能力。 其他说明:项目代码结构清晰,注释详尽,适合用于学习和二次开发。GitHub上有完整源码可供下载,欢迎Star和Fork,也鼓励交流讨论。
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C# 上位机项目源代码:基于Modbus RTU的温湿度采集程序
# 基于Modbus RTU的温湿度采集上位机程序分享
最近在做一个温湿度采集的上位机项目,用的是C#写的,感觉还不错,分享一下源码和实现思路。这
个项目主要基于Modbus RTU协议,用来采集温湿度数据,功能挺多的,而且代码写得挺完善,适合用来学习
或者二次开发。
## 项目特点
1. **功能全面**:支持用户管理、权限设置、串口管理、从站设置、实时状态监控、历史数据查询、实
时折线图、仪表盘显示、日志记录、主题切换、异常邮件通知等等。基本上一个完整的上位机系统需要的功
能都有了。
2. **架构清晰**:用了分层架构,单例模式,多线程读取,界面异步委托等设计模式,代码结构比较
清晰,扩展性也不错。
3. **界面友好**:用了记忆式浮动窗体布局,DataGridView和ListView控件做了优化,支持界面布
局保存和恢复,用户体验还不错。
4. **数据库支持**:用了SQLite数据库,数据存储和查询效率还可以,适合中小型项目。
5. **串口仿真**:支持串口仿真调试,方便开发和测试。
## 代码亮点
### 1. 单例模式
单例模式用在串口管理类中,确保整个程序只有一个串口实例,避免了多实例导致的冲突问题。
```csharp
public sealed class SerialPortManager
{
private static readonly Lazy<SerialPortManager> lazy = new Lazy<SerialPortManage
r>(() => new SerialPortManager());
public static SerialPortManager Instance { get { return lazy.Value; } }
private SerialPort serialPort;
private SerialPortManager()
{
serialPort = new SerialPort();
// 初始化串口配置
}
public void OpenPort(string portName, int baudRate)

{
serialPort.PortName = portName;
serialPort.BaudRate = baudRate;
if (!serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Open();
}
}
}
```
### 2. 多线程读取
为了保证实时性和界面响应,用了多线程读取串口数据,避免阻塞主线程。
```csharp
public void StartReading()
{
Task.Factory.StartNew(() =>
{
while (true)
{
if (SerialPortManager.Instance.IsOpen)
{
byte[] buffer = new byte[256];
int readCount = SerialPortManager.Instance.serialPort.Read(buffer, 0
, buffer.Length);
if (readCount > 0)
{
// 解析数据
ParseData(buffer, readCount);

}
}
Thread.Sleep(100);
}
});
}
```
### 3. 界面异步委托
为了更新界面控件,用了异步委托,避免跨线程操作导致的异常。
```csharp
public delegate void UpdateUIHandler(string temperature, string humidity);
public void UpdateUI(string temperature, string humidity)
{
if (this.InvokeRequired)
{
this.Invoke(new UpdateUIHandler(UpdateUI), temperature, humidity);
}
else
{
lblTemperature.Text = temperature;
lblHumidity.Text = humidity;
}
}
```
## 技术亮点
1. **串口仿真调试**:支持虚拟串口调试,方便开发和测试,不用每次连接硬件。
2. **界面布局记忆**:支持界面布局保存和恢复,用户可以根据习惯调整窗口位置和大小。

3. **实时数据展示**:用折线图和仪表盘实时展示温湿度数据,直观易懂。
4. **异常通知**:温湿度超出设定范围时会发送邮件通知,挺实用的功能。
5. **分层架构**:数据层、业务层、表示层分离,代码结构清晰,扩展性强。
## 总结
这个项目整体来说是一个比较完善的上位机解决方案,适合用来学习Modbus协议、串口通信、C#多
线程编程、界面开发等知识。代码写得比较规范,注释也挺详细,适合新手学习。
如果大家对这个项目感兴趣,可以去我的GitHub下载源码,欢迎Star和Fork,也欢迎交流讨论。
[GitHub下载地址](#)
这个温湿度监控项目的代码结构有点意思,特别是窗体布局记忆功能。每次启动自动读取上次的窗
口位置和尺寸,我扒拉源码发现用的是XML序列化。比如主窗体的LayoutHelper类里这么玩的:
```csharp
public static void SaveLayout(Form form)
{
var layout = new FormLayout
{
Width = form.Width,
Height = form.Height,
Location = form.Location
};
using (var writer = new StreamWriter("layout.xml"))
{
var serializer = new XmlSerializer(typeof(FormLayout));
serializer.Serialize(writer, layout);
}
}
```
数据采集这块的线程调度挺讲究,看到SerialPortManager类用了生产者-消费者模式。注意到这个
while循环里的sleep时间设置成50ms,实测这个间隔既能保证实时性又不会让CPU飙高:
```csharp
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