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上位機(jī)開(kāi)發(fā)之假裝有設(shè)備，使用 C# 模擬串口設(shè)備

前言

據(jù)說(shuō)不會(huì)上位機(jī)和游戲開(kāi)發(fā)，都不好意思說(shuō)自己會(huì) C#

正好這倆我都不太會(huì)??

這不來(lái)點(diǎn)一下上位機(jī)的技能樹(shù)

這次的需求很簡(jiǎn)單，用 C# 模擬一個(gè)設(shè)備協(xié)議，實(shí)現(xiàn)不用去現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接設(shè)備，也能先開(kāi)發(fā)和調(diào)試上位機(jī)程序。

實(shí)際設(shè)備是用 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，模擬跑通之后，到現(xiàn)場(chǎng)只需要把RS-485 總線（A/B 差分線）插到 USB-RS485 轉(zhuǎn)換器上就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取和指令下發(fā)了。

PS: 最近把我的博客小重構(gòu)了一下，歡迎訪問(wèn)體驗(yàn)一下: http://blog.deali.cn/

先放一些截圖作為預(yù)告

本文要介紹只是最基礎(chǔ)的前期工作

實(shí)際上這個(gè)項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，不只是對(duì)接幾臺(tái)設(shè)備

系統(tǒng)的初版已經(jīng)完成了，這里我先放幾張截圖

實(shí)時(shí)圖表

設(shè)備控制

就這幾個(gè)吧，其他的還不是很完善

前提

OK 說(shuō)回正題，模擬串口設(shè)備需要的前提是這些

首先已經(jīng)拿到了詳細(xì)的設(shè)備協(xié)議文檔

這個(gè)很關(guān)鍵，誰(shuí)也沒(méi)法摸黑去開(kāi)發(fā)呀
操作系統(tǒng): Windows/Linux

很神奇吧，Linux居然也能開(kāi)發(fā)上位機(jī)？事實(shí)上 Linux 模擬設(shè)備更方便

不過(guò)為了方便開(kāi)發(fā)調(diào)試，我這里還是以 Windows 系統(tǒng)為例

串口驅(qū)動(dòng)

Windows 上模擬串口驅(qū)動(dòng): com0com

這個(gè)工具可以在系統(tǒng)里創(chuàng)建一對(duì)連通的 com 串口，比如 com3 <-> com4

在任何一端發(fā)信息，另一端都可以讀取

我們就是用這個(gè)方式來(lái)模擬串口設(shè)備

PS: com0com 的圖形界面需要安裝 net framework 3.5 老古董才能用，我直接用命令行

Linux的話可以使用 tty0tty

https://github.com/freemed/tty0tty

串口調(diào)試工具

串口調(diào)試工具開(kāi)源的有很多

我這次試用了 llcom 和 Wu.CommTool

com0com常用命令

前面說(shuō)了 com0com 的圖形界面需要安裝 net framework 3.5

我肯定是不想安裝這種老古董來(lái)污染我的電腦環(huán)境的

好在還有命令行可以用

這里列一些常用命令

查看當(dāng)前有哪些虛擬串口

list

輸出會(huì)顯示每一對(duì)虛擬串口，例如：

CNCA0 PortName=COM5
CNCB0 PortName=COM6

這說(shuō)明有一對(duì)虛擬串口：COM5 <-> COM6。

創(chuàng)建一對(duì)新的虛擬串口

install PortName=COM5 PortName=COM6

這會(huì)創(chuàng)建一對(duì)虛擬串口，分別命名為 COM5 和 COM6，它們互相連通。

?? 以后就可以讓：

模擬器程序監(jiān)聽(tīng) COM5
上位機(jī)/主程序打開(kāi) COM6

這樣它們互相通信，等同于 RS-485 設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)。

刪除一對(duì)虛擬串口

remove 0

刪除標(biāo)識(shí)符為 CNCA0 和 CNCB0 的那一對(duì)（0 是編號(hào)，可以從 list 查到）。

修改已有端口的參數(shù)

比如要修改 CNCA0 的端口號(hào)：

change CNCA0 PortName=COM7

清理所有虛擬串口

uninstall

?? 注意，這會(huì)把所有 com0com 的虛擬端口全刪掉。

開(kāi)發(fā)流程

創(chuàng)建一對(duì)虛擬串口：
```
install PortName=COM3 PortName=COM4
```
編寫 模擬器程序（C#），監(jiān)聽(tīng) COM3。
上位機(jī)程序/串口調(diào)試助手連 COM4，輸入指令，收到模擬器的返回

PS: 創(chuàng)建串口后在設(shè)備管理器可以看到

串口通信程序

用 C# 自帶了 System.IO.Ports 工具，可以很方便實(shí)現(xiàn)串口通信，難怪那么多人用 C# 開(kāi)發(fā)上位機(jī)

不過(guò)在 .NET Core 時(shí)代，這個(gè)庫(kù)需要通過(guò) nuget 安裝

dotnet package add System.IO.Ports

這里我寫了一個(gè)簡(jiǎn)單的串口模擬程序

using System.IO.Ports;
using System.Text;

Console.WriteLine("=== 協(xié)議模擬器 ===");

// 打開(kāi)虛擬串口 (比如 COM5)
const string portName = "COM5";
var port = new SerialPort(portName, 9600, Parity.None, 8, StopBits.One);
port.Encoding = Encoding.ASCII;
port.Open();

Console.WriteLine($"模擬設(shè)備已啟動(dòng)，監(jiān)聽(tīng) {portName}...");

port.DataReceived += (s, e) => {
    try {
        var cmd = port.ReadExisting();
        Console.WriteLine($"收到: {cmd}");

        string response;

        // 協(xié)議模擬邏輯 (這里舉例)
        if (cmd.Contains("temp", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) {
            // 模擬返回溫度
            response = "01,temp=25.6\n";
        }
        else if (cmd.Contains("hum", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) {
            // 模擬返回濕度
            response = "01,hum=60%\n";
        }
        else {
            // 默認(rèn)回應(yīng)
            response = "01,ack\n";
        }
    }
    catch (TimeoutException) {
        // 超時(shí)繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)
    }
    catch (Exception ex) {
        Console.WriteLine($"錯(cuò)誤: {ex.Message}");
    }
};

實(shí)現(xiàn)效果

使用串口調(diào)試工具發(fā)送指令，C# 寫的模擬程序這邊收到后就返回響應(yīng)了

小結(jié)

IT寒冬什么的已經(jīng)被說(shuō)了好多次了

顯而易見(jiàn)的，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間基本到頭了，這倆年火熱的AI也只是縮減了一批低端崗位而已，并不能把蛋糕做大

但換個(gè)角度看，正因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)不再是藍(lán)海，才讓我們重新注意到那些“傳統(tǒng)”卻始終不可或缺的領(lǐng)域。上位機(jī)開(kāi)發(fā)就是這樣一個(gè)方向。它不像移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)那樣卷，但在工業(yè)控制、科研實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)化測(cè)試等場(chǎng)景里卻有著穩(wěn)定而長(zhǎng)期的需求。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)室里的一臺(tái)設(shè)備，還是生產(chǎn)線上成百上千臺(tái) PLC，最終都需要一個(gè)可靠、可視化的上位機(jī)來(lái)管理和監(jiān)控。

對(duì)入門者來(lái)說(shuō)，C# 提供了友好的語(yǔ)法和強(qiáng)大的生態(tài)，足夠快速地做出第一個(gè)能跑的 Demo —— 一個(gè)串口助手、一個(gè)數(shù)據(jù)采集可視化界面，甚至是一個(gè)小型的測(cè)試管理系統(tǒng)。隨著學(xué)習(xí)深入，還可以接觸到 Modbus、CAN 總線、OPC 等更復(fù)雜的協(xié)議，逐漸走向真正的工業(yè)應(yīng)用。

未來(lái)的趨勢(shì)不會(huì)停在“傳統(tǒng)上位機(jī)”上。跨平臺(tái)框架（.NET MAUI、Avalonia）、前后端融合（C# + Web 技術(shù)），甚至 AI 輔助的數(shù)據(jù)分析，都可能成為上位機(jī)開(kāi)發(fā)的新方向。換句話說(shuō)，這條路并不狹窄，它只是需要你把眼光從“卷互聯(lián)網(wǎng)”轉(zhuǎn)向“深耕行業(yè)”。

所以，如果你正處在迷茫期，不妨先從一個(gè)簡(jiǎn)單的上位機(jī)小項(xiàng)目開(kāi)始做起。哪怕是一個(gè)串口監(jiān)控工具，都可能成為你進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的第一塊敲門磚。

posted @ 2025-08-26 10:11 程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室閱讀(1688) 評(píng)論(12) 收藏舉報(bào)

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