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前言

工业自动化和智能制造的快速发展，对设备运行状态的实时监控、数据采集与智能分析提出了更高要求。传统的人工巡检与静态监控方式已难以满足现代产线对高可靠性、低延迟响应和可视化管理的需求。一套轻量级、可扩展且易于部署的工业监控系统，成为中小型制造企业实现数字化转型的重要切入点。

本文推荐一个基于 WPF + Prism + Modbus RTU，开发的轻量级、模块化的 SCADA 平台，支持数据采集、实时可视化、设备控制与报警管理，为工业监控应用提供实用的技术参考。

项目介绍

本系统采用 MVVM 设计模式 + Prism 框架 + Entity Framework (EF) 优化数据库操作，结合 Modbus RTU 通信协议 和 SQL Server 数据库，实现对工业设备的实时监控与数据管理。

系统提供 WPF 用户界面，支持设备数据采集、状态控制、实时曲线展示、阈值报警 及历史数据存储。

项目技术

项目场景

• 连接生产线上的 PLC 或各类传感器（如温湿度、液位、压力传感器）。

• 实时监控设备运行状态（电机温度、水箱液位、产线速度、故障信号等）。

• 作为小型 人机界面（HMI），集中展示产线关键指标。

项目功能

1、系统登录

基于数据库的用户名/密码验证。

安全登录流程，防止未授权访问。

2、设备数据采集

异步轮询采集温度、湿度、亮度数据。

支持 多从站设备（可配置从站地址）。

可动态配置 串口参数：波特率、数据位、停止位、校验位。

3、数据可视化

使用 LiveCharts 或 OxyPlot 实现 实时曲线图。

设备状态颜色标识：正常（绿色）、高温（红色）、低温（蓝色）。

显示历史最高/最低温度记录。

4、设备控制

通过 Modbus 写线圈（Write Coil） 控制 5 盏 LED 灯。

支持向保持寄存器写入文本指令（如"请检修"）。

控制结果实时反馈至 UI。

5、报警管理

可配置 温度/湿度报警阈值。

超限时自动触发 视觉报警（背景变色、弹窗提示）。

报警事件自动记录至数据库。

6、数据存储

使用 EF 异步方法（如SaveChangesAsync）提升性能。

数据表结构包含：时间戳、温度、湿度、亮度。

支持 历史数据查询 与 Excel 导出。

用户信息独立存储于用户表。

安装与部署

前提条件

• .NET Framework 4.7.2 或更高

• SQL Server 2012+

• 支持 Modbus RTU 的物理设备或 Modbus 模拟器（如 Modbus Slave）

安装步骤

1、克隆或下载项目源码。

2、使用 Visual Studio 打开.sln解决方案。

3、还原 NuGet 包（含 Prism.Unity、NModbus4、EntityFramework 等）。

4、修改App.config中的 数据库连接字符串。

5、执行数据库初始化（Code First 迁移或手动建表）。

6、编译并运行项目。

配置说明

• 数据库连接：在App.config中配置<connectionStrings>。

• 串口参数：在设置页面或配置文件中指定 COM 端口、波特率等。

• 设备映射：定义从站地址 → 寄存器地址（如温度=40001，湿度=40002）。

• 报警阈值：可在 UI 或配置文件中设置高温/高湿上限。

使用说明

1、登录系统：输入有效凭据进入主界面。

2、连接设备：选择 COM 口，点击"连接"建立 Modbus 通信。

3、监控数据：查看实时曲线与设备状态面板。

4、控制设备：点击 LED 开关或发送文本指令。

5、管理报警：设置阈值，查看报警日志。

开发注意事项

异步通信：Modbus 读写必须在后台线程执行，避免阻塞 UI。

EF 异步操作：所有数据库写入使用async/await。

依赖注入：通过 Prism 的ContainerRegistry注册服务（如 IModbusService、IRepository）。

三层架构：严格分离 View / ViewModel / Model，ViewModel 不直接引用 View。

异常处理：串口断开、超时、CRC 错误需有容错机制。

项目源码

为了防止丢失，可以在评论区留言关键字「设备监控」，即可获取完整源码地址。

关键词

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