第 0 阶段：教材项目 2 任务 1 在网页中原样运行
- runtime：仿真 WinForms 子集（Form、Button、Label、TextBox、ComboBox、 GroupBox、Timer、MessageBox、界面线程消息循环、跨线程检查）、 教材设备类库（DeviceCtrlHelper、LED 控件）、运行器（常驻编译服务 + 运行模式） - server：Bun + Hono，WebSocket 会话，每次运行一个进程，消息转发 - web：Vue + Naive UI，WinForms 风格窗体渲染、MessageBox、实训台 LED 屏 - 端到端测试与 100 个程序并发的压力测试 - 教材逐任务摘要（docs/教材摘要） Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
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# 《物联网编程与应用 第2版》摘要 · 第1部分（PDF 第1–65页）
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> 页码换算：**书页 = PDF页 − 3**（PDF 4 = 书 p1）。扫描件里没有前言和二维码索引，只有目录。
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> 本部分结束于 **PDF 65 = 书 p62**，即**项目3 任务2 的【知识提炼】中间**（RadioButton“设置字体颜色”示例，表3-5 之后）。下一位读者从 PDF 66 / 书 p63 接着读（应为该示例的代码、CheckBox 知识点、能力拓展，以及书 p71 的项目3评价）。
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> 参考工程目录：`/home/xuyue/Projects/IOT/物联网编程与应用配套/物联网编程与应用/项目N/任务一|二|三`（文件夹用中文数字）。
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## 0. 目录（PDF 1–3）
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| 项目 / 任务 | 书页 | PDF页 |
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|---|---|---|
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| 项目1 C#入门基础 | 1 | 4 |
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| 任务1 C#引入 | 1 | 4 |
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| 任务2 C#面向对象特性 | 13 | 16 |
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| 项目评价 | 21 | 24 |
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| 项目2 智慧校园系统——环境监测模块 | 23 | 26 |
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| 任务1 LED显示屏的使用 | 23 | 26 |
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| 任务2 实时采集温度、湿度和光照度数据 | 36 | 39 |
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| 任务3 在LED显示屏中显示环境数据 | 42 | 45 |
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| 项目评价 | 51 | 54 |
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| 项目3 智慧校园系统——智慧路灯控制模块 | 53 | 56 |
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| 任务1 使用ZigBee技术控制路灯开关 | 53 | 56 |
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| 任务2 实现人体红外传感器和路灯联动 | 58 | 61 |
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| 项目评价 | 71 | 74 |
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| 项目4 入侵信息监测模块：任务1 采集红外对射入侵传感器数据 73；任务2 控制网络摄像机 78；任务3 控制报警灯 84；评价 89 | 73 | 76 |
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| 项目5 灾情信息监测模块：任务1 采集火焰传感器数据 91；任务2 采集烟雾传感器数据 98；任务3 实时推送灾情信息 104；评价 110 | 91 | 94 |
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| 项目6 数据存储模块：任务1 制作环境数据表 113；任务2 存储校园环境数据 119；任务3 查询校园安防数据 127；评价 131 | 113 | 116 |
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| 项目7 情景控制模块：任务1 实现智慧教室 133；任务2 实现智慧寝室 141；任务3 实现智慧会议室 148；评价 156 | 133 | 136 |
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| 项目8 智慧校园管理平台开发：任务1 制作管理平台的主界面 157；任务2 制作“校园环境”界面 159；任务3 实现“校园环境”数据采集及数据分析功能 164；任务4 实现“校园安防”功能模块 174；任务5 实现“校园安防”模块中显示历史图片的功能 181；评价 185 | 157 | 160 |
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| 参考文献 | 187 | 190（超出187页的扫描件，可能缺页） |
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（注意：扫描件只有187页，所以书页 ≥ 185 的内容可能不在 PDF 里。）
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## 项目1 C#入门基础（书 p1–22 / PDF 4–25）
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**项目概述**：C# 是微软在 C 和 C++ 基础上衍生出的面向对象语言，基于 .NET。本项目先学 Python 示例程序，再逐步引入 C#，为后面的智慧校园开发做准备。
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**学习目标**
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- 了解 C# 与 Python 的语法区别。
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- 了解 C# 的语法规范。
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- 理解属性和 this 关键字。
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- 养成良好的代码编写规范。
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- 增强职业认识，提升职业素养，树立职业信心。
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### 任务1 C#引入（书 p1–13 / PDF 4–16）
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**任务描述**：分别用 Python 和 C# 写一个登录程序，通过对比了解 C# 的命名空间、属性、this 等面向对象概念。
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**任务实施**
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*1. Python 登录应用体验*（书 p2）：控制台程序“登录”，用 `usernameLst = list()` 和 `pwdLst = list()` 保存用户。
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- `def ligon()`：用 input 读入用户名和密码，`if username in usernameLst and pwd in pwdLst` 时打印“登录成功”，否则打印“登录失败”。
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- `def addUser()`：读入新用户名并 append，读入新密码并 append，打印“添加用户成功！”。
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- `while(True)`：提示“请输入您要操作的内容(1.登录；2.新增用户，输入q退出程序)”；输入 '1' 调 `ligon()`，'2' 调 `addUser()`，'q' 执行 break。
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- 参考代码见 `项目1/任务一/python/登录.py`，内容与书一致（参考代码里少了 `q` 分支）。**模拟器如果要支持这一步，需要一个 Python 控制台（stdin/stdout）。**
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*2. C# 登录应用体验*（书 p2–7）
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1. 新建 Windows 窗体应用程序，名称“登录”。
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2. 把 Form1 改名为 Login，用工具箱搭出“登录”界面（图1-3：两个标签、两个文本框，按钮“登录 / 取消 / 增加用户”）。
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3. 在“解决方案资源管理器”里选“添加 → 类”，新建 `PublicData`：
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```csharp
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public class PublicData {
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public static string[] SysUserName = new string[4];//存储系统用户名
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public static string[] SysPwd = new string[4];//存储系统用户密码
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public static int intNum { get; set; }//当前数据存储的用户数量
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public static int intUser { get; set; }//记录当前用户索引号
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}
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```
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4. 在 Login 中加全局变量 `AddUser addfrm = new AddUser();` 和 `public bool IsLogin = false;`。
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5. 写 `btnOk_Click`：遍历 `PublicData.SysUserName`；用户名和密码都匹配且不为空时，令 `IsLogin=true`，弹 `MessageBox.Show("登录成功，欢迎进入！","登录")`，并记下 `intUser = i`。书里接着是 `if (change) { this.Hide(); change = false; }`，然后 break。都不匹配时提示“无效的密码或用户名，请重试”，并执行 `txtPassword.Focus()`。
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6. 写 `btnCancel_Click`：`IsLogin=false; this.Close();`
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7. 写 `btnAdd_Click`：`addfrm.Show();`
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8. 添加 Windows 窗体 `addfrm`（图1-6“增加用户”界面）。
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9. 写 addfrm 的 `btnOk_Click`：当 `intNum<4` 且 `txtPass1.Text.Equals(txtPass2.Text) && txtPass2.Text != ""` 时，把 `txtNewUser1.Text` 和 `txtPass1.Text` 存进数组，`intNum++`，再 `this.Close()`。否则提示“用户名或密码错误，请重新输入”。数组满了提示“用户名已满不能增加”（标题都是“新增用户”）。
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10. 写 addfrm 的 `btnCancel_Click`：`this.Close();`
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**表1-1 “登录”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| Login | 窗体 | Text | 登录 | |
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| LblUsername | 标签 | Text | 用户名称 | |
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| LblPwd | 标签 | Text | 密码 | |
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| txtUserName | 文本框 | | | 输入用户名 |
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| txtPwd | 文本框 | PasswordChar | * | 输入密码 |
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| BtnOk | 按钮 | Text | 登录 | |
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| BtnCancel | 按钮 | Text | 取消 | |
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| BtnAdd | 按钮 | Text | 增加用户 | |
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**表1-2 “增加用户”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| addfrm | 窗体 | Text | 增加用户 | |
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| LblUsername | 标签 | Text | 用户名 | |
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| LblPwd | 标签 | Text | 密码 | |
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| LblCheckPwd | 标签 | Text | 确认密码 | |
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| txtUserName | 文本框 | | | 输入用户名 |
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| txtPwd | 文本框 | PasswordChar | * | 输入密码 |
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| txtCheckPwd | 文本框 | PasswordChar | * | 确认密码 |
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| BtnOk | 按钮 | Text | 确定 | |
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| BtnCancel | 按钮 | Text | 取消 | |
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**小贴士**（关于 VS IDE，模拟器需要有对应的界面）
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- “工具箱”面板在 VS 左侧，按栏目列出控件。双击控件就能加到窗体上，也可以拖上去。
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- “属性”面板在 VS 右下方，用来设置控件属性，也用来管理控件事件。
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**知识提炼**（书 p7–12）
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1. **类**：类是创建对象的模板。用 `类修饰符 class 类名 { }` 声明，例如 `public class People { string name; int age; }`。静态类只能通过类名访问。继承写成 `class classChild : newClassName`。小贴士：继承时子类和基类之间必须用冒号。
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2. **对象**：用 `new 类名()` 创建。示例 `Student` 类有字段 name、无参构造函数（name="unknown"）、带参构造函数和 `SetName` 方法；最后用 `MessageBox.Show(student1.name + " " + student2.name)` 输出。
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3. **命名空间**：用 `using 命名空间名称;` 引入。示例 `namespace TestN { class A { PrintMsg() → MessageBox.Show("物联网编程与应用") } }`，在 Form1_Load 中 `new A().PrintMsg()`。
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4. **注释**：单行用 `//`，多行用 `/* */`。示例是控制台程序，用到 `Console.WriteLine` 和 `Console.ReadLine`。
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5. **属性**：用 get/set 控制对私有字段的读写，至少要有其中一个。示例 Student 类：`School` 只读（默认值 "浙江**职业中学"），`Name` 只写，`Age` 可读写；`Display()` 用 Console.WriteLine 输出；Main 中用 `Console.Write("学校："+stu1.School)`。
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6. **this 关键字**：this 代表当前实例，静态方法中不能用。示例 `this.Age = age; this.Name = name;`。
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**能力拓展**
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*边想边做*（书 p12–13）：制作登录界面，登录成功后跳转，用属性读写，并在界面上显示当前登录的用户名。
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提示：根据前面学的知识补全下面的代码，再输入完整代码并调试。
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```csharp
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public class Student
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{
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private string name="admin";//设置默认用户
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private string pwd ="admin";//设置默认密码
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// 声明Name属性，可进行读写
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public string Name
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{
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set
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{
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name = value;
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}
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____ //设置get属性
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{
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____ //返回name值
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}
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}
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____ // 声明pwd属性，可进行读写
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{
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____ //设置set属性
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{
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____ //赋值pwd值
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}
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get
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{
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return pwd;
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}
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}
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}
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private void BtnLogin_Click(object sender, EventArgs e)
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{
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if (txtUsername.Text != "" &&txtPwd.Text != "")//判断输入内容是否为空
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{
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if (txtUsername.Text == stu.Name&&txtPwd.Text == stu.Pwd)
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{
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____ //实例化main窗体
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____ //将当前对象的stu对象赋值给main窗体对象的stu
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____ //使用Show方法显示main窗体
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____ //使用Hide方法将当前窗体对象隐藏
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}
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else
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{
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MessageBox.Show("登录失败，用户名或密码错误！", "登录");
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}
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}
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else
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{
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MessageBox.Show("用户名或密码为空！", "登录");
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}
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}
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```
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（参考答案大致为：`get` / `return name;` / `public string Pwd` / `set` / `pwd = value;` / `Main main = new Main();` / `main.stu = stu;` / `main.Show();` / `this.Hide();`。这里隐含要求：Login 窗体有字段 `Student stu = new Student();`，另有一个 `Main` 窗体，它有 public 字段 `stu`，并在界面上显示 `stu.Name`。书里没有给 Main 窗体的界面图或控件表。）
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*自主探究*（书 p13）：把模块改成多用户登录系统，系统里有 10 个用户，要求：
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1. 10 个用户能分别登录和退出。
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2. 用对象存储用户数据，并用属性控制字段的读写。
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### 任务2 C#面向对象特性（书 p13–21 / PDF 16–24）
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**任务描述**：面向对象有封装、继承、多态三个特性。完成本任务后，学生能初步理解 C# 的装箱与拆箱、多态性，以及 List、Dictionary 的用法。
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**任务实施**
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1. 新建 Windows 窗体应用程序“C#基础”（存放在 项目1\任务2）。
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2. 按图1-7 搭界面：groupBox1“简易计算器”里放 txtNum1、运算符下拉框、txtNum2、“=”按钮、结果框；groupBox2“类的多态性”里放一个多行文本框和“显示”按钮。
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3. 写 `public Object Result(Object a, Object b, String type)`：先拆箱成 float，再 switch 处理 + - * /，default 返回 0，最后 `return (Object)result;`（装箱）。
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4. “=”按钮 `btnCalculate_Click`：两个文本框都不为空时，`float.Parse` 两个数，`float res = (float)Result(a, b, cmboxType.Text)`，再令 `txtResult.Text = res.ToString()`。
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5. 新建 `People` 类：`public virtual void Speak(TextBox Txtbox, string name) { Txtbox.Text += name; }`
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6. 新建 `Chinese : People`，override 后执行 `base.Speak(Txtbox, name+"说的是汉语！\r\n")`。
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7. 新建 `American : People`，override 后执行 `base.Speak(Txtbox, name+"说的是英语！\r\n")`。
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8. 写“显示”按钮 `btnDisplay_Click`（书上第8步误写成“双击‘=’按钮”）：先建 `Dictionary<int,string>`，内容为 {1:"张三", 2:"李四", 3:"Mary", 4:"Jimmy"}；再建 `List<People>`，放 2 个 Chinese 和 2 个 American；最后遍历执行 `peoplelist[i].Speak(this.txtDispaly, dicName[i+1])`。
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9. 运行：例如输入 1、+、2 后得 3；点“显示”后文本框输出“张三说的是汉语！/李四说的是汉语！/Mary说的是英语！/Jimmy说的是英语！”（图1-8）。
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**表1-3 “C#入门基础”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | C#入门基础 | |
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| groupBox1 | 组合框 | Text | 简易计算器 | |
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| txtNum1 | 文本框 | | | 输入数字1 |
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| txtNum2 | 文本框 | | | 输入数字2 |
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| cmboxType | 下拉列表框 | | | 选择运算符 |
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| btnCalculate | 按钮 | Text | = | 计算结果 |
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| txtResult | 文本框 | ReadOnly | True | 显示计算结果 |
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| groupBox2 | 组合框 | Text | 类的多态性 | |
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| txtDispaly | 文本框 | | | |
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| btnDisplay | 按钮 | Text | 显示 | |
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（书中没写，但模板必须有：`cmboxType.Items` = "+","-","*","/"，`txtDispaly.Multiline = true`。参考工程里就是这样设置的。）
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**知识提炼**（书 p16–20，示例大多是**控制台程序**，用 Console.WriteLine / Console.Read）
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1. **装箱和拆箱**：装箱把值类型转成引用类型（`Object obj = str;`），拆箱把引用类型转回值类型（`string s = (string)obj;`）。示例里用 `Console.WriteLine("...{0}...{1}", str, obj)` 做格式化输出。
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||||
2. **多态**：
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- 重载（overload）：示例 `ClaArea.Area(double r)` 返回 `Math.PI*r*r`，`Area(double x, double y)` 返回 `x*y`。`Area(4)` 输出 50.26482，`Area(3,4)` 输出 12。
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||||
- 虚方法（virtual）与重写（override）：`MyVirtualFun.Fun()` 输出“我是父类虚方法”，`OverrideFunction : MyVirtualFun` 重写后输出“我是子类方法”。
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3. **List\<T\>**：表1-4 常见属性有 Count 和 Capacity（Capacity ≥ Count）。表1-5 常见方法有 Add、AddRange、Clear、Contains、CopyTo(T)、Find、IndexOf(T)、Insert、InsertRange、LastIndexOf(T)、Remove、Reverse()、Sort()、TrimExcess。示例依次调用：Add("A")、AddRange({"B","C","D"})、Capacity、Count、Contains("D")、Insert(2,"E")、CopyTo(array[10])、Remove("B")、Sort()、TrimExcess()、Clear()。
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||||
4. **Dictionary 类**：按键查找值，键必须唯一。格式 `Dictionary<key,value> DemoDic = new Dictionary<key,value>();`。示例用到 Add、按索引器取值 `Dic[2]`、ContainsKey(3)、Remove(2)、ContainsValue("张三")。
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**能力拓展**
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*边想边做*（书 p20–21）：“任务实施”中已经用过虚方法和 List。这里要定义形状父类，并用圆类实现其虚方法。按图1-9 创建界面：窗体标题“面积计算”；标签“请输入圆的半径：”加文本框 txtCircleR 和“添加”按钮；“显示面积”按钮；下方一个大的多行文本框 txtArea。按下面的提示实现功能。
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1) 定义一个 Shape 类：
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```csharp
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||||
class Shape
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||||
{
|
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____ //定义虚方法Area，无返回值，参数为TextBox类型
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||||
{
|
||||
}
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||||
}
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||||
```
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||||
2) 定义一个 Circle 类，继承 Shape：
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```csharp
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||||
class Circle: Shape
|
||||
{
|
||||
double area;
|
||||
public Circle(double R)
|
||||
{
|
||||
____ //实现构造函数，将R变量赋值给当前变量r
|
||||
}
|
||||
____ //重写父类Area方法
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||||
{
|
||||
area= Math.PI____; //实现面积计算
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||||
txtArea.Text =txtArea.Text+ area.ToString()+"\r\n";
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||||
}
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||||
}
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||||
```
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3) 在“添加”按钮的 Click 事件里按提示补全代码：
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```csharp
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||||
private void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
Shape CirTemp;
|
||||
if (txtCircleR.Text != "")
|
||||
{
|
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____; //实例化Circle类
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____; //将Shape对象加入list列表
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||||
txtCircleR.Text = "";
|
||||
}
|
||||
else
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||||
{
|
||||
MessageBox.Show("输入半径大小");
|
||||
}
|
||||
}
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```
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（书中代码有缺陷：Circle 没有声明字段 `r`，需要补 `double r;`。Area 方法的参数名应为 `txtArea`。“显示面积”按钮的代码书里没给，应为遍历 list 并调用 `Area(txtArea)`。窗体还需要字段 `List<Shape> list = new List<Shape>();`。）
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*自主探究*（书 p21）：定义形状类，在其中封装 X 和 Y 两个变量，并定义一个虚方法；再定义一个继承形状类的矩形类，实现该虚方法，输出 X×Y 的值。用 List 存 5 个矩形对象，循环输出矩形面积。
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### 项目1 项目评价（书 p21–22 / PDF 24–25）
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**1. 项目评价指标**（表中没有分值）
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| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
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|---|---|---|
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| 任务1 | 类与对象的概念 | 学会创建自定义类、实例化对象，理解类与对象 |
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| 任务1 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
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| 任务1 | 单击事件 | 按钮单击事件的正确使用 |
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| 任务1 | 属性、this | 理解属性、this关键字 |
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| 任务2 | 拆箱与装箱 | 能正确使用拆箱与装箱 |
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| 任务2 | 多态性 | 重载、虚函数、重写的正确使用 |
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| 任务2 | List | 了解List的使用 |
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| 任务2 | Dictionary | 了解Dictionary的使用 |
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| 职业素养 | 代码书写规范 | 应该遵从结构化的要求，采用缩进的格式 |
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| 职业素养 | 注释书写规范 | 做到清晰、准确地描述内容。对于程序中复杂的部分必须有注释加以说明。注释量要适中，避免过多或过少导致阅读困难 |
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| 职业素养 | 变量命名规范 | 选择有意义的英文进行命名，使变量名能清楚地表达其含义。尽量少使用人名、地名和汉语拼音。应使用那些约定俗成的缩写。多个单词组成的变量名，每个单词的首字母应该大写 |
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**2. 个人学习总结**：只有两块空白，“项目学习情况：”和“心得与反思：”，供学生填写。
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### 项目1：书与参考工程的差异，以及模拟器要注意的点
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- **任务1 控件命名不一致**。参考工程 `项目1/任务一/C#/frmlogin`：
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- 密码框叫 `txtPassword`（表1-1 写 txtPwd，但书上代码用的是 txtPassword）。
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- 标签是 `label1/label2`，Text 为“用户名称(&U)”和“密码(&P)”（带助记符 &）。
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- btnOk 的 Text 是“确定”（书上是“登录”）。
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- Login 的 Load 事件 `frmExam5_8_Load` 预置了用户 `admin/admin`，书中没有这一步。没有它，第一次运行时没有可登录的用户。
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- “增加用户”窗体类名是 `AddUser`（Name 为 "frmExam_5_82"），书上叫 addfrm。文本框是 `txtNewUser1/txtPass1/txtPass2`，与表1-2 的 txtUserName/txtPwd/txtCheckPwd 不一致，但和书上代码一致。**模板应以代码中用到的名字为准。**
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- **书中 `btnOk_Click` 用了未声明的变量 `change`**，属于书的错误。参考工程没有这个变量，另有一个 `btnChange_Click`，它先 `btnOk.PerformClick()`，登录成功再 `this.Hide()`。但设计器里没有 btnChange 按钮，这段是死代码。
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||||
- 任务1 需要**多窗体**支持：`new AddUser()`、`Show()`、`Hide()`、`Close()`；拓展练习还要跨窗体传对象（main.stu）。也要支持 `static` 类成员和自动属性。
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- 任务2 参考工程中按钮叫 `BtnCalculate`（B 大写），handler 是 `BtnCalculate_Click`；书上是 btnCalculate。窗体 Text 为“c#入门基础”。
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- 知识提炼的示例全是**控制台程序**（Console.WriteLine/Write/ReadLine/Read 和 `{0}` 格式化）。平台如果想让学生运行这些示例，需要一个控制台输出面板。
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- 任务1 第一部分是 **Python** 控制台程序。
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- 书中把运算符 "-" 排成了 "–"（en dash），抄写时要改回 ASCII 减号。
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## 项目2 智慧校园系统——环境监测模块（书 p23–52 / PDF 26–55）
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**项目概述**：LED 显示屏是校园的信息发布平台。本项目用温湿度传感器和光敏电阻传感器采集数据，并显示在校园 LED 显示屏上。
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**学习目标**
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- 掌握串口通信的基本概念和工作原理。
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- 了解 LED 显示屏的工作原理及数据推送方法。
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- 掌握传感器的工作原理及数据采集方法。
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- 熟悉温湿度传感器、光敏电阻传感器的工作原理。
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- 理解模拟量采集器 ADAM4017 的功能及使用方法。
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- 遵循代码编写规范，养成正确的变量命名与注释习惯，培养思维逻辑能力。
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- 增强职业认识，提升职业素养，树立职业信心。
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### 任务1 LED显示屏的使用（书 p23–36 / PDF 26–39）
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**任务描述**：模拟智慧校园信息发布系统，用 C# 写程序通过串口把信息发送到 LED 显示屏。学生要学会向 LED 显示屏发送信息、使用 groupBox 控件，并了解 C# 的错误处理方法。
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**任务实施**
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1. 把 LED 显示屏通过串口接到 PC（没有硬件的读者跳过）。
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2. 新建 Windows 窗体应用程序“LED显示屏”（项目2\任务1）。
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3. 从配套资源中把 `DeviceCtrlLibrary.dll` 和 “API” 目录下的全部 dll 复制到 `bin\Debug`。API 目录有 ComLibrary.dll、ICS.Acquisition.dll、ICS.Common.dll、ICS.Models.dll、IPCameraDll.dll、LEDLibrary.dll、MyCamer.dll。
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4. 添加引用 `DeviceCtrlLibrary.dll`。**没有硬件的读者添加仿真动态库文件，不用添加 API 文件夹里的 dll。**
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5. 把自定义控件加入工具箱：右击工具箱“常规”，选“选择项”，点“浏览”，加载 `WinFormsDeviceControlLibrary.dll`。加载后“常规”下出现 4 个控件：**Alarm、Lamp、LED、ShowMsg**（图2-5）。
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6. 按图2-6 搭界面：上方是大块 LED 控件；下方 groupBox“LED控制”中有“串口”下拉框、“打开”按钮、“推送LED信息”文本框和“推送”按钮。
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7. 添加 using：`System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`，以及 `WinFormsDeviceControlLibrary`（注释写“引用外部窗体类所在的命名空间”）。
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8. `btn_Open_Click`：`DeviceCtrlHelper.ledHelper.OpenLedCom(com_Port.Text);`
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9. `btn_Send_Click`：`string res = DeviceCtrlHelper.ledHelper.SendLedString(txt_SendText.Text);` 如果 `res.IndexOf("Error") >= 0`，执行 `MessageBox.Show(res)`，否则执行 `led.setLedText(res)`。
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10. `com_Port_Click`：先 `com_Port.Items.Clear()`，再 `foreach (string item in SerialPort.GetPortNames()) com_Port.Items.Add(item);`
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11. 运行：选串口（图中是 COM2），输入“欢迎学习物联网”，先点“打开”再点“推送”。仿真环境下 LED 控件会大字显示这段文字（图2-7）。
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**表2-1 “LED显示屏”窗体中控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | LED显示屏 | |
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| LED | 自定义控件 | | | 显示LED推送的信息 |
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| groupBox1 | 组合框 | Text | LED控制 | 将功能控件放在同一个框里 |
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| Label1 | 标签 | Text | 串口 | |
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| Label2 | 标签 | Text | 推送LED信息 | |
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| btn_Open | 按钮 | Text | 打开 | 打开（关闭）串口 |
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| btn_Send | 按钮 | Text | 推送 | 向LED显示屏发送信息 |
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| com_Port | 下拉列表框 | | | 显示串口号 |
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| txt_SendText | 文本框 | | | 输入要发送的信息 |
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**小贴士（仿真相关）**
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- 书 p27 原文：“本项目使用的是硬件测试功能，若要使用仿真功能，请将资源文件下的 DeviceCtrlLibrary.dll 文件复制到 D:\物联网编程与应用\项目2\任务1\LED显示屏\LED显示屏\bin\Debug 文件夹下。”也就是说，**仿真版和硬件版用的是同名的 DeviceCtrlLibrary.dll，API 完全相同**，只是换一个 dll。
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- 结果判断约定：SendLedString 失败时返回带 "Error" 的字符串，代码用 `IndexOf("Error")` 判断。
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**知识提炼**（书 p28–34）
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1. **串口通信及串口波特率**：串口即 Serial Port / COM 接口，按位顺序传输。接口标准有 RS-232C、RS-422、RS-423、RS-485，涉及 DTE 和 DCE。波特率例子：9600bit/s 约等于每秒 1200 字节。两端波特率必须一致，否则会出现乱码。
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2. **SerialPort 类**：
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- 表2-2 常见属性：BaseStream、BaudRate、BytesToRead、BytesToWrite、CDHolding、CtsHolding、DataBits、Encoding、ParityReplace、ReadBufferSize、ReadTimeout、ReceivedBytesThreshold、StopBits、WriteBufferSize、WriteTimeout、PortName。
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- 表2-3 常见方法：Close、Open、Read、ReadByte、ReadChar、ReadLine、ReadTo、Write、WriteLine。
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- 发送示例：`new SerialPort()`，PortName="COM1"，BaudRate=9600，Open，用 `Encoding.Unicode.GetBytes("ABC")` 转字节再转 Base64，WriteLine 后 Close。接收示例：ReadLine 后 `Convert.FromBase64String`，再 `Encoding.Unicode.GetString`，最后 MessageBox 显示。
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3. **C# 基本数据类型**（表2-4）：decimal、bool、char、byte、sbyte、short、int、long、ushort、uint、ulong、float、double、string，表中列出了各类型的位数和范围。
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4. **变量**：区分大小写；以字母开头；只能由字母、数字、下划线和 @ 组成；不能与关键字或库函数同名（书中举 `char use;` 不合法、`char @use;` 合法，其实 use 不是 C# 关键字，这是书的错误）。作用域分字段、局部变量、循环变量。示例：全局 `int i=5`，`BtnShow_Click` 中弹出全局 i，再调 `showi()` 弹出局部 `i=1`。
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5. **运算符**：
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- 表2-5 算术：+ - * / % ++ --。示例 a=8, b=3：a*b=24，a/b=2，a%b=2。
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- 表2-6 比较：== != > < >= <=。
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- 表2-7 逻辑：&& || !。
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- 表2-8 赋值：= += -= *= /= %=。
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6. **错误处理 try-catch**：除以 0 时程序会弹出“未经处理的异常…尝试除以零”的对话框（图2-8），加 try-catch 后改为 `MessageBox.Show("程序出现不可预知的错误："+ex.Message)`。（书中误写为 `Catch(EventArgs ex)`，应为 `catch (Exception ex)`。）
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7. **动态链接库文件**：DeviceCtrlLibrary.dll 和 WinFormsDeviceControlLibrary.dll 是编者提供的 dll，功能见“设备控制类库使用说明.doc”，使用前必须先加载、引用。
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**能力拓展**
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*边想边做*（书 p34–36）：做一个在 LED 上显示计算结果的小应用。参考界面图2-9，窗体标题“LED显示计算结果”：
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- 上方是 LED 控件。
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- 中部 groupBox“简单计算器”：`[textBox1] + [textBox2] = [textBox3]` 和“计 算”按钮。
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- 下部 groupBox“打开串口”：“串口”下拉框和“打开串口”按钮。
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提示1：补全代码后，双击“计算”按钮，把代码输入代码编写窗口。
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```csharp
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||||
private void btn_Calculation_Click(object sender, EventArgs e)
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||||
{
|
||||
int add_1 = 0; //定义变量
|
||||
int ____; //定义变量
|
||||
int ____; //定义变量
|
||||
int ____; //定义变量
|
||||
string right = DeviceCtrlHelper.ledHelper.SendLedString("你答对了！");
|
||||
string erro = DeviceCtrlHelper.ledHelper.SendLedString("你答错了！");
|
||||
if (IsOpen)
|
||||
{
|
||||
if (textBox1.Text != "" && textBox2.Text != "" && textBox2.Text != "")
|
||||
{
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
//将textBox1中的文本转换成数值
|
||||
add_1 = int.Parse(textBox1.Text);
|
||||
add_2 = ____;
|
||||
add_3 = ____;
|
||||
counter = ____;//求和
|
||||
if (counter == add_3)
|
||||
{
|
||||
if (right.IndexOf("Error") >= 0)
|
||||
{
|
||||
MessageBox.Show(right); //出错提示
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
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||||
led.setLedText(right); //LED显示屏输出信息
|
||||
MessageBox.Show("你答对了！");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
if (erro.IndexOf("Error") >= 0)
|
||||
{
|
||||
____; //出错提示
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
____; //LED显示屏输出信息
|
||||
MessageBox.Show("你答错了！");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
catch (Exception)
|
||||
{
|
||||
//输入格式出错提醒
|
||||
MessageBox.Show("请正确的格式。", "提醒");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
//没有输入提醒
|
||||
MessageBox.Show("请你输入！，", "提醒");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
//没有设置串口提醒
|
||||
MessageBox.Show("请设置好串口", "警告");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
（几点说明：第三个判断原文就是重复的 `textBox2.Text != ""`，应为 textBox3；变量名 add_2、add_3、counter 由后文推出；`IsOpen` 需要“打开串口”按钮来设置，书中没给这段代码；right/erro 在判断 IsOpen **之前**就调用了 SendLedString，串口未打开时仿真库可能返回 Error，也可能抛异常，模拟器需要定义这种行为。）
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提示2：btn_Calculation 单击事件流程图（图2-10）的文字描述：
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- 开始，初始化变量，判断 IsOpen 是否为 true。
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||||
- 否：提示信息“串口参数没有设置好”，结束。
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- 是：判断三个文本框是否都不为空。
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||||
- 否：提示信息“请你输入信息”，结束。
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||||
- 是：把三个文本框的文本转成数值，求和，再判断求和结果与输入的数据是否相等。
|
||||
- 正确：判断串口通信是否正常。否则提示“串口出错信息”；正常则向 LED 屏输出正确信息，并弹出程序提示“你答对了”。
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||||
- 不正确：判断串口通信是否正常。否则提示“串口出错信息”；正常则向 LED 屏输出答错信息，并弹出程序提示“你答错了”。
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- 所有分支都到“结束”。
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*自主探究*（书 p36）：给该模块增加乘法和除法计算功能。
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### 任务2 实时采集温度、湿度和光照度数据（书 p36–42 / PDF 39–45）
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**任务描述**：用 C# 写程序，把传感器采集的数据显示在计算机上。学生要学会使用 Label 标签和 Button 按钮。（有“扫码看视频”。）
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**任务实施**
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1. 把模拟量采集器 ADAM4017 接到 PC 串口（没有的跳过）。
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2. 新建 Windows 窗体应用程序“模拟量采集”（项目2\任务2）。
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||||
3. 把 DeviceCtrlLibrary.dll 和 API 目录下的全部 dll 复制到 bin\Debug。
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4. 添加引用 DeviceCtrlLibrary.dll（没有硬件的读者添加仿真 dll，不加 API）。
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||||
5. 按图2-11 搭界面：左边 groupBox“数据显示”里有光照度、温度、湿度三组“标签+文本框”，右侧一个竖长的“获取”按钮；下方 groupBox“配置”里有“串口”下拉框和“开启”按钮。
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6. 添加 using：`System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`、`DeviceCtrlLibrary.Model`。
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||||
7. 定义全局变量 `bool IsOpen=false;` 和 `ADAM4017ResModel ResModel;`。
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8. `frm_analog_Load`（窗体 Load 事件）：清空 com_port，把 `SerialPort.GetPortNames()` 的结果全部加进去。
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||||
9. `btn_Open_Click`：如果 `!IsOpen`，执行 `DeviceCtrlHelper.adam4017Helper.Open(com_port.Text)`，按钮文字改为“关闭”，`IsOpen=true`；否则执行 `adam4017Helper.Close()`，按钮文字改为“开启”，`IsOpen=false`。
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||||
10. `btn_get_Click`：`ResModel = DeviceCtrlHelper.adam4017Helper.SetData();`，然后令 `txt_light.Text = ResModel.lightValue`、`txt_humidity.Text = ResModel.humidityValue`、`txt_temperature.Text = ResModel.temperatureValue`。
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**小贴士**：ADAM4017 是研华科技的 16 位、8 通道模拟量输入模块，可以采集电压、电流等模拟量输入信号。
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**表2-9 “模拟量采集”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| frm_analog | 窗体 | Text | 模拟量采集 | |
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| grp_show | 组合框 | Text | 数据显示 | |
|
||||
| grp_config | 组合框 | Text | 配置 | |
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||||
| txt_light | 文本框 | | | 输入/显示光照度值 |
|
||||
| txt_temperature | 文本框 | | | 输入/显示温度值 |
|
||||
| txt_humidity | 文本框 | | | 输入/显示湿度值 |
|
||||
| btn_get | 按钮 | Text | 获取 | 控制数据获取 |
|
||||
| btn_Open | 按钮 | Text | 开启 | 打开串口 |
|
||||
| com_port | 下拉列表框 | | | 显示串口 |
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||||
| lbl_light | 标签 | Text | 光照度 | |
|
||||
| lbl_temperature | 标签 | Text | 温度 | |
|
||||
| lbl_humidity | 标签 | Text | 湿度 | |
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**知识提炼**（书 p39–41）
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1. **Label 标签**：显示用户不能编辑的文本或图像，不能获得焦点。表2-10 常见属性有 Name、Text、Enabled、AutoSize、BackColor（可设为 Color.Transparent）、BorderStyle（None / FixedSingle / Fixed3D）、Visible、ForeColor、Font、Image、TextAlign（仅在 AutoSize=false 时有效）。
|
||||
2. **Button 按钮**：
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||||
- 表2-11 常见属性：Name、Text、Image、FlatStyle、DialogResult（OK、Cancel、Abort、Retry、Ignore、Yes、No）、Enabled、Visible、Font、BackColor、Image。
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- 表2-12 常见事件（书中表头误写为“方法”）：Click、MouseDown、MouseUp。
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||||
- 窗体的 **AcceptButton**（按 Enter 相当于点击该按钮）和 **CancelButton**（按 Esc 相当于点击该按钮）。
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||||
- 示例“Label显示示例”（项目2\任务2）见表2-13：Form1 的 Text 为“Label显示”；btnDisplay 是按钮，Text 为“显示”；label1 是标签。代码 `btnDisplay_Click` 中执行 `this.label1.Text = "显示内容";`，运行后 label1 显示“显示内容”（图2-12、2-13）。
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||||
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||||
**表2-13 “Label显示”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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||||
| Form1 | 窗体 | Text | Label显示 | |
|
||||
| btnDisplay | 按钮 | Text | 显示 | |
|
||||
| label1 | 标签 | | | |
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|
||||
**能力拓展**
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*边想边做*（书 p41–42）
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1) 用标签和文本框实现图片的显示与隐藏（图2-14）。点“显示”按钮显示图片，点“隐藏”按钮隐藏图片，图片素材在资源文件“项目2\图片\”中。界面：窗体标题“练习”，大图区域（企鹅图片），下方“显示”和“隐藏”两个按钮。实现上可用 Label.Image 加 Visible，或用 PictureBox。**配套资源里没有“项目2\图片”文件夹，平台需要自备一张图片。**
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||||
2) 任务实施中已经能获取光照度、温度和湿度。要让模块实时获取这些环境值，可以用时间控件。按下面的提示实现：
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- 提示1：按表2-14 设置时间控件的关键属性（值由学生填）。
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| 属性 | 值 |
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|---|---|
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| 名称 | timer1 |
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| Interval | ? |
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| Enabled | ? |
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小贴士：Interval 表示多长时间执行一次 timer1_Tick 事件，单位是 ms，这里设多少比较合理？
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- 提示2：补全下面的代码。
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```csharp
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||||
private void btn_get_Click(object sender,EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
if(btn_get.Text=="获取")
|
||||
{
|
||||
timer1.Start(); //启动时间控件
|
||||
btn_get.Text="____";
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
timer1.____;
|
||||
btn_get.Text="____";
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
- 提示3：参考“任务实施”中的代码，为 timer1 编写代码（即在 timer1_Tick 中调用 SetData 并刷新 3 个文本框）。
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||||
*自主探究*（书 p42）：为模块增加以下功能：
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||||
1. 实时采集大气压的数值。
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2. 每 2s 更新显示一次温度值、湿度值、光照度值和大气压值。
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||||
（仿真库的 `ADAM4017ResModel` 确实有 `airPressureValue`，还有 airQualityValue、CO2Value、windValue。`adam4017Helper.Open` 的签名为 `Open(string PortName, int Temperature_Port=0, int Humidity_Port=1, int Light_Port=2, int AirPressure_Port=3, int AirQuality_Port=4, int CO2_Port=5, int Wind_Port=6)`。所以这个练习在模拟器里可以做，模拟器应提供大气压数据。）
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### 任务3 在LED显示屏中显示环境数据（书 p42–51 / PDF 45–54）
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**任务描述**：结合 LED 显示屏推送，把温湿度传感器和光敏传感器的数据推送到 LED 屏显示。学生要学会使用 comboBox 和 TextBox。（有“扫码看视频”。）
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**任务实施**
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||||
1. 把 ADAM4017 和 LED 显示屏接到串口服务器，再把串口服务器接到 PC。
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||||
2. 新建项目“LED推送模拟量”（项目2\任务3）。
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||||
3. 把自定义控件 WinFormsDeviceControlLibrary.dll 加入工具箱。
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||||
4. 复制 DeviceCtrlLibrary.dll 和 API 下的 dll 到 bin\Debug（没有硬件的读者用仿真 dll，不加 API）。
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||||
5. 添加引用 DeviceCtrlLibrary.dll。
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||||
6. 按图2-15 搭界面：顶部是黑色 LED 控件；左边 groupBox“数据显示”里有光照度、温度、湿度三个文本框和竖长的“获取”按钮；右边 groupBox“配置”里有“模拟量串口”下拉框、“LED串口”下拉框和“开启”按钮。
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||||
7. 添加 using：System.IO.Ports、DeviceCtrlLibrary、DeviceCtrlLibrary.Model。
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||||
8. 定义全局变量：`bool IsOpen=false;`、`ADAM4017ResModel ResModel;`、`String LED_MSG="";`。
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||||
9. `frm_LED_Load`：清空 com_adamPort 和 com_ledPort，用 foreach 把 GetPortNames 的结果同时加入两个下拉框。
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||||
10. `btn_Open_Click`：如果 `!IsOpen`，执行 `adam4017Helper.Open(com_adamPort.Text)` 和 `ledHelper.OpenLedCom(com_ledPort.Text)`，`btn_open.Text="关闭"`，`IsOpen=true`；否则执行 `adam4017Helper.Close()` 和 **`DeviceCtrlHelper.ledHelper.Close()`**，`btn_open.Text="开启"`，`IsOpen=false`。
|
||||
11. `btn_get_Click`：先 `LED_MSG=""`，SetData 后填好 3 个文本框，再拼接
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||||
`LED_MSG += ("当前环境信息"+" "+"光照度:"+ResModel.lightValue+"lx温度:"+ResModel.temperatureValue+"℃湿度:"+ResModel.humidityValue+"%");`
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||||
然后 `String Res = DeviceCtrlHelper.ledHelper.SendLedString(LED_MSG);`，`if(!(Res.IndexOf("Error")>=0)) led.setLedText(Res);`
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||||
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||||
**表2-15 “LED推送模拟量”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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||||
|---|---|---|---|---|
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| frm_LED | 窗体 | Text | LED推送模拟量 | |
|
||||
| grp_show | 组合框 | Text | 数据显示 | |
|
||||
| grp_config | 组合框 | Text | 配置 | |
|
||||
| txt_light | 文本框 | | | 输入/显示光照度值 |
|
||||
| txt_temperature | 文本框 | | | 输入/显示温度值 |
|
||||
| txt_humidity | 文本框 | | | 输入/显示湿度值 |
|
||||
| btn_get | 按钮 | Text | 获取 | 控制数据的获取 |
|
||||
| btn_Open | 按钮 | Text | 开启 | 打开串口 |
|
||||
| com_adamPort | 下拉列表框 | | | 显示串口 |
|
||||
| com_ledPort | 下拉列表框 | | | 显示串口 |
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||||
|
||||
（表中没有列 LED 控件，按代码它应叫 `led`；界面上也有光照度、温度、湿度和“模拟量串口”“LED串口”这些标签，表中同样没列。）
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||||
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||||
**知识提炼**（书 p45–49）
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1. **comboBox 下拉列表框**：点下三角或按 F4 展开，展开或折叠时触发 DropDownOpened / DropDownClosed。可以用 Items 静态添加，也可以用 `Items.Add` 动态添加，用 `Items.Clear` 清空。Text 属性是当前选中的内容，DropDownStyle 控制样式。
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||||
- 示例“下拉设置字体样式”（项目2\任务3），图2-16 窗体“字体样式”：标签“字体样式”加下拉框，下方 label2 显示“字体[宋体]”。
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- `Form1_Load`：`String[] type = {"宋体","黑体","楷体"}`，foreach 后执行 `this.comboBox1.Items.Add(items)`，再 `SelectedIndex = 0`。
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||||
- `comboBox1_SelectedIndexChanged`（书上写“找到 Click 事件”，实际是 SelectedIndexChanged）：switch 0/1/2 时执行 `this.label2.Font = new Font(comboBox1.Items[i].ToString(), 12); this.label2.Text = "字体["+ comboBox1.Items[i].ToString()+"]";`
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||||
- 运行效果见图2-17，例如“字体[黑体]”。
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**表2-16 各控件相关属性及命名**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 |
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|---|---|---|---|
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||||
| Form1 | 窗体 | Text | 字体样式 |
|
||||
| label1 | 标签 | Text | 字体样式 |
|
||||
| label2 | 标签 | Text | 字体[字体名] |
|
||||
| comboBox1 | 下拉列表框 | Items | “宋体”“黑体”“楷体” |
|
||||
|
||||
（表里已经静态设了 Items，Form1_Load 又动态加了一遍，会出现重复项，属于书的错误。模拟器要能渲染 宋体、黑体、楷体 字体，即 `new Font(name, size)`。）
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||||
2. **TextBox 文本框**：
|
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- 表2-17 常见属性：Text（默认最多 2048 字符，MultiLine 时 32KB）、MaxLength、MultiLine、HideSelection、ReadOnly、PasswordChar、ScrollBars、SelectionLength、SelectionStart、SelectedText、Lines、Modified、TextLength、WordWrap。
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- 表2-18 常见方法：AppendText、Clear、Focus、Copy、Cut、Paste、Undo、ClearUndo、Select(start,length)、SelectAll。
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- 表2-19 常见事件：GotFocus、LostFocus、TextChanged、Click。
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- 示例“添加用户”（项目2\任务3），图2-18：账号、密码、“添加用户”按钮和多行“用户信息”框。`Form1_Load` 中执行 `this.tbox_Password.UseSystemPasswordChar = true;`。`btn_Add_Click` 中执行 `this.txtUserMessage.Text += "账号："+user+"\t"+"密码："+pass+"\r\n";`，书中 **user/pass 没有定义**，应先取 `tbox_Username.Text` 和 `tbox_Password.Text`。运行效果见图2-19，例如“账号：test 密码：123”。
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**表2-20 各控件相关属性及命名**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 |
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|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | 添加用户 |
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| label1 | 标签 | Text | 账号： |
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| label2 | 标签 | Text | 密码： |
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| label3 | 标签 | Text | 用户信息： |
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| tbox_Username | 文本框 | | |
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| tbox_Password | 文本框 | UseSystemPasswordChar | true |
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| txtUserMessage | 文本框 | | |
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| btn_Add | 按钮 | Text | 添加用户 |
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（txtUserMessage 应设 Multiline=true。）
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**能力拓展**
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*边想边做*（书 p49–50）：制作用户登录界面，点“登录”按钮后用 messagebox 显示用户名和密码（图2-20：窗体“登录界面”，标题“用户登录界面”，用户名和密码各一个文本框，一个“登录”按钮）。提示：设置密码文本框的相关属性。
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**表2-21 各控件的属性**（书中原表就有问题，照录）
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 |
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|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | 登录界面 |
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| txtUsername | 文本框 | Text | 用户名： |
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| txtPassword | 文本框 | Text | 密码： |
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| label_title | 标签 | Text | 用户登录界面 |
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| tbox_Username | 文本框 | | |
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| btnLogin | 按钮 | Text | 登录 |
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（txtUsername 和 txtPassword 实际应是**标签**；表中漏了 `tbox_Password`（文本框），代码里用到了它。）
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补充代码：
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```csharp
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private void btnLogin_Click(object sender, EventArgs e)
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||||
{
|
||||
MessageBox.Show("用户名："+this.tbox_Username.Text+"\r\n"+"密码："+this.tbox_Password.Text);
|
||||
}
|
||||
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
this.tbox_Password.UseSystemPasswordChar = true;
|
||||
//设置文本框的UseSystemPasswordChar属性为True
|
||||
}
|
||||
```
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||||
运行效果见图2-21：输入 test 和 ***，弹窗显示“用户名：test / 密码：123”。
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*自主探究*（书 p50–51）：增加功能：用户名为“admin”且密码为“123456”时提示“登录成功”，否则提示“登录失败”（图2-22、图2-23）。注意图中输入的是 user1，看起来与题目要求不一致。
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### 项目2 项目评价（书 p51–52 / PDF 54–55）
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**1. 项目评价指标**（没有分值）
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| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
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|---|---|---|
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| 任务1 | LED显示屏的使用 | 按照教程完成界面和功能 |
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| 任务1 | 制作LED显示计算结果 | 完成界面设计 |
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| 任务1 | 制作LED显示计算结果 | 完成程序功能设计 |
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| 任务2 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者习惯 |
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| 任务2 | 功能实现 | 环境值能正确获取 |
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| 任务2 | 功能实现 | 环境值能正确显示 |
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| 任务2 | 功能实现 | 实时时间控制正常 |
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| 任务3 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者习惯 |
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||||
| 任务3 | 功能实现 | LED屏能正常显示 |
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| 任务3 | 功能实现 | 环境值能正确推送到LED屏 |
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||||
| 任务3 | 功能实现 | 能实时推送信息 |
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| 职业素养 | 注释书写规范 | 做到清晰、准确地描述内容。对于程序中复杂的部分必须有注释加以说明。注释量要适中，避免过多或过少导致阅读困难 |
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| 职业素养 | 变量命名规范 | 选择有意义的英文进行命名，使变量名能清楚地表达其含义。尽量少使用人名、地名和汉语拼音。应使用那些约定俗成的缩写。多个单词组成的变量名，每个单词的首字母应该大写 |
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| 职业素养 | 界面常用控件命名约定 | 窗体控件命名以控件名称缩写前3个字母开头，以具有代表含义的词来命名，其形式为：控件缩写（前3个字母）+命名（具有代表含义的单词） |
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**2. 个人学习总结**：“项目学习情况：”和“心得与反思：”两块空白。
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### 项目2：书与参考工程的差异，以及模拟器要注意的点
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- **串口列表的填充时机不同**：书中任务1 在 `com_Port_Click` 里填，任务2、3 在窗体 `Load` 里填；参考工程三个任务都在下拉框的 **Click** 事件里填（任务1 的 handler 名是 `com_port_Click`，绑定到 `com_Port.Click`）。**模拟器的 ComboBox 必须支持 Click 事件**，要在点击、展开之前触发，这样 Items 才能在展开前更新。`SerialPort.GetPortNames()` 需要返回虚拟串口列表，例如 COM1–COMn。
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- **IsOpen 写法不同**：书中是 `bool IsOpen=false` 加 `if(!IsOpen){...IsOpen=True}`；参考工程是 `bool IsOpen = true`，先 `IsOpen = !IsOpen` 再判断，事件内容都包在 try/catch 中。书上写成了 `True/False`（首字母大写），C# 编译会报错，模拟器的编译错误提示要能指出这一点。
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- **控件名差异**：
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- 任务2、3 参考工程的窗体名都是 Form1（书为 frm_analog / frm_LED）。
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- 组合框名是 groupBox1/2（书为 grp_show / grp_config），标签是 label1–5（书为 lbl_*）。
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- 任务3 的按钮在书上和参考工程里都叫 **`btn_open`**（小写 o），但表2-15 写的是 btn_Open。
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- LED 自定义控件实例名为 **`led`**（类型 `WinFormsDeviceControlLibrary.LED`），表2-1 写的是“LED”。
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- **`DeviceCtrlHelper.ledHelper.Close()`**：书中任务3 第10步调用了它，但参考工程没有调用，《设备控制类库使用说明》中 LED 部分也只列了 `OpenLedCom(string)` 和 `SendLedString(string)`，仿真 dll 很可能没有这个方法。模拟器可以二选一：提供一个空实现以兼容书上的代码，或者给出明确的编译错误。建议提供空实现。
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||||
- **SendLedString 的约定**：成功时返回传入的字符串，失败时返回 `"Error:发送失败"`（见使用说明）。LED 控件 `setLedText(string)` 负责显示，控件内部还有 `LedTimer`，推测会滚动显示。
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- **工具箱里的 4 个自定义控件**：Alarm、Lamp、LED、ShowMsg（图2-5）。ShowMsg 在本范围内没有出现，从 dll 符号看它包含 txt_showMsg、btn_red、btn_green、btn_Clear 和 AddText，后续项目可能用到。
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- 任务2 能力拓展需要 **Timer**（Interval、Enabled、Start/Stop、Tick）和图片显示（Label.Image 或 PictureBox，以及 Visible）。
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- 任务3 知识提炼需要 `Font` 构造函数和中文字体，还需要 `UseSystemPasswordChar`、`\t` 制表符的显示，以及多行 TextBox。
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- 知识提炼中的 SerialPort 直接收发示例（Base64 + Unicode）超出了“学生不学协议”的范围，可以只作阅读材料。如果要能运行，需要模拟 `new SerialPort()`、Open、WriteLine、ReadLine 和 Close。
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## 项目3 智慧校园系统——智慧路灯控制模块（书 p53–72 / PDF 56–75，本部分只覆盖到书 p62）
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**项目概述**：ZigBee 是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。智慧路灯控制模块借助 ZigBee 远程控制路灯开关。
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**学习目标**
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- 了解智慧路灯控制模块在提升校园管理效率中的作用与重要性。
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- 熟悉 ZigBee 协调器、串口服务器等硬件设备的连接与配置方法。
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- 掌握 C# 在物联网编程中的应用，包括窗体应用程序的创建、控件的使用与事件处理等。
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- 了解并学会使用 DeviceCtrlLibrary 等自定义控件及 API 接口。
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- 具备环境监测与联动控制的能力。
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- 具备良好的团队合作精神与沟通能力，能够与团队成员有效协作，共同完成任务。
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- 面对智慧路灯控制系统开发中遇到的问题，能够独立思考、分析问题，并提出有效的解决方案。
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### 任务1 使用ZigBee技术控制路灯开关（书 p53–58 / PDF 56–61）
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**任务描述**：用 C# 写程序，通过 ZigBee 无线技术实现路灯的无线开关控制。学生要了解 ZigBee 技术，学会使用 if 语句。（有“扫码看视频”。）
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**任务实施**
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1. 把 ZigBee 协调器的串口接到 PC（没有硬件的跳过）。
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2. 新建项目“ZigBee控制路灯”，保存位置为 项目3\任务1。参考工程和后文路径都叫“ZigBee路灯”。
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3. 把自定义控件 WinFormsDeviceControlLibrary.dll 加入工具箱。
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4. 复制 DeviceCtrlLibrary.dll 和 API 下的 dll 到 bin\Debug。
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5. 添加引用 DeviceCtrlLibrary.dll（没有硬件的读者用仿真 dll）。
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6. 按图3-1 搭界面：左边是灯泡（Lamp 控件），下面有“开”“关”两个**单选按钮**；右边 groupBox“配置”里有“路灯”下拉框和“打开”按钮。
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7. 添加 using：`System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`。
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8. 定义方法：
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```csharp
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//控制开关灯
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||||
private void LampOnOff(int RelayNum, bool IsOpen)
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||||
{
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||||
DeviceCtrlHelper.zigBeeHelper.OnOff(RelayNum, IsOpen);
|
||||
lamp1.OnOff(IsOpen);
|
||||
}
|
||||
```
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||||
9. `Form1_Load`：清空 com_port，再加入 GetPortNames 的结果。
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||||
10. `btn_Open_Click`：如果 `btn_open.Text.Equals("打开")`，执行 `zigBeeHelper.Open(com_port.Text)` 并把按钮文字改为“关闭”；`else if (btn_open.Text.Equals("关闭"))` 时执行 `zigBeeHelper.Close()` 并改回“打开”。
|
||||
11. “开”单选按钮的 CheckedChanged：`rb_Open_CheckedChanged` 中调用 `LampOnOff(1, true)`。
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||||
12. “关”单选按钮的 CheckedChanged：调用 `LampOnOff(1, false)`。书中这个方法名**误写为 rb_Open_CheckedChanged**，应为 `rb_Close_CheckedChanged`。
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**表3-1 “ZigBee路灯”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | ZigBee路灯 | |
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| groupBox1 | 组合框 | Text | 配置 | |
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| lamp1 | 自定义路灯控件 | | | |
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| rb_Open | 单选按钮 | Text | 开 | 开灯 |
|
||||
| rb_Close | 单选按钮 | Text | 关 | 关灯 |
|
||||
| com_port | 下拉列表框 | | | 获取PC串口 |
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| btn_Open | 按钮 | Text | 打开 | 打开串口 |
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| lbl_Lamp | 标签 | Text | 路灯 | |
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||||
**知识提炼**（书 p56–57）：**if 语句**
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- 两种形式：`if(expression) statement` 和 `if(expression) statement else statement`。
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||||
- 示例：`if(i>1) y=x/i; else { x=i; y=x*x; }`。
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- 悬空 else：没有大括号时，else 与最近的、还没有 else 的 if 关联；加大括号后 else 属于外层 if。
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||||
**能力拓展**
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||||
*边想边做*（书 p57–58）
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1) **闰年判断**：在文本框输入年份，点“判断”按钮。是闰年则在右边标签显示“是闰年”，否则显示“不是闰年”。界面见图3-2 到图3-4：窗体标题“闰年判断”，标签“请输入年份”，一个文本框，右侧标签初始为“是否闰年？”，下方“判断”按钮。示例：1700 显示“不是闰年”，2000 显示“是闰年”。
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||||
- 提示1：字符型数值不能直接赋给数值型变量，要先转换，如 `int a = int.Parse("12")` 或 `int a = Convert.ToInt16("12")`。
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||||
- 提示2：闰年条件是能被 4 整除但不能被 100 整除，或者能被 400 整除。
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||||
2) **路灯按时间自动开关**：要求 18:00 到次日 7:00 开灯，其余时间关灯。用时间控件 Timer（从工具箱选取）完成，每分钟判断一次；程序运行后，打开串口时开启时间控件。
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||||
- 提示1：按表3-2 设置时间控件的关键属性（值留空由学生填）。
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| 属性 | 值 |
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|---|---|
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| 名称 | timer1 |
|
||||
| Interval | ____ |
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| Enabled | ____ |
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||||
- 提示2：补全代码，再双击时间控件 timer1 进入代码窗口输入。
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||||
```csharp
|
||||
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
int h = DateTime.Now.Hour;//获取当前系统时间小时数
|
||||
if( ____ ) //判断时间
|
||||
____ //开关灯
|
||||
else
|
||||
____ //开关灯
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
参考答案：Interval=60000；`h >= 18 || h < 7`；`LampOnOff(1, true);` / `LampOnOff(1, false);`。**模拟器要用到 `DateTime.Now`，最好允许在模拟器里设置或加速虚拟时钟，否则学生白天测不到开灯。**
|
||||
|
||||
*自主探究*（书 p58）：为模块增加以下功能：
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1. 实时采集大气压的数值。
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||||
2. 根据大气压控制路灯开关。
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### 任务2 实现人体红外传感器和路灯联动（书 p58–? / PDF 61–?，本部分读到书 p62）
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**任务描述**：人体红外传感器基于多普勒原理，人靠近感应区域时，开关会无接触、无压力、无火花地迅速发出电气指令。本任务模拟楼梯灯：有人经过时楼梯灯亮，无人时自动熄灭。学生要学会使用单选按钮和复选框，理解数组的作用。（有“扫码看视频”。）
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|
||||
**任务实施**
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||||
1. 把数字量采集器 ADAM4150 和 ZigBee 协调器接到串口服务器，再把串口服务器接到 PC。
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||||
2. 新建项目“人体红外ZigBee联动”（项目3\任务2）。
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||||
3. 添加自定义控件 WinFormsDeviceControlLibrary.dll。
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||||
4. 复制 DeviceCtrlLibrary.dll 和 API 下的 dll 到 bin\Debug。
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||||
5. 添加引用 DeviceCtrlLibrary.dll（没有硬件的读者用仿真 dll）。
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||||
6. 再添加一次自定义控件（书中这一步与第3步重复）。
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||||
7. 按图3-5 搭界面：左边是灯泡（lamp1），下方“开”“关”两个按钮；右边 groupBox“配置”里有“路灯”下拉框、“环境采集”下拉框、“人体开关”复选框和“打开”按钮。
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||||
8. 添加 using：`System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`。
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||||
9. `Form1_Load`：分别清空 com_lamp 和 com_environment，并用 GetPortNames 填充。
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||||
10. `LampOnOff(int RelayNum, bool IsOpen)`：与任务1 相同，即 `zigBeeHelper.OnOff` 加 `lamp1.OnOff`。
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||||
11. `btn_open_Click`：与任务1 相同，按 Text 在“打开”和“关闭”之间切换，用的是 `zigBeeHelper.Open(com_lamp.Text)` 和 `Close()`。
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||||
12. `ch_bodyInfrared_Click`（复选框“人体开关”的 **Click** 事件）：
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||||
- 如果 `ch_bodyInfrared.Checked`：执行 `DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.Open(com_environment.Text)`，`timer1.Start()`，并把 `btn_lampOpen.Enabled` 和 `btn_lampClose.Enabled` 设为 false（禁用手动开关）。
|
||||
- 否则：执行 `adam4150Helper.Close()`，`timer1.Stop()`，两个按钮的 Enabled 设回 true。
|
||||
13. `btn_lampOpen_Click`：调用 `LampOnOff(1, true)`。
|
||||
14. `btn_lampClose_Click`：调用 `LampOnOff(1, false)`。书中第14步标题误写为选中“开”按钮。
|
||||
15. `timer1_Tick`（书上写成“双击 timer1 进入 Click 事件”，实际是 Tick）：
|
||||
```csharp
|
||||
//时间控件实时判断是否感应到人，如果感应到人则开路灯，否则关闭
|
||||
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
if(DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.SetData().bodyInfraredValue)
|
||||
LampOnOff(1, true);
|
||||
else
|
||||
LampOnOff(1, false);
|
||||
}
|
||||
```
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||||
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||||
**表3-3 “人体红外ZigBee联动”界面控件的属性**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|
||||
|---|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | 人体红外ZigBee联动 | |
|
||||
| groupBox1 | 组合框 | Text | 配置 | |
|
||||
| lbl_lamp | 标签 | Text | 路灯 | |
|
||||
| lbl_environment | 标签 | Text | 环境采集 | |
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| com_lamp | 下拉列表框 | | | 显示路灯串口 |
|
||||
| com_environment | 下拉列表框 | | | 显示环境串口 |
|
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| ch_bodyInfrared | 复选框 | Text | 人体开关 | 控制人体红外传感器是否启动 |
|
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| btn_Open | 按钮 | Text | 打开 | 打开串口 |
|
||||
| lamp1 | 自定义路灯控件 | | | |
|
||||
| btn_lampOpen | 按钮 | Text | 开 | 手动控制开灯 |
|
||||
| btn_lampClose | 按钮 | Text | 关 | 手动控制关灯 |
|
||||
| timer1 | 时间控件 | Interval | 5000 | |
|
||||
| timer1 | 时间控件 | Enabled | False | |
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||||
**知识提炼**（书 p61– ，本部分读到 p62）
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||||
1. **RadioButton 单选按钮**：可以显示文本、Image 或两者。同一容器（Form、GroupBox、Panel）中的 RadioButton 构成一组，组内互斥；CheckBox 可以多选。Checked 获取或设置状态，Appearance 可以把外观设成切换式按钮或标准选项按钮。表3-4 常见属性：Appearance、AllowDrop、AutoCheck、AutoSize、BackColor、BackgroundImage、BackgroundImageLayout、Bottom、CanFocus、CanSelect、Checked、Enabled、Focused、ForeColor、FontHeight、Image、Text、TextAlign、Visible。
|
||||
- **单选按钮示例**“单选按钮”（项目3\任务2），图3-6 窗体“设置字体颜色”：左侧竖排 4 个单选按钮（黑色、红色、蓝色、黄色），右侧 label1 显示“字体颜色[黑色]”。
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||||
|
||||
**表3-5 “设置字体颜色”窗体界面各控件相关属性及命名**
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 |
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|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | 设置字体颜色 |
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| radioButton_Black | 单选按钮 | Text | 黑色 |
|
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| radioButton_Red | 单选按钮 | Text | 红色 |
|
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| radioButton_Blue | 单选按钮 | Text | 蓝色 |
|
||||
| radioButton_Yellow | 单选按钮 | Text | 黄色 |
|
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| label1 | 标签 | Text | 字体颜色[颜色名] |
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||||
**>>> 本部分在此结束（PDF 65 / 书 p62）。下一页（PDF 66 / 书 p63）应接着给出该示例的代码步骤，然后是 CheckBox 复选框知识点、任务2 的能力拓展和自主探究，以及项目3 评价（书 p71 / PDF 74）。<<<**
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### 项目3（到书 p62 为止）：书与参考工程的差异，以及模拟器要注意的点
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- **任务1 控件不同**：书中用单选按钮 `rb_Open/rb_Close` 和 CheckedChanged 开关灯；参考工程 `项目3/任务一/ZigBee路灯` 用的是**按钮** `btn_lampOpen/btn_lampClose` 和 Click，与任务2 一样。参考工程没有 rb_*，groupBox 名为 `groupbox1`（小写 b），标签 `label1` 的 Text 为“路 灯”。另外书中表3-1 写 `btn_Open`，代码写 `btn_open`，参考工程也是 `btn_open`。
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||||
- 用单选按钮做开关时要注意：CheckedChanged 在选中和取消选中时**都会**触发。rb_Open 被取消（因为选了 rb_Close）时，如果只写 `LampOnOff(1,true)` 就会出问题。书上的写法只在“两个 handler 各自绑定、不判断 Checked”的情况下“恰好能用”：选“关”时两个事件都会触发，先触发谁决定最终状态。**模拟器必须按真实 WinForms 顺序触发 CheckedChanged**：先是被取消的那个，再是被选中的那个。这样书上的代码会在“开灯”和“关灯”各执行一次后停在正确状态。
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||||
- 参考工程中串口列表在 `com_lamp_Click` / `com_environment_Click`（ComboBox 的 Click）中填充，书中则在 Form1_Load 中填充。参考工程的所有 handler 都包了 try/catch。
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||||
- 参考工程的 timer1 是 Interval=5000，Enabled 为默认 false，与表3-3 一致。
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- `zigBeeHelper.OnOff(RelayNum, IsOpen)`：使用说明写继电器通道为 0~1，书和参考工程都用 1。`zigBeeHelper.Close()` 在使用说明里误拼为 `Colse()`，仿真 dll 里实际是 `Close`。
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||||
- `adam4150Helper.SetData()` 返回 `ADAM4150ResModel`，包含 bool 型的 bodyInfraredValue、fireValue、smokeValue、infraredValue。`adam4150Helper.Open(string PortName, int BodyInfrared_Port=0, int Fire_Port=1, int Smoke_Port=2, int Infrared_Port=3)`；另有 `adam4150Helper.OnOff(int DO, bool IsOpen)`（DO 0~4）。**模拟器要提供“人体红外”的虚拟触发开关，学生用它模拟有人经过。**
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- `Lamp` 控件的方法是 `lamp1.OnOff(bool)`，图片资源在 `开发文档/图片资源/控件图片/LampOn.png` 和 `LampOff.png`。
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- 复选框用的是 **Click** 事件而不是 CheckedChanged。Click 触发时 Checked 已经切换过了，模拟器要保证这个时序。
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- 任务1 能力拓展用到 `DateTime.Now.Hour`；自主探究“根据大气压控制路灯”要用 adam4017 的 airPressureValue（string 类型，要 Parse），所以需要同时打开 ADAM4017 和 ZigBee 两个虚拟串口。
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# 《物联网编程与应用 第2版》摘要 第3部分（PDF 第126–187页）
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## 页码对照
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| PDF 页 | 书页 | 内容 |
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|---|---|---|
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| 126–127 | 124–125 | 项目6 任务2（中途开始）末尾：步骤16运行结果；知识提炼 1–4 |
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| 128–129 | 126–127 | 项目6 任务2 知识提炼5、能力拓展；项目6 任务3 开始 |
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| 130–132 | 128–130 | 项目6 任务3 实施 + 知识提炼 |
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| 133 | 131 | 项目6 项目评价 |
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| 134 | 133（无页码） | 项目7 首页 + 任务1 任务描述（书第132页应是空白页，扫描件里没有） |
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| 135–141 | 134–140 | 项目7 任务1 |
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| 142–149 | 141–148 | 项目7 任务2（PDF 149 / 书148 上半页是任务2的自主探究） |
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| 149–156 | 148–155 | 项目7 任务3 |
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| 157 | 156 | 项目7 项目评价 |
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| 158 | 157（无页码） | 项目8 首页 + 任务1 任务描述 |
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| 159–160 | 158–159 | 项目8 任务1；任务2 开始 |
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| 160–165 | 159–164 | 项目8 任务2 |
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| 165–175 | 164–174 | 项目8 任务3（书174上半页） |
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| 175–181 | 174–180 | 项目8 任务4 |
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| 182–186 | 181–185 | 项目8 任务5 + 项目评价（书185） |
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| 187 | 186 | 项目8 项目评价（续）+ 个人学习总结 |
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页码规则：PDF 126–133 时，书页 = PDF − 2；PDF 134–187 时，书页 = PDF − 1。
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**扫描件到 PDF 187（书186）就结束了，没有「参考文献」页，也没有封底。**
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## 项目6 智慧校园系统——数据存储模块（只覆盖结尾部分）
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### 任务2（中途开始；任务名称在我负责的范围之前）
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PDF 126 开头是「修改」按钮 Click 代码的结尾 `MessageBox.Show("修改失败：" + ex.ToString()); } }`，接着是**步骤16）运行该程序**，图6-11「运行结果」。窗体标题是「校园灾情数据存储」，各区域如下：
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- 「配置」组：串口下拉框（COM1）+「关闭」按钮
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- 「数据显示」组：光照度/温度/湿度文本框，「获取」「保存」「修改」「删除」按钮
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- 「历史记录」组：DataGridView，列为 编号/温度/湿度/光照度/时间
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从项目评价表看，这个任务的内容是显示光照度、温度、湿度，并把数据存进数据库。参考工程是 `项目6/任务二/校园数据存储`，与书上一致：btn_Open / btn_get / btn_save / btnUpdate / btnDelete。
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#### 知识提炼（书124–126）
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1. **insert 插入语句**：`insert into 表名 (列1, 列2, ...) values (值1, 值2, ...);`。示例表 user 有 id（自增主键）、username varchar(50)、birthday date 三个字段：
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- 完整插入 `insert into user (id, username, birthday) values (1, '张三', '1999-09-09');`
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- 部分插入 `insert into user (username) values ('李四');`（id 自增）
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- 简写插入 `insert into user values ('王五', '1910-10-10');`（按字段顺序填写，跳过自增 id）
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2. **update 更新语句**：`update 表名 set 列1=新值1, 列2=新值2, ... [where 条件];`。示例：`update user set birthday='2016-01-01' where username='张三';`；还有 T-SQL 特有写法 `update top (3) user set birthday='2000-01-01';`
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3. **delete 删除语句**：`delete from 表名 [where 条件];`。示例：`delete from user where username='张三';`、`delete top (5) from user;`、`delete from user;`
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4. **ADO.NET 对象模型简介**：ADO.NET 由「.NET 数据提供程序」和「数据集 DataSet」两部分组成。表6-2 ADO.NET 核心组件：
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| 对象 | 说明 | 特点 |
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|---|---|---|
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| Connection | 建立与特定数据库的连接 | 可以自己创建，也可由其他对象自动产生（如 DataAdapter） |
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| Command | 对数据源执行命令 | 通过 Connection 对象下达命令，Connection 的指向决定操作对象 |
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| DataAdapter | 从数据源中检索数据并填充 DataSet 中的表 | DataAdapter 填充到 DataSet 中的是断开连接的脱机数据 |
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| DataReader | 从数据库中检索只读的数据流 | DataReader 读取数据必须在维持数据库连接的前提下进行 |
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| DataSet | 在内存中缓存从数据源中检索到的数据 | 独立于其他数据源 |
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5. **ADO.NET 中的 SQL 操作类**
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- SqlConnection：表示一个打开的 SQL Server 连接，不能被继承；OLE DB 数据源要用 OleDbConnection。有两个构造函数：`SqlConnection()` 和 `SqlConnection(String 连接字符串)`。用完后关闭。
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- SqlCommand：执行 T-SQL 语句或存储过程。有四个构造函数：`()`、`(String)`、`(String, SqlConnection)`、`(String, SqlConnection, SqlTransaction)`。
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- SqlDataReader：从上往下读取只读数据。必须通过 `SqlCommand.ExecuteReader()` 创建，不能直接用构造函数。使用期间连接被它独占，必须调用 `Close()` 后连接才能做其他操作。
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#### 能力拓展
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**边想边做**（书126）：
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> 通过「任务实施」的操作步骤，对已经实现了的环境数据添加一个图片框，以获取监控画面，并将环境数据与监控画面每5min添加入数据库。环境数据界面如图6-12所示。
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图6-12「环境数据界面」，窗体标题「校园灾情数据存储」：
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- 左上「数据显示」组：光照度、温度、湿度 3 个文本框；「获取」「保存」按钮
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- 左中「配置」组：串口下拉框 +「开启」按钮
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- 右侧「监控图像采集」组：一块大图片框
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- 底部「历史记录」组：DataGridView（空）
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**自主探究**（书127）：
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> 在「边想边做」的基础上，为程序增加下列功能：添加一个文本框 TextBox（Name 属性值为 lightValue）用于输入更新条件，当表中「light」的值超过 TextBox 的值时，将数据添加入数据表。
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### 任务3 查询校园安防数据（书127–130 / PDF 129–132）
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**任务描述**：在任务1、任务2的基础上，实现灾情数据按时间段查询。学生通过这个任务熟悉 select 语句以及 DateTimePicker、DataGridView 两个控件。
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**任务实施**
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1. 按图6-13「查询图片窗体界面」建 Form1（标题「查询校园灾情数据」）：顶部一行「开始日期 [DateTimePicker] 结束日期 [DateTimePicker] [查询]」，下面「历史记录」组框里放 DataGridView。
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表6-3 查询图片窗体界面控件属性：
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| LblStartTime | 标签 | Text | 开始日期 | 开始日期 |
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| LblEndTime | 标签 | Text | 结束日期 | 结束日期 |
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| StartTime | 日期时间控件 | Datetime | 时间 | 起始时间 |
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| EndTime | 日期时间控件 | Datetime | 时间 | 结束时间 |
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| btnCx | 按钮 | Text | 查询 | 查询 |
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| groupBox4 | 组合框 | Text | 历史记录 | 组合框 |
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| dataGridView1 | 数据网格控件 | | | |
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2. 引用 `System.Data.SqlClient`、`System.IO.Ports`。
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3. 声明 5 个全局变量：连接字符串 `sqlConnectString`、`SqlConnection mySqlConnection`、`SqlCommand mySqlCmd`、`SqlDataAdapter sqldata`、`DataSet ds`。
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4. 写 btnCx_Click：打开连接，执行 `select ID as '编号',temperature as '温度',humidity as '湿度',light as '光照度',addtime as '时间' from CampusEnvironment where addtime BETWEEN '<StartTime.Value>' AND '<EndTime.Value>'`，用 `SqlDataAdapter.Fill(ds)` 填充，再 `dataGridView1.DataSource = ds.Tables[0].DefaultView`，最后关闭连接。
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5. 运行，选好起止日期后点「查询」，结果见图6-14（示例数据为 2024/1/16–2024/1/23 共 9 行）。
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**知识提炼**（书128–130）
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1. **select 查询语句**：`SELECT 列名称 FROM 表名称` 或 `SELECT * FROM 表名称`。小贴士：SQL 对大小写不敏感。示例：`SELECT * FROM user`、`SELECT id,username FROM user`。表6-4 where 子句运算符：
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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|---|---|---|
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| = | 等于 | 查询表中姓名为张三的生日数据：`SELECT * FROM user where username='张三'` |
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| <> | 不等于。在 SQL 的一些版本中可写成 != | 查询表中姓名不是张三的生日数据：`SELECT * FROM user where username<>'张三'` |
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| > | 大于 | 查询表中生日为2000年后的数据：`SELECT * FROM user where year(birthday)>2000` |
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| < | 小于 | 查询表中生日为2000年前的数据：`... where year(birthday)<2000` |
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| >= | 大于等于 | 查询表中生日为2000年（含2000）后的数据：`... where year(birthday)>=2000` |
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| <= | 小于等于 | 查询表中生日为2000年（含2000）前的数据：`... where year(birthday)<=2000` |
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| between | 在某个范围内 | 查询表中生日为2000—2006年之间的数据：`... where year(birthday) between 2000 in 2006`（书上原文就是 `in`，正确写法应为 `and`） |
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| like | 搜索某种模式 | 查询表中姓张的数据：`SELECT * FROM user where username like '张%'` |
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逻辑运算符：AND 要求所有条件都成立，OR 只要一个条件成立即可。
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2. **SqlDataAdapter 类**：DataSet 与 SQL Server 之间的桥接器，通过 Fill（让 DataSet 跟数据源一致）和 Update（让数据源跟 DataSet 一致）工作。
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3. **DataSet 类**：内存中的临时数据库，包含 DataTable、DataView。第 i 行第 j 列的访问方式是 `ds.Tables[0].Rows[i].ItemArray[j]`，索引从 0 开始。
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4. **DataGridView 控件**：表格形式显示和编辑数据；绑定时设置 DataSource，数据源含多个表时再设置 DataMember。
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5. **DateTimePicker 控件**：Format 枚举（DateTimePickerFormat）可取 Long / Short / Time / Custom，选 Custom 时用 CustomFormat 字符串；Text 返回文本，Value 返回 DateTime；MinDate / MaxDate 限制范围；点下箭头弹出日历；ShowUpDown 显示上下箭头。三种常用设置：
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- 只显示时间：Format=Time，ShowUpDown=true
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- 只显示时分（如 7:30）：Format=Custom，CustomFormat=`HH:mm`
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- 显示日期和时间：Format=Custom，CustomFormat=`yyyy:MM:dd HH:mm:ss`（书上原文如此）
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任务3没有「能力拓展」。
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### 项目6 项目评价（书131）
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| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
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|---|---|---|
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| 任务1 | 功能实现 | 能正确登录数据库；能正确新建数据库；能正确添加数据 |
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| 任务2 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务2 | 功能实现 | 能正确显示光照度、温度、湿度；能利用数组正确储存数据 |
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| 任务3 | 窗体界面 | 界面布局合理、美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务3 | 功能实现 | 能实现按日期查询灾情数据 |
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| 职业素养 | 代码书写规范 | 应该遵从结构化的要求，采用缩进的格式 |
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| 职业素养 | 注释书写规范 | 做到清晰、准确地描述内容。对于程序中复杂的部分必须有注释加以说明。注释量要适中，避免过多或过少导致阅读困难 |
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| 职业素养 | 变量命名规范 | 选择有意义的英文进行命名，使变量名能大致清楚地表达其含义。尽量少使用人名、地名和汉语拼音。应使用那些约定俗成的缩写。多个单词组成的变量名，每个单词的首字母应该大写 |
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| 职业素养 | 界面常用控件命名约定 | 窗体控件命名以控件名称缩写前3个字母开头，以具有代表含义的词来命名，其形式为：控件缩写（前3个字母）+命名（具有代表含义的单词） |
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| 职业素养 | 数据库规范 | 符合数据库命名、设计规范，做到SQL编码优化规范 |
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评价表**没有分值**，只有指标和要求，后面跟「个人学习总结」（项目学习情况 / 心得与反思，空白待填）。项目7、项目8 的评价表格式相同。
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### 项目6 书与参考代码的差异 / 模拟器要点
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- **任务3 书上代码漏了 `ds = new DataSet();`**，直接 `sqldata.Fill(ds)` 会抛空引用异常。参考代码 `项目6/任务三/校园数据存储/Form1.cs` 里有这一行。
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- 列别名：书上是 `light as '光照度'`，参考代码是 `light as '光照'`。
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- 连接字符串：书上是 `Data Source= PC-20150908SCJF\SQLSERVER1026;Initial Catalog=环境数据表;User ID=sa;Password=123456`，参考代码是 `Data Source=.`。数据库名「环境数据表」，表名 CampusEnvironment，字段 ID / temperature / humidity / light / addtime。
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- 模拟器的 SQL 层需要支持：`BETWEEN '日期字符串' AND '日期字符串'`（拼接的是 `DateTime.ToString()`，即中文区域格式 `2024/1/16 14:42:00`）、`as '中文别名'`、`top (n)` 用在 update/delete 上、`year()` 函数、`like '张%'`。另外要支持 SqlCommandBuilder + `DataAdapter.Update`（任务2的「修改」功能），以及 DataGridView 绑定 `DataView`。
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- 书上的 SQL 知识点用的是 T-SQL 方言（`top (n)`、`year()`）。如果后端用 SQLite，需要转换或模拟这些语法。
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## 项目7 智慧校园系统——情景控制模块（书133–156）
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**项目概述**：情景控制就是用智能化技术实现自动控制，集成摄像头、温湿度传感器、语音识别器、智能电器等设备。本项目模拟智慧教室、智慧宿舍、智慧会议室三个场景，采集光照度、温湿度等数据，根据时间和环境联动灯光、窗帘、广播。
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**学习目标**：
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- 理解程序项目文件的结构
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- 能根据需求设计交互 UI 窗体，并实现与数据的联动
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- 能用 Button、Timer、TrackBar、PictureBox 等组件对物联网设备做简单控制
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- 培养分析和解决问题的能力
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- 养成耐心细致、严谨扎实的工作作风
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- 增强职业认同感，提升职业素养，树立职业自信心
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### 任务1 实现智慧教室（书133–140 / PDF 134–141）
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**任务描述**：在上课模式下，根据光照度自动开关灯，根据温度自动开关空调（空调用 TrackBar 模拟）。
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**任务实施**
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1. 把 4017（模拟量采集器）和 4150（数字量采集器）的串口接到 PC（没有硬件可以跳过）。
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2. 新建 WinForms 项目「教室情景模式」，保存到 `D:\物联网编程与应用\项目7\任务1\`。
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3. 把 ADAM4017、ADAM4150 需要的 `DeviceCtrlLibrary.dll` 和「API」文件夹里的所有 dll 复制到 `...\教室情景模式\bin\Debug\`。
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4. 添加引用 DeviceCtrlLibrary.dll。**没有硬件的读者改为添加「仿真动态库文件」，不需要 API 文件夹里的 dll。**
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5. 项目属性 → 资源 →「添加资源」，加入 `switch_off.png`、`switch_on.png`。
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6. 按图7-1建窗体（标题「智慧教室情景控制」）：
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- 顶部「模式选择」组：标签「智慧教室将开启」+「启用」按钮
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- 左侧「采集量」组：串口下拉框，光照度/温度/湿度文本框
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- 右侧「状态栏」组：「空调」+ 开关图片 + TrackBar（两端标 18℃ / 32℃）；「灯光」+ 开关图片 + 灯泡控件
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表7-1 窗体控件属性：
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| frm_control | 窗体 | Text | 智慧教室情景控制 | |
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| lbl_mode | 标签 | Text | 智慧教室将开启 | |
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| btn_apply | 按钮 | Text | 启用 | 开启、关闭模式 |
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| grp_input | 组合框 | Text | 采集量 | |
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| lbl_import | 标签 | Text | 串口 | |
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| lbl_light | 标签 | Text | 光照度 | |
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| lbl_temperation | 标签 | Text | 温度 | |
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| lbl_humidity | 标签 | Text | 湿度 | |
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| com_import | 下拉列表框 | | | 设置采集串口 |
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| txt_light | 文本框 | | | 显示光照度 |
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| txt_temperation | 文本框 | | | 显示温度 |
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| txt_humidity | 文本框 | Text | | 显示湿度 |
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| grp_status | 组合框 | Text | 状态栏 | |
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| lbl_light | 标签 | Text | 灯光 | |
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| lbl_airconditione | 标签 | Text | 空调 | |
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| lamp | 灯泡 | | | 模拟电灯开关 |
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| trb_airconditione | 滑动条 | | | 模拟空调温度 |
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| lbl_lbl_airconditionmin | 标签 | Text | 18℃ | |
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| lbl_airconditionmax | 标签 | Text | 32℃ | |
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| pic_lightsStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 控制并显示电灯状态 |
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| pic_airconditioneStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 显示空调状态 |
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| timer | 时间控件 | Interval | 2000 | 实现实时采集 |
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（表中有书上原样的问题：lbl_light 出现了两次，「lbl_lbl_airconditionmin」也是原文；后两行文本框名书上写作 txt_temperation，代码里用的是 txt_temperature。）
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7. 引用 `System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`、`DeviceCtrlLibrary.Model`。
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8. 定义 `bool IsOpen`、`IsLampOpen`、`IsairconditioneOpen`，以及 `ADAM4017ResModel ResModel`。
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9. frm_control_Load：用 `SerialPort.GetPortNames()` 填充 com_import。
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10. btn_apply_Click：第一次点击打开 4017/4150 串口，按钮改为「关闭」，lbl_mode 改为「智慧教室已开启」，启动 timer；再次点击关闭串口、停止 timer、恢复文字。
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11. timer_Tick：调用 `adam4017Helper.SetData()` 采集并显示。光照 <400 时开灯（图片 switch_on、`lamp.OnOff(true)`、`adam4150Helper.OnOff(1,true)`），>800 时关灯。温度 >30 时开空调、trb=26；<5 时开空调、trb=25；其他情况关空调、trb=18。
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12. pic_lightsStatus_Click：手动切换灯。
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**知识提炼**
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1. TrackBar 控件：横向或纵向拖动来设置值，类似系统音量条。
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表7-2 TrackBar 常见属性：
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| 属性 | 说明 |
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|---|---|
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| Orientation | 获取或设置轨道方向，默认 Horizontal（横向，左右拖动），可改为 Vertical（纵向，上下拖动） |
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| TickFrequency | 获取或设置滑块旁刻度的间隔，默认为1 |
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| TickStyle | 获取或设置刻度位置，默认 BottomRight（在底部，从左往右递增），可改为 TopLeft（在顶部，从右往左递增），还有 Both（两种都要）、None（无刻度） |
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| Enabled | 获取或设置滑块是否可拖动，默认 true，可改为 false 表示不能拖动 |
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| Maximum | 滑块条最大端的值，默认10 |
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| Minimum | 滑块条最小端的值，默认0 |
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| LargeChange | 长距离移动（鼠标单击轨道让滑块靠近）时每次改变的值，默认5 |
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| SmallChange | 鼠标拖动滑块或键盘方向键移动时每跳的最小值，默认1 |
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| Value | 当前滑块所表示的值，默认0 |
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| Visible | 滑动条是否可见，默认 true，可改为 false 表示隐藏 |
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表7-3 TrackBar 常见事件：
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| 事件 | 说明 |
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|---|---|
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| Scoll（原文拼写，应为 Scroll） | 用户拖动滑块、按下箭头或单击轨道改变值时触发 |
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| ValueChanged | 该事件仅在用户通过拖动滑块更改值时触发（书上原文；实际上代码修改 Value 时也会触发） |
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2. **TrackBar 显示案例**（书中独立的小练习，适合做成平台题目）：新建「TrackBar显示案例」项目，保存到 `D:\物联网编程与应用\项目7\任务1\`。窗体（图7-2）中间是一个 TrackBar，左右两端标签 0 和 10，下方一个标签显示当前值。
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表7-4「TrackBar显示」界面控件的属性：
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| Form1 | 窗体 | Text | TrackBar显示 | |
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| trackBar1 | 滑动条 | | | |
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| label1 | 标签 | Text | 0 | |
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| label2 | 标签 | Text | 10 | |
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| label3 | 标签 | Text | 0 | 显示当前TrackBar控件对应的数值 |
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代码：`private void trackBar1_Scroll(...) { label3.Text = Convert.ToString(trackBar1.Value); }`。运行后拖动滑块，label3 显示 6 等数值（图7-3）。
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**能力拓展**
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**边想边做**（书139–140）：
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> 通过「任务实施」的操作步骤，已经实现了智慧教室上课模式的基本功能。现在在此基础上实现考试模式。通过添加考试模式，要求在考试模式下窗帘全开（用 TrackBar 模拟开关，0 为全开，10 为全关），光照度不够 200 时开启电灯。请根据下列提示，实现上述功能。
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||||
> 提示：根据以下提示，完善 timer_Tick 事件。
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||||
```csharp
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||||
private void timer_Tick(object sender, EventArgs e)
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{
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||||
ResModel = DeviceCtrlHelper.adam4017Helper.SetData();//采集数据
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||||
txt_light.Text = ResModel.lightValue;
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||||
txt_temperature.Text = ResModel.temperatureValue;
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||||
txt_humidity.Text = ResModel.humidityValue;
|
||||
if(com_mode.Text=="上课模式")//上课模式，与任务实施部分相同
|
||||
{
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||||
if (Convert.ToInt16(ResModel.lightValue) < 200)//光照度过低则打开灯
|
||||
{
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pic_lightsStatus.Image = Properties.Resources.switch_on;
|
||||
IsLampOpen = true;
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lamp.OnOff(true);//打开界面灯
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.OnOff(1,true);//打开1通道灯
|
||||
}
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||||
else if (Convert.ToInt16(ResModel.lightValue) > 800 )
|
||||
{
|
||||
pic_lightsStatus.Image = Properties.Resources.switch_off;
|
||||
IsLampOpen = false;
|
||||
lamp.OnOff(false);//关闭界面灯
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.OnOff(1, false);//关闭1通道灯
|
||||
}
|
||||
if (Convert.ToInt16(ResModel.temperatureValue) > 30 )
|
||||
{
|
||||
pic_airconditioneStatus.Image = Properties.Resources.switch_on;
|
||||
IsairconditioneOpen = true;
|
||||
trb_airconditione.Value = 26;
|
||||
}
|
||||
else if (Convert.ToInt16(ResModel.temperatureValue) < 5)
|
||||
{
|
||||
pic_airconditioneStatus.Image = Properties.Resources.switch_on;
|
||||
IsairconditioneOpen = true;
|
||||
trb_airconditione.Value = 25;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
pic_airconditioneStatus.Image = Properties.Resources.switch_off;
|
||||
IsairconditioneOpen = false;
|
||||
trb_airconditione.Value = 18;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (____)// 判断com_mode控件选择的"考试模式"
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||||
{
|
||||
____; //将窗帘设置为0全开（trackBar 控件名为trb_curtain）
|
||||
if (____)//光照度低于200则打开灯
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||||
{
|
||||
pic_lightsStatus.Image = Properties.Resources.switch_on;
|
||||
IsLampOpen = true;
|
||||
lamp.OnOff(true);//打开界面灯
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.OnOff(1, true);//打开1通道灯
|
||||
}
|
||||
else if (____) //光照度大于400
|
||||
{
|
||||
pic_lightsStatus.Image = Properties.Resources.switch_off;
|
||||
IsLampOpen = false;
|
||||
lamp.OnOff(false);//关闭界面灯
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.OnOff(1, false);//关闭1通道灯
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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```
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说明：这道练习隐含要求在窗体上新增下拉框 `com_mode`（选项「上课模式」「考试模式」）和窗帘滑动条 `trb_curtain`。另外，提示代码中上课模式的开灯阈值是 <200，任务实施里是 <400；提示代码的上课模式分支漏了 `adam4150Helper.OnOff(1,false)`，书上原样如此。
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**自主探究**（书140）：
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> 在「边想边做」的基础上，为程序增加以下功能：若当前环境实时温度低于5℃，则自动关闭窗户（使用 TrackBar 控件模拟）并打开空调，设置为25℃。
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### 任务2 实现智慧寝室（书141–148 / PDF 142–149）
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**任务描述**：寝室有四种情景模式，根据采集的光照、温湿度和定时自动切换：
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- 起床模式：开灯光，开广播放音乐，窗帘拉到半开
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- 上课模式：关灯光和广播，窗帘全开
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- 熄灯模式：关灯光、广播和窗帘
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||||
- 回寝模式：开灯光，关窗帘，开广播放音乐
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**任务实施**
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1–4. 与任务1相同，项目名「寝室情景模式」，保存到 `D:\物联网编程与应用\项目7\任务2\`。没有硬件就用仿真 dll。
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||||
5. 添加资源 `switch_off.png`、`switch_on.png`、`ring.mp3`。
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6. 按图7-4建窗体（标题「智慧寝室情景控制」）：
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- 顶部「模式选择」组：「当前时间」文本框 +「开启情景模式」按钮
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- 左侧「采集量」组：串口、光照度、温度、湿度
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- 右侧「状态栏」组：「窗帘」TrackBar（两端标「全开」「全关」）、「广播」开关图片、「灯光」灯泡
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表7-5 窗体界面控件属性：
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| frm_control | 窗体 | Text | 智慧寝室情景控制 | |
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||||
| grp_mode | 组合框 | Text | 模式选择 | |
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| lbl_time | 标签 | Text | 当前时间 | |
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||||
| txt_time | 文本框 | | | 显示时间 |
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| lbl_mode | 标签 | Text | | 显示当前情景模式状态 |
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| btn_apply | 按钮 | Text | 开启情景模式 | 控制模式开关 |
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||||
| grp_input | 组合框 | Text | 采集量 | |
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||||
| lbl_import | 标签 | Text | 串口 | |
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||||
| lbl_light | 标签 | Text | 光照度 | |
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||||
| lbl_temperation | 标签 | Text | 温度 | |
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||||
| lbl_humidity | 标签 | Text | 湿度 | |
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||||
| com_import | 下拉列表框 | | | 设置采集串口 |
|
||||
| txt_light | 文本框 | | | 显示光照度 |
|
||||
| txt_temperation | 文本框 | | | 显示温度 |
|
||||
| txt_humidity | 文本框 | Text | | 显示湿度 |
|
||||
| grp_status | 组合框 | Text | 状态栏 | |
|
||||
| lbl_light | 标签 | Text | 灯光 | |
|
||||
| lbl_curtain | 标签 | Text | 窗帘 | |
|
||||
| lbl_boardcast | 标签 | Text | 广播 | |
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||||
| lamp | 灯泡 | | | 界面电灯开关 |
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||||
| trb_curtain | 滑动条 | | | 模拟窗帘开关 |
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||||
| lbl_curtainopen | 标签 | Text | 全开 | |
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||||
| lbl_curtainclose | 标签 | Text | 全关 | |
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||||
| pic_boardcastStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 显示广播状态 |
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||||
| timer | 时间控件 | Interval | 1000 | 实现实时采集 |
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| axWindowsMediaPlayer1 | Windows媒体播放器控件 | Visible | False | 用于播放mp3音乐 |
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||||
**小贴士（axWindowsMediaPlayer 的添加方法）**：在工具箱中右键 →「选择项」→「选择工具箱项」→「COM组件」标签，勾选「Windows Media Player」→ 确定，然后从工具箱把控件拖到窗体上。
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||||
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||||
7. 引用 `System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`、`DeviceCtrlLibrary.Model`、`System.Threading`。
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||||
8. 定义变量：`bool IsOpen`、`IsLampOopen`（原文拼写）、`IsBoardcastOpen`；`ADAM4017ResModel ResModel`；`DateTime now`；四个时间点 `GetUp = DateTime.Today.AddHours(6.75)`（6:45）、`ClassBegin = AddHours(7.5)`（7:30）、`ClassEnd = AddHours(21.0)`、`Sleep = AddHours(22.0)`。
|
||||
9. Load：清空 com_import，填入串口名。
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||||
10. btn_apply_Click：在「开启情景模式」和「停止情景模式」之间切换，同时开/关 4017、4150 和 timer。
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||||
11. 写 `CheckMode()` 方法：按时间段 GetUp≤now<ClassBegin / ClassBegin≤now<ClassEnd / ClassEnd≤now<Sleep / 其他，分别对应起床 / 上课 / 回寝 / 熄灯模式。每种模式设置 lbl_mode 文字（「智慧寝室正处于起床模式」等）、灯（4150 通道1 + lamp）、广播（`new Thread(PlayMp3).Start()` 或把图片切到 off），以及 trb_curtain.Value（起床 5，上课 0，回寝 10，熄灯 10）。
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||||
12. 写 `PlayMp3()`：图片切到 on，执行 `axWindowsMediaPlayer1.URL = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "//Resources//ring.mp3"; axWindowsMediaPlayer1.Ctlcontrols.play();`，然后 `Thread.Sleep(4000)`，图片切回 off。
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||||
13. timer_Tick：`now = DateTime.Now`，`txt_time.Text = now.ToString("HH:mm:ss")`，采集并显示数据，然后调用 CheckMode()。
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||||
**知识提炼**
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||||
1. PictureBox 控件：可以加载 BMP、ICO、WMF、JPEG、GIF。表7-6 常见属性：Image（要显示的图像）、SizeMode（图像显示模式）。
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||||
2. 自定义方法：语法为 `<Access Specifier> <Return Type> <Method Name>(Parameter List) { Method Body }`，书中逐一解释了访问修饰符、返回类型（不返回值时用 void）、方法名（唯一，区分大小写）、参数列表和方法主体。示例：
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||||
```csharp
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||||
public int ADD(int x, int y)
|
||||
{
|
||||
Int s; // 原文就是大写 Int，属于书上的笔误
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||||
s=x+y;
|
||||
return s;
|
||||
}
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||||
```
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||||
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||||
**能力拓展**
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||||
**边想边做**（书147）：
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||||
> 通过「任务实施」的操作步骤，已经实现了智慧寝室各个模式的基本功能。在此基础上为程序添加报警灯（Alarm）和定时器（timer）控件，定时器时间间隔为 0.5s，报警灯默认情况下 Visible 为 false，请完善 timerAlarm_Tick 事件，使在熄灯模式下温度超过 32℃ 时启动界面报警闪烁功能。
|
||||
|
||||
提示1：根据下列代码的提示，完善 timer_Tick 事件代码。
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||||
```csharp
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||||
private void timerAlarm_Tick(object sender, EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
IsAlarmOpen = ____; // IsAlarmOpen为报警灯状态变量，每次进行切换
|
||||
alarm.OnOff(____);//切换界面报警灯状态
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
提示2：根据下列代码的提示，修改完善 CheckMode 方法的代码。
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||||
```csharp
|
||||
private void CheckMode()//切换各个模式
|
||||
{
|
||||
//上述代码省略,具体参照任务实施部分代码
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
lbl_mode.Text = "智慧寝室正处于熄灯模式";
|
||||
if (IsLampOopen == true)
|
||||
{
|
||||
IsLampOopen = false;
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.OnOff(1, false);
|
||||
lamp.OnOff(false);
|
||||
}
|
||||
if (IsBoardcastOpen == true)
|
||||
{
|
||||
IsBoardcastOpen = false;
|
||||
pic_boardcastStatus.Image = Properties.Resources.switch_off;
|
||||
}
|
||||
trb_curtain.Value = 10;
|
||||
if (____)//温度较高开启报警
|
||||
{
|
||||
alarm.Visible = true;//设置报警灯控件alarm为显示状态
|
||||
____//开启报警灯闪烁定时器timerAlarm启动
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
____//设置报警灯控件alarm为不显示状态
|
||||
timerAlarm.Stop();//停止报警灯闪烁定时器timerAlarm
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
这道题要用到教材类库的 **Alarm 控件**（名为 `alarm`），它有 `OnOff(bool)` 方法和 `Visible` 属性；还要第二个 Timer `timerAlarm`，Interval=500。
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||||
|
||||
**自主探究**（书148）：
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||||
> 在光照度和温湿度的基础上，实现对气压（airPressure）和空气质量（airQuality）变化的监测，打开关闭的窗户并启动排风系统。
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||||
### 任务3 实现智慧会议室（书148–155 / PDF 149–156）
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**任务描述**：会议室有会议、讨论、展示三种情景。采集光照度、温度、湿度、空气质量等数据，按预设值控制灯光、窗帘、广播。预约时间到达后：
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- 会议模式：开灯光、窗帘、主传声器，关客传声器
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||||
- 讨论模式：开灯光、窗帘、主传声器、客传声器
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||||
- 展示模式：开灯光、主传声器，关窗帘和客传声器
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||||
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||||
窗帘用滑块条模拟，主、客传声器用控件模拟。
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||||
**任务实施**
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1–4. 与前面相同，项目名「会议模式」，保存到 `D:\物联网编程与应用\项目7\任务3\`，复制 dll 到 `...\会议室情景模式\bin\Debug\`。书上项目名和文件夹名不一致，原文如此。
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5. 添加资源 `switch_off.png`、`switch_on.png`。
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||||
6. 按图7-5建窗体（标题「智慧会议室情景模式」）：
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- 顶部「模式选择」组：当前时间「19:46:41」、标签「智慧会议室未开启情景模式」、复选框「拍照记录」；一行「[13]时[20]分[00]秒将会有场 [会议▼] [预约] [退出]」
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||||
- 左侧「采集量」组：串口、光照度、温度、湿度、气压、空气质量，以及「摄像头IP地址」文本框 192.168.14.131
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||||
- 右侧「状态栏」组：窗帘 TrackBar（全开/全关）、灯光开关图片 + 灯泡、「传声器」两个开关（主、客）
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表7-7 窗体界面控件属性：
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| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|---|
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| frm_control | 窗体 | Text | 智慧会议室情景模式 | |
|
||||
| grp_mode | 组合框 | Text | 模式选择 | |
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| lbl_time | 标签 | Text | 当前时间：00:00:00 | |
|
||||
| lbl_mode | 标签 | Text | 智慧会议室未开启情景模式 | |
|
||||
| chk_record | 复选框 | Text | 拍照记录 | 设置拍照开关 |
|
||||
| txt_hour | 文本框 | Text | 13 | 设置预约时间的小时数 |
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||||
| txt_minute | 文本框 | Text | 20 | 设置预约时间的分钟数 |
|
||||
| txt_second | 文本框 | Text | 00 | 设置预约时间的秒数 |
|
||||
| lbl_hour | 标签 | Text | 时 | |
|
||||
| lbl_minute | 标签 | Text | 分 | |
|
||||
| lbl_second | 标签 | Text | 秒将会有场 | |
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||||
| com_mode | 下拉列表框 | Text | 会议 | 选择模式 |
|
||||
| btn_reserve | 按钮 | Text | 预约 | 预约模式 |
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||||
| btn_exit | 按钮 | Text | 退出 | 退出模式 |
|
||||
| grp_input | 组合框 | Text | 采集量 | |
|
||||
| lbl_import | 标签 | Text | 串口 | |
|
||||
| com_import | 下拉列表框 | | | 设置采集串口 |
|
||||
| lbl_light | 标签 | Text | 光照度 | |
|
||||
| lbl_temperation | 标签 | Text | 温度 | |
|
||||
| lbl_humidity | 标签 | Text | 湿度 | |
|
||||
| lbl_airPressure | 标签 | Text | 气压 | |
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||||
| lbl_airQuality | 标签 | Text | 空气质量 | |
|
||||
| lbl_CO2 | 标签 | Text | CO₂浓度 | |
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||||
| txt_light | 文本框 | | | 显示光照度 |
|
||||
| txt_temperation | 文本框 | | | 显示温度 |
|
||||
| txt_humidity | 文本框 | Text | | 显示湿度 |
|
||||
| txt_airPressure | 文本框 | Text | | 显示气压 |
|
||||
| txt_airQuality | 文本框 | Text | | 显示空气质量 |
|
||||
| txt_CO2 | 文本框 | Text | | 显示CO₂浓度 |
|
||||
| lbl_camera | 标签 | Text | 摄像头IP地址 | |
|
||||
| txt_camera | 文本框 | Text | 192.168.14.131 | 设置摄像头IP地址 |
|
||||
| grp_status | 组合框 | Text | 状态栏 | |
|
||||
| lbl_light | 标签 | Text | 灯光 | |
|
||||
| lbl_curtain | 标签 | Text | 窗帘 | |
|
||||
| lbl_boardcast | 标签 | Text | 传声器 | |
|
||||
| lamp | 灯泡 | | | 模拟电灯开关 |
|
||||
| trb_curtain | 滑动条 | | | 模拟窗帘开关 |
|
||||
| lbl_curtainopen | 标签 | Text | 全开 | |
|
||||
| lbl_curtainclose | 标签 | Text | 全关 | |
|
||||
| pic_lightsStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 控制并显示电灯状态 |
|
||||
| pic_mainMicrophone | 图片框 | Image | Switch_off.png | 控制并显示主传声器状态 |
|
||||
| pic_subMicrophone | 图片框 | Image | Switch_off.png | 控制并显示客传声器状态 |
|
||||
| timer | 时间控件 | Interval | 2000 | 实现实时采集 |
|
||||
|
||||
注意：图7-5 截图里没有 CO₂ 那一行。
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||||
|
||||
7. 引用 `System.IO`、`System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`、`DeviceCtrlLibrary.Model`。
|
||||
8. 定义变量：`bool IsLightsOpen`、`IsmainMicrophoneOpen`、`IssubMicrophoneOpen`、`IsInitialized`；`ADAM4017ResModel ResModel`；`DateTime now`；`DateTime reserve = DateTime.Now.AddDays(1)`（默认设为明天，防止出现「假预约」）；`Image ReadImage = null`。
|
||||
9. Load：清空 com_import 和 com_mode，com_mode 加入「会议」「讨论」「展示」，启动 timer。如果 `BaseDirectory + "Camera/"` 不存在就创建。然后 `DeviceCtrlHelper.ipCameraHelper.ImageRead += ipCameraHelper_ImageRead;` 绑定监控事件。
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||||
10. `void ipCameraHelper_ImageRead(ImageReadEvenArgs e) { ReadImage = e.img; }`
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||||
11. btn_reserve_Click：`reserve = DateTime.Today.AddHours(时).AddMinutes(分).AddSeconds(秒)`（逐行调用 Convert.ToInt16）。
|
||||
12–14. pic_lightsStatus / pic_mainMicrophone / pic_subMicrophone 的 Click：手动开关切换。
|
||||
15. `ChooseMode()`：`lbl_mode.Text = "智慧会议室已开启" + com_mode.Text + "模式"`，然后 switch 三种模式设置灯、窗帘（0 开 / 10 关）、主客传声器图片。
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||||
16. timer_Tick：每次 Tick 都执行 `adam4017Helper.Open(com_import.Text)` 和 `adam4150Helper.Open(...)`，然后显示时间、采集光照/温度/湿度/气压（airPressureValue）/空气质量（airQualityValue）。当 `now >= reserve` 时：如果还没初始化，就 ChooseMode()；若 chk_record 勾选，则 `ipCameraHelper.Open(txt_camera.Text, "admin", "")` 加 `ipCameraHelper.Start()`；然后 IsInitialized=true。在 `now.Second == 0 && now.Minute % 5 == 0` 时，执行 `ReadImage.Save(BaseDirectory + "Camera/" + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HH mm ss") + ".jpg")`。
|
||||
17. btn_exit_Click：停止 timer，reserve 设为明天，`chk_record.Enabled=false`，关灯，`trb_curtain.Value=0`（注释写的是「关闭窗帘」，但 0 实际是全开），关主客传声器，IsInitialized=false，关闭 4150、4017，`ipCameraHelper.Stop()`。
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||||
|
||||
**知识提炼**：`+=` 在 C# 中有两种用法：一是复合赋值（`i+=1` 即 `i=i+1`）；二是注册/订阅事件，如 `winForm.Closed += new EventHandler(child_Closed);`，变量句柄类型为 EventHandler。用 `-=` 取消订阅。事件发生时，处理程序集合中的所有方法依次调用。
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||||
|
||||
**能力拓展**
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||||
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||||
**边想边做**（书155）：
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||||
> 通过「任务实施」的操作步骤，已经实现了智慧会议室的基本配置。现在修改程序：通过增加一个文本框控件 txt_duration 获取预约时长（单位 min），实现预约时间内设备的开启，预约时间结束后则关闭设备。请根据下列提示，实现上述功能。
|
||||
> 提示：根据以下提示，完善 timer_Tick 事件
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||||
|
||||
```csharp
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||||
private void timer_Tick(object sender, EventArgs e)
|
||||
{
|
||||
//以上代码忽略，详见任务实施timer_Tick事件代码
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||||
if (now >= reserve && ____)//是否在预约时间段内，txt_duration的Text属性接收预约时长
|
||||
{
|
||||
if (!IsInitialized)
|
||||
{
|
||||
ChooseMode();//进入选择的模式
|
||||
//此部分代码忽略，详见任务实施timer_Tick事件代码
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else//预约时间外关闭设备
|
||||
{
|
||||
____//停止timer定时器
|
||||
____//修改reserve变量为明天，防止初始值小于当前时间的假预约情况
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||||
chk_record.Enabled = false;
|
||||
pic_lightsStatus.Image = Properties.Resources.switch_off;//转换灯光图片
|
||||
lamp.OnOff(false);//关闭界面灯光
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.OnOff(1, false);//关闭1通道灯
|
||||
trb_curtain.Value = 0;//关闭窗帘
|
||||
pic_mainMicrophone.Image = Properties.Resources.switch_off;//关闭主传声器
|
||||
pic_subMicrophone.Image = Properties.Resources.switch_off;//关闭客传声器
|
||||
IsInitialized = false;//初始化状态
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4150Helper.Close();
|
||||
DeviceCtrlHelper.adam4017Helper.Close();//关闭串口
|
||||
DeviceCtrlHelper.ipCameraHelper.Stop();//关闭视频监控
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
（原文印刷错误：`lam•p.OnOff(false)` 应为 `lamp.OnOff(false)`。另外这道题的逻辑有缺陷：预约时间到达之前，timer 也会走进 else 分支把 timer 停掉。）
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||||
|
||||
**自主探究**（书155）：
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||||
> 在「边想边做」的基础上，为程序增加下列功能：当开启情景模式时，若时间早于 6 时或晚于 18 时，则窗帘自动关闭，打开照明灯。
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||||
### 项目7 项目评价（书156）
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| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
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|---|---|---|
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| 任务1 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
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| 任务1 | 数据显示 | 能实时显示环境数据 |
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| 任务1 | 自动控制 | 能根据环境数据的变化实时控制智能设备 |
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| 任务2 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
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||||
| 任务2 | 数据显示 | 能实时显示环境数据 |
|
||||
| 任务2 | 自动控制 | 能根据时间段的变化判断寝室情景实时控制智能设备 |
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||||
| 任务3 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
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| 任务3 | 数据显示 | 能实时显示环境数据 |
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||||
| 任务3 | 实现预约时段后开启自动控制功能 | 能根据预约时间控制智能设备 |
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||||
| 任务3 | 监控抓取 | 能定时实现监控数据的抓取 |
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||||
| 职业素养 | 代码书写规范 | 应该遵从结构化的要求，采用缩进的格式 |
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||||
| 职业素养 | 注释书写规范 | 做到清晰，准确地描述内容。对于程序中复杂的部分必须有注释加以说明。注释量要适中，避免过多或过少导致阅读困难 |
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||||
| 职业素养 | 变量命名规范 | 选择有意义的英文进行命名，使变量名能清楚地表达其含义。尽量少使用人名、地名和汉语拼音。应使用那些约定俗成的缩写。多个单词组成的变量名，每个单词的首字母应该大写 |
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后面是「个人学习总结」（项目学习情况 / 心得与反思）。表格没有分值。
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### 项目7 书与参考代码的差异 / 模拟器要点
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- **任务1 pic_lightsStatus_Click 的判断条件，书上写反了**：书上是 `if (!IsLampOpen) { 关灯 } else { 开灯 }`，参考代码 `项目7/任务一/任务1/教室情景模式/教室情景模式/教室情景模式.cs` 是 `if (IsLampOpen) { 关灯 }`。按书上写，点了灯不会亮。
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||||
- 任务1参考工程里的窗体文件叫 `教室情景模式.cs`，不是 Form1.cs。参考 Designer 中 `trb_airconditione` 的 Minimum=18、Maximum=32、Value=18，书上表格没写这几个值，起始模板要加上。timer.Interval 两边都是 2000。
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||||
- 任务2：`PlayMp3` 在后台线程里直接改 `pic_boardcastStatus.Image` 并调用 WMP 控件。书上和参考代码都没有设置 `CheckForIllegalCrossThreadCalls=false`，也没有用 Invoke（Release 版本能跑，调试时会报跨线程异常）。模拟器要么允许跨线程访问 UI，要么自动封送到 UI 线程。参考 Designer 里多了一个 `alarm1`（`WinFormsDeviceControlLibrary.Alarm`，尺寸 7×6），可能是给「边想边做」预留的。
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||||
- **模拟器需要支持的控件和 API**（从代码本身看不太出来）：
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- `WinFormsDeviceControlLibrary.Lamp`：`OnOff(bool)`
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||||
- `WinFormsDeviceControlLibrary.Alarm`：`OnOff(bool)`、Visible（任务2拓展用）
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||||
- **AxWindowsMediaPlayer（COM 控件）**：`URL` 属性、`Ctlcontrols.play()`，要能播放资源里的 `ring.mp3`，可以简化为提示音或「广播中」动画
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||||
- `Properties.Resources.switch_on/switch_off`（png 图片资源）
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||||
- `System.Threading.Thread`、`Thread.Sleep`
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||||
- `ADAM4017ResModel` 的字段：`lightValue`、`temperatureValue`、`humidityValue`、`airPressureValue`、`airQualityValue`，都是 string。参考代码注释里还提到 `CO2Value`，书上表格有 txt_CO2，但代码里从没赋值
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||||
- `adam4150Helper.OnOff(通道, bool)`
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- `ipCameraHelper.Open(ip, uid, pwd)`、`.Start()`、`.Stop()`、`ImageRead` 事件（参数类型 `ImageReadEvenArgs`，字段 `.img`，类型为 Image）、`Image.Save(path)`；以及 `Directory.Exists`、`Directory.CreateDirectory`、`AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory`
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- 任务2 依赖真实时钟（6:45 / 7:30 / 21:00 / 22:00），任务3 依赖预约时间和「每5分钟整点拍照」。模拟器最好提供**可调的模拟时钟**，否则学生很难测试各种模式
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- 任务3：书上和参考代码的 Load 都**没有往 com_import 填串口名**（注释里写了但代码没做），而 timer 从 Load 起就在跑，并且每个 Tick 都 Open 一次串口。参考代码 timer.Interval=1000，书上表格是 2000。两边都没有给 `txt_CO2` 赋值。ChooseMode 只改了图片，没有同步 IsLightsOpen 等状态变量，所以模式切换后手动点开关时第一次点击状态会对不上（书上和参考代码都这样）。
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## 项目8 智慧校园管理平台开发（书157–186）
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**项目概述**：综合前面7个项目，做一个智慧校园管理平台，对校园物联网设备和信息化做监控和管理，方便管理部门实时监控、处理突发事件，界面要友好。
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**学习目标**：
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- 理解平台各功能模块的用途及模块间的相互关系
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- 掌握各界面设计以及图标绘制的方法
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- 能根据实际应用需求完成物联网应用界面设计
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- 能对传感器采集的数据做简单分析
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- 能识别系统开发中的常见错误与系统故障，掌握基本排查方法
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- 养成严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度
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- 培养坚韧不拔、勇于面对困难的品质
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本项目各任务**都没有「知识提炼」和「能力拓展」**，只有任务描述和任务实施，最后是项目评价。
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### 任务1 制作管理平台的主界面（书157–159 / PDF 158–160）
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**任务描述**：主界面提供所有功能的入口，要求简洁、易学、好用。包含两个入口：校园环境、校园安防。
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**任务实施**
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1. 新建 WinForms 项目「智慧校园」，保存到 `D:\物联网编程与应用\项目8\任务1\`。
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2. 把「综合实训」文件夹下的 Resources 文件夹复制到 `...\智慧校园\bin\Debug`，并在解决方案中导入。参考工程对应的是 `项目8/Resources`。
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3. 设置窗体属性。表8-1 窗体属性：
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| 属性名 | 属性值 |
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|---|---|
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| Name | Main |
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| FormBorderStyle | none |
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| StartPosition | CenterScreen |
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4. 加两个 Panel：
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- panel1：BackColor = 53,147,237，Dock = Top；里面放一个 PictureBox，SizeMode = StretchImage，Image = `Resources/ico_title.png`（「智慧校园」标题图）
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- panel2：Dock = Fill，BackgroundImageLayout = Stretch，BackgroundImage = `Resources/bg_home.png`（校园建筑照片）
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效果见图8-1。
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5. 在 panel2 上放 3 个 PictureBox（效果见图8-2，三个方形图标：校园环境/树、校园安防/盾牌、退出/箭头）：
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表8-2 校园环境图片框属性：
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| 属性名 | 属性值 |
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|---|---|
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| Name | pic_environment |
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| BackColor | Transparent |
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| Image | 智慧校园.Properties.Resources.icon_02 |
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表8-3 校园安防图片框属性：
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| 属性名 | 属性值 |
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|---|---|
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| Name | pic_security |
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| BackColor | Transparent |
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| Image | 智慧校园.Properties.Resources.icon_03 |
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表8-4 退出图片框属性：
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| 属性名 | 属性值 |
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|---|---|
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| Name | pic_exit |
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| BackColor | Transparent |
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| Image | 智慧校园.Properties.Resources.icon_04 |
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6. pic_exit 的 Click：`this.Close();`
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### 任务2 制作「校园环境」界面（书159–164 / PDF 160–165）
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**任务描述**：实时采集温度、湿度等气象信息并推送到 LED 屏；监测火焰、烟雾等安防信息，一旦有险情第一时间推送到 LED 预警；根据光照度自动开关路灯；对历史气象数据做分析比较。
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**任务实施**（本任务只做界面）
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1. 新建窗体 Environment，并调整大小。表8-5 Environment 窗体属性：
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| 属性名 | 属性值 |
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|---|---|
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| Name | Environment |
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| FormBorderStyle | none |
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| StartPosition | CenterScreen |
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2. 布局 Panel：
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- panel1：BackColor = 100,116,133，Dock = Top，内放 PictureBox（StretchImage，`ico_title.png`）
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- panel2：Dock = Fill，panel2 里再放 panel3（Dock = Top）
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效果见图8-3。
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3. panel3：BackColor = 229,229,229，上面放标签 `lb_return`，Text =「<返回主窗体」（图8-4）。
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4. panel3 下方放 `panel_bg`：Dock = Fill，BackgroundImageLayout = Stretch，BackgroundImage = `day_02.png`（带路灯的建筑图，图8-5）。
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5. 在 panel_bg 上放 `panel5`（Dock = Bottom），控件见表8-6，界面见图8-6：一行「环境数据 火焰[ ] 烟雾[ ] 光照度[ ] 温度[ ] 湿度[ ] [数据分析] [推送天气信息]」。
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表8-6 窗体控件：
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| 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|
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| 文本框 | Name | txt_fire | 显示火焰值文本框 |
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| 文本框 | Name | txt_smoke | 显示烟雾值文本框 |
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| 文本框 | Name | txt_light | 显示光照度值文本框 |
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| 文本框 | Name | txt_temperature | 显示温度值文本框 |
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| 文本框 | Name | txt_humidity | 显示湿度值文本框 |
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| 按钮 | Name | 数据分析 | 数据分析按钮 |
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| 按钮 | Name | 推送天气信息 | 推送天气信息按钮 |
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| 其余均为标签 | | | |
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（书上把按钮的「Name」写成了中文文字。参考代码中的实际名字是 `btn_dataAnalyse`（Text「数据分析」）和 `btn_ledEnvironment1`（Text「推送天气信息」）。）
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6. 在 panel_bg 上放 `panel_form`：BackColor = Transparent，BackgroundImage = `bg_form2.png`，Dock = Right（图8-7）。参考资源里的文件名是 `bg_from2.png`，书上写成了 bg_form2。
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7. 在 panel_form 上做两个模块（图8-8）：
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- 「路灯控制」组：复选框「自动控制」、「设定开灯光照度值 [ ] lx」、「灯光控制 [开关]」
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- 「LED推送」组：「LED信息」多行文本框、复选框「自动推送火情」、按钮「推送LED信息」「推送天气信息」
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表8-7 panel_form 里面主要控件的属性设置：
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| 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
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|---|---|---|---|
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| 复选框 | Name | ch_autoLamp | 自动控制复选框 |
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| 复选框 | Text | 自动控制 | |
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| 文本框 | Name | txt_autoLight | 设置控制开灯的光照度值 |
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| 图片框 | Name | pic_lampOpen | 灯光控制图片框 |
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| 图片框 | BackColor | Transparent | 灯光控制图片框 |
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| 图片框 | BackgroundImage | 智慧校园.Properties.Resources.switch_off | 灯光控制图片框 |
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| 复选框 | Name | ch_autoLedFire | 自动推送火情复选框 |
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| 复选框 | Text | 自动推送火情 | |
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| 按钮 | Name | 推送天气信息 | 推送天气信息按钮 |
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| 按钮 | Name | 推送LED信息 | 推送LED信息按钮 |
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| 文本框 | Name | txt_ledMsg | LED信息文本框 |
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| 其余控件 | BackColor | Transparent | |
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（参考代码中按钮名为 `btn_ledEnvironment2`（推送天气信息）和 `btn_ledSendMsg`（推送LED信息）。）
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8. 在 panel_bg 上加 **Chart 图表控件 chart1**：
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- Legends 加两项：`MaxLegend`、`AVGLegend`
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- Series 设置（图8-9、图8-10「Series 集合编辑器」）：
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| Series | XValueMember | YValueMembers | ChartArea | ChartType | IsVisibleInLegend | Legend | LegendText |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| MaxSeries | _Time | MaxTemperature | ChartArea1 | Line | True | MaxLegend | 最大值 |
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| AVGSeries | _Time | AVGTemperature | ChartArea1 | Line | True | AVGLegend | 平均值 |
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另外 XValueType=Auto，YValuesPerPoint=1，YValueType=Auto。完整效果见图8-11：左下方是折线图（Y 轴 0–100，X 轴 1–8，图例「平均值」「最大值」），右侧是控制面板。
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### 任务3 实现「校园环境」数据采集及数据分析功能（书164–174 / PDF 165–175）
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**任务描述**：实现数据库的查询分析，并把结果显示到界面上。
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**任务实施**（代码在参考工程 `项目8/智慧校园/智慧校园/` 里都有，这里只列步骤）
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1. 导入数据采集相关 dll；新建 `AppSet` 类和 `SQLHelpers` 文件夹，文件夹里放 `SQLBLL`、`SQLHelper` 两个类。
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2. AppSet.cs 内容：串口 `ADAM4017_COM="COM2"`、`ADAM4150_COM="COM3"`、`LED_COM="COM5"`、`ZigBee_COM="COM4"`；摄像机 `Camera_Ip="192.168.1.100"`、`Camera_Uid="admin"`、`Camera_Pwd=""`；`SqlConn="Data Source=.;Initial Catalog=WisdomCampus;User ID=sa;Password=123"`。
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**小贴士**：运行前先配置好数据库。在「综合实训」文件夹找到数据库文件 WisdomCampus，附加到数据库中；设置用 **sa 用户登录、密码 123**；导入程序运行需要的库文件；按串口设置连接好对应串口。
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3–4. SQLHelper（引用 System.Data.SqlClient、System.Drawing、System.IO）：
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- `strConn = AppSet.SqlConn`
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- `SaveData(sql, DataTable)`：SqlDataAdapter + SqlCommandBuilder + Update
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- `getData(sql, params SqlParameter[])` 返回 DataSet
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- `getData(SqlCommand)`
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- `Exec(sql, params SqlParameter[])`：ExecuteNonQuery，异常时返回 −1
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5–6. SQLBLL：
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- `SecurityUpData(Image)`：用 MemoryStream 把图片存成 Jpeg 字节，执行 `INSERT INTO SecurityData (EvenTime,EvenImage) VALUES (@time, @img)`
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- `GetSecurityData(DateTime startDate, DateTime endDate)` 返回 `Dictionary<string, Image>`：执行 `SELECT * FROM SecurityData WHERE EvenTime between @time_start and @time_end`，end 拼成「年/月/日 23:59:59」，然后 `Image.FromStream(new MemoryStream((byte[])...))`。书上这段有笔误 `eturn ImgDictionary;`
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- `EnvironmentUpData(bool fire, bool smoke, string light, string temperature, string humidity)`：执行 `INSERT INTO EnvironmentData (Fire, Smoke, Temperature, Humidity, Light, _Time) VALUES (@fire,@smoke,@temperature,@humidity,@light,@time)`
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- `GetEnvironmentGraphData()`：执行 `SELECT TOP 7 CONVERT(varchar(10),_Time,120) AS _Time, ROUND(Max(Temperature),2) AS MaxTemperature, ROUND(AVG(Temperature),2) AS AVGTemperature FROM EnvironmentData GROUP BY CONVERT(varchar(10),_Time,120) ORDER BY CONVERT(varchar(10),_Time,120) DESC`
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7. 在 SQLBLL 文件中加 `class SQLRes { string Msg; bool Result; }`。
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8–9. 主窗体引用 DeviceCtrlLibrary。Main_Load 中依次执行 `adam4017Helper.Open(AppSet.ADAM4017_COM)`、`adam4150Helper.Open(AppSet.ADAM4150_COM)`、`zigBeeHelper.Open(AppSet.ZigBee_COM)`、`ledHelper.OpenLedCom(AppSet.LED_COM)`，全部包在 try/catch 里。
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10. pic_environment_Click：`new Environment().Show();`
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11–12. Environment 引用 DeviceCtrlLibrary、DeviceCtrlLibrary.Model、智慧校园.SQLHelpers、System.Threading；字段有 `Thread thread`、`SynchronizationContext _main`、`ADAM4017ResModel ResModel_4017`、`ADAM4150ResModel ResModel_4150`、`double environmentLight, setLight`、`bool IsAuto_Lamp, IsAuto_FireMsg, IsLampOpen`。
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13. Environment_Load：`chart1.Visible=false`；`thread = new Thread(new ThreadStart(Tick))`；`_main = WindowsFormsSynchronizationContext.Current`；`thread.Start()`。
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14. `Tick()` 是一个 while(true) 循环：
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- 采集 4017，`Thread.Sleep(500)`，再采集 4150
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- 通过 `_main.Send(_ => {...}, null)` 回到 UI 线程更新显示：`txt_fire = fireValue ? "发生火情" : "正常"`，`txt_smoke = smokeValue ? "发生烟情" : "正常"`，以及光照、温度、湿度
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- 自动路灯：`double.TryParse(lightValue, out environmentLight)`；当 IsAuto_Lamp 为真且 environmentLight < setLight 时 `LampOnOff(1,true)`，否则 `LampOnOff(1,false)`
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- 自动推送火情：火且烟时推送「发生严重火灾」，只有火时推送「发现火情」，只有烟时推送「发现烟情」，都用 `ledHelper.SendLedString`
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- 调用 `SQLBLL.EnvironmentUpData(...)` 上传数据，然后 `Thread.Sleep(5000)`
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15. `LampOnOff(int RelayNum, bool IsOpen)`：调用 `zigBeeHelper.OnOff(RelayNum, IsOpen)`，再用 `_main.Send` 切换背景：开灯时 `panel_bg.BackgroundImage = day_01`、`pic_lampOpen.BackgroundImage = switch_on`，关灯时换成 `day_02` 和 `switch_off`。
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16. Environment_FormClosed：`thread.Suspend(); thread = null;`
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17. btn_dataAnalyse_Click：按钮文字为「数据分析」时，`chart1.DataSource = SQLBLL.GetEnvironmentGraphData(); chart1.DataBind(); chart1.Visible = true;`，并把按钮改为「关闭图表」；为「关闭图表」时反过来。
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18. 两个「推送天气信息」按钮：`SendLedString("当前温度:" + temperatureValue + "℃ 湿度:" + humidityValue + "%")`。
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19. pic_lampOpen_Click：根据 IsLampOpen 调用 LampOnOff 切换，然后 `IsLampOpen = !IsLampOpen`。
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20. 「推送LED信息」按钮：`SendLedString(txt_ledMsg.Text)`。
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21. txt_autoLight_TextChanged：`double.TryParse(txt_autoLight.Text, out setLight)`。
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22. ch_autoLamp_CheckedChanged：`IsAuto_Lamp = ch_autoLamp.Checked;`
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23. 书上写「在 ch_autoLamp 的 CheckedChanged 事件中输入」`IsAuto_FireMsg = ch_autoLedFire.Checked;`。这里书上写错了，应该是 **ch_autoLedFire** 的 CheckedChanged。
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### 任务4 实现「校园安防」功能模块（书174–180 / PDF 175–181）
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**任务描述**：实时监控，有人入侵时摄像机抓拍，把非法入侵人员拍照记录下来。
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**任务实施**
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1. 添加窗体 `Security.cs` 和 `SecurityCameraData.cs`，Security 的顶部按任务2的方法布局（图8-12：标题栏 +「<返回主窗体」）。
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2. 加 `panel_bg`：Dock = Fill，BackColor = White。
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3. panel_bg 上加 `panel_bg_video`：BackColor = DimGray。
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4. panel_bg_video 上加 PictureBox `pic_video`：BackgroundImage = `icon_monitor.png`，BackgroundImageLayout = Center。
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5. panel_bg_video 上再加 Label「入侵：」和 Label `lb_infrared`（Text = 「N/A」），效果见图8-13。
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6. panel_bg 上加 `panel_video_ctrl`：BackgroundImage = `panel_video_ctrl.png`（圆形方向盘底图），Layout = Stretch。
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7. panel_video_ctrl 上加 4 个 PictureBox：`pic_up`、`pic_down`、`pic_left`、`pic_right`，BackgroundImage 分别为 `btn_arrow_up_normal.png`、`btn_arrow_down_normal.png`、`btn_arrow_left_normal.png`、`btn_arrow_right_normal.png`，Layout = Stretch（图8-14）。
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8. panel_bg 上加按钮 `btn_camera`（Text「拍照」）、`btn_history`（Text「查看历史图像」），完整效果见图8-15。
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9. 引用 System.IO、System.Threading、DeviceCtrlLibrary、智慧校园.SQLHelpers。
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10. 字段：`bool IsInfrared`；`string ImgDir = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "Camera\\"`；`Thread thread`；`SynchronizationContext _main`；`Image img = null`。
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11. `tick()` 是 while(true) 循环：执行 `IsInfrared = adam4150Helper.SetData().infraredValue`；通过 `_main.Send` 设置 `lb_infrared.Text = IsInfrared ? "发现入侵" : "正常"`；若有入侵且 img 不为 null，执行 `SQLBLL.SecurityUpData(img)`；然后 `Thread.Sleep(1000)`。
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12. `ipCameraHelper_ImageRead(ImageReadEvenArgs e)`：`img = e.img; pic_video.Image = e.img;`（在相机回调线程里直接设置 UI）。
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13. Security_Load：`ipCameraHelper.Open(AppSet.Camera_Ip, Camera_Uid, Camera_Pwd)`，`ImageRead += ...`，`Start()`；启动线程；ImgDir 不存在时创建。
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14. Security_FormClosed：`ipCameraHelper.Stop(); ipCameraHelper.Close(); thread.Suspend(); thread = null;`
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15. 「拍照」按钮：`pic_video.Image.Save(ImgDir + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HHmmss") + ".jpg"); SQLBLL.SecurityUpData(pic_video.Image);`
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16. 「查看历史图片」按钮：`new SecurityCameraData().ShowDialog();`
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17–20. 四个方向图片的 MouseDown / MouseUp：MouseDown 时 BackgroundImage 换成 `btn_arrow_xx_press` 并调用 `ipCameraHelper.PanUp()`（或 PanDown / PanLeft / PanRight）；MouseUp 时换回 `_normal`，并**再调用一次同一个 Pan 方法**。书上和参考代码都这样写，可能这个 API 是开始/停止切换式的。
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21. 主窗体 pic_security 的 Click：`new Security().Show();`
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22. lb_return 的 Click：`this.Close();`
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### 任务5 实现「校园安防」模块中显示历史图片的功能（书181–185 / PDF 182–186）
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**任务描述**：从数据库中查出非法入侵时拍下的照片，按时间快速定位目标人物。
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**任务实施**
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1. SecurityCameraData 窗体：StartPosition = CenterScreen，FormBorderStyle = none。
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2. 加 `Panel1`：BackColor = 100,116,133，Dock = Top。上面放 label1（Text「历史报警记录」，ForeColor = White）和 PictureBox `pic_close`（BackgroundImage = `windowstate_closed_hover.png`，Layout = Center），效果见图8-16。
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3. Panel1 下方加 `panel_toolBar`：BackColor = 229,229,229。上面放两个标签（「开始时间」「结束时间」）、`dateTimePicker1`、`dateTimePicker2`，以及按钮 `btn_get`（Text「查询」），效果见图8-17。
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4. 加 PictureBox `pic_camera`：BackColor = 64,64,64。上面放标签 `lb_noData`（Text「NO DATA」，ForeColor = Red，BackColor = 64,64,64，字号 48）和标签 `lb_time`（Text「TIME」，ForeColor = Red，BackColor = 64,64,64），效果见图8-18。
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5. 在 pic_camera 上加两个 PictureBox `pic_up`、`pic_down`：Image 分别为 `arrow_left_normal.png`、`arrow_right_normal.png`，SizeMode = CenterImage（图8-19：左右翻页箭头）。
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6. 引用 DeviceCtrlLibrary、智慧校园.SQLHelpers。
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7. 字段：`Dictionary<string, Image> ImgDictionary`、`int index = -1`、`Image img`、`List<string> Keys`。
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8. `ImageChanged(char UpOrDown = '+')`：按 '+' 或 '-' 移动 index 并循环取模，然后 `TryGetValue(Keys[index], out img)`，`pic_camera.Image = img; lb_time.Text = Keys[index];`。
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9. `GetData()`：用 dateTimePicker1/2 的 Value 调用 `SQLBLL.GetSecurityData(...)`，index 置为 -1；没有数据时显示 lb_noData 并 return，否则隐藏 lb_noData，把所有 key 加进 Keys，再调用 ImageChanged()。
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注意：Keys 每次查询都没有 Clear，重复查询会越积越多，书上原样如此。
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10. Load：`pic_up.Parent = pic_camera; pic_down.Parent = pic_camera; pic_up.Location = new Point(20,0); pic_down.Location = new Point(560,0); GetData();`
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11. btn_get 的 Click：`GetData();`
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12. pic_up 的 Click：`ImageChanged('-');`
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13. pic_down 的 Click：`ImageChanged();`
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14. pic_close 的 Click：`this.Close();`
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### 项目8 项目评价（书185–186）
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| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
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|---|---|---|
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| 任务1 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务1 | 功能实现 | 实现退出功能 |
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| 任务2 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务2 | 功能实现 | 路灯能手动、自动控制；实现多个LED信息推送功能；图表能正确显示数据 |
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| 任务3 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务3 | 功能实现 | 人体入侵有文字提示；摄像机能正常打开并可调整方向；摄像机能拍照并保存图片 |
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| 任务4 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务4 | 功能实现 | 能根据日期查找历史照片并显示；照片能根据图片按钮切换 |
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| 任务5 | 窗体界面 | 界面布局合理，美观大方，符合使用者的习惯 |
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| 任务5 | 功能实现 | 能正确查找时间段内的历史图片并显示 |
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| 职业素养 | 界面设计规范 | 总体原则以用户为中心，有良好的视觉特征，为用户提供直接而直观的入口，界面美观简洁，风格统一 |
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| 职业素养 | 代码书写规范 | 应该遵从结构化的要求，采用缩进的格式 |
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| 职业素养 | 注释书写规范 | 做到清晰、准确地描述内容。对于程序中复杂的部分必须有注释加以说明。注释量要适中，避免过多或过少导致阅读困难 |
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| 职业素养 | 变量命名规范 | 选择有意义的英文进行命名，使变量名能清楚地表达其含义。尽量少使用人名、地名和汉语拼音。应使用那些约定俗成的缩写。多个单词组成的变量名，每个单词的首字母应该大写 |
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| 职业素养 | 界面常用控件命名约定 | 窗体控件命名以控件名称缩写前3个字母开头，以具有代表含义的词来命名，其形式为：控件缩写（前3个字母）+命名（具有代表含义的单词） |
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| 职业素养 | 电工安全操作规范 | 所有路灯安装操作必须断电，电线接头必须用绝缘包布包扎好，规范使用各类工具 |
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注意：这张评价表的任务编号和正文错开了一位。表中「任务2」包含了正文任务2（界面）和任务3（路灯、LED、图表）的功能；表中「任务3」对应正文的**任务4 安防**；表中「任务4」「任务5」都在说正文的**任务5 历史图片**。表格没有分值，后面是「个人学习总结」。
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### 项目8 书与参考代码的差异 / 模拟器要点
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- **参考代码不完整**（`项目8/智慧校园/智慧校园/Environment.cs`）：
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- `btn_ledSendMsg_Click`（书步骤20：推送 txt_ledMsg）是**空方法**
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- `ch_autoLamp_CheckedChanged`（书步骤22）是**空方法**
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- `ch_autoLedFire` 没有绑定任何 CheckedChanged 处理程序（书步骤23）
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所以参考程序里「自动控制」和「自动推送火情」两个复选框不起作用。做平台时以书为准补全。
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- 书上步骤23的控件名写错了（ch_autoLamp 应为 ch_autoLedFire）；表8-6、8-7 把按钮的 Name 写成了中文。实际名字是：btn_dataAnalyse、btn_ledEnvironment1、btn_ledEnvironment2、btn_ledSendMsg。
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- 资源文件名：书上写 `bg_form2.png`，参考资源中是 `bg_from2.png`（另有 `bg_from1.png`）。其他资源都在 `项目8/Resources`：`ico_title`、`bg_home`、`icon_02/03/04`、`day_01/02`、`switch_on/off`、`icon_monitor`、`panel_video_ctrl`、`btn_arrow_*_normal/press`、`arrow_left/right_normal`、`windowstate_closed_hover`、`pic_big`。
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- 数据库：`项目8/DataBase/WisdomCampus.mdf`。表 `EnvironmentData` 的字段为 Fire (bit)、Smoke (bit)、Temperature、Humidity、Light、_Time；表 `SecurityData` 的字段为 EvenTime、EvenImage (varbinary/image)。模拟器的 SQL 层需要支持：
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- **T-SQL 函数** `CONVERT(varchar(10), _Time, 120)`、`ROUND`、`MAX`、`AVG`、`GROUP BY`、`TOP 7`
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- 参数化查询 `@param`（`SqlParameter`、`params SqlParameter[]`）
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- 二进制图片列（byte[] ↔ Image，经 MemoryStream，`Image.Save(ms, ImageFormat.Jpeg)`、`Image.FromStream`）
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- `SqlCommandBuilder`
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- 若后端是 SQLite，CONVERT 和 TOP 需要做方言转换
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- **新出现的设备 API**（之前的项目里没有）：
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- `DeviceCtrlHelper.zigBeeHelper.Open(com)`、`.OnOff(relayNum, bool)`（路灯继电器）
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- `DeviceCtrlHelper.ledHelper.OpenLedCom(com)`、`.SendLedString(string)`（LED 屏，模拟器应显示一块 LED 屏）
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- `adam4150Helper.SetData()` 返回 `ADAM4150ResModel`，字段 `fireValue`、`smokeValue`、`infraredValue` 都是 bool
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- `ipCameraHelper.Open(ip, uid, pwd)` / `Start()` / `Stop()` / `Close()` / `PanUp/PanDown/PanLeft/PanRight()` / `ImageRead` 事件
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- 设备串口固定在 AppSet：4017=COM2、4150=COM3、ZigBee=COM4、LED=COM5，摄像机 IP 为 192.168.1.100，用户 admin，密码为空
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- **新出现的 WinForms 特性**：
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- 多窗体：`new Environment().Show()`、`new SecurityCameraData().ShowDialog()`、`this.Close()`
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- 无边框窗体 FormBorderStyle=None，自己做标题栏
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- Panel 的 Dock（Top/Fill/Bottom/Right）嵌套布局
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- BackgroundImage + BackgroundImageLayout（Stretch/Center）
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- BackColor=Transparent、RGB 颜色值、`Control.Parent` 动态改父容器、`Location = new Point(...)`
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- PictureBox 的 MouseDown/MouseUp 事件，SizeMode 为 StretchImage/CenterImage
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- **System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Chart**：Legends、Series、XValueMember/YValueMembers、DataSource + DataBind、ChartType=Line
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- 后台 `Thread` + `SynchronizationContext`（`WindowsFormsSynchronizationContext.Current`、`_main.Send(_ => {...}, null)`）
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- `thread.Suspend()`（已过时的 API，书上和参考代码都在用，模拟器要么支持，要么提示改用标志位退出）
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- `Dictionary<string, Image>`、`List<string>`
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- `DateTimePicker.Value`
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- `double.TryParse(..., out ...)`
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- 文本框的 TextChanged 和复选框的 CheckedChanged 事件
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- 任务3 的 Tick 循环：每 5.5 秒采集一次，每次都写入数据库（EnvironmentUpData）；图表取最近 7 天的每日最高温和平均温。模拟器要能生成足够的历史数据，图表才有内容。
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