IOT_SIM/docs/教材摘要/3-项目6后半到项目8.md

# 《物联网编程与应用 第2版》摘要 第3部分（PDF 第126–187页）

## 页码对照

| PDF 页 | 书页 | 内容 |
|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| 130–132 | 128–130 | 项目6 任务3 实施 + 知识提炼 |
| 133 | 131 | 项目6 项目评价 |
| 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） |
| 135–141 | 134–140 | 项目7 任务1 |
| 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） |
| 149–156 | 148–155 | 项目7 任务3 |
| 157 | 156 | 项目7 项目评价 |
| 158 | 157（无页码） | 项目8 首页 + 任务1 任务描述 |
| 159–160 | 158–159 | 项目8 任务1；任务2 开始 |
| 160–165 | 159–164 | 项目8 任务2 |
| 165–175 | 164–174 | 项目8 任务3（书174上半页） |
| 175–181 | 174–180 | 项目8 任务4 |
| 182–186 | 181–185 | 项目8 任务5 + 项目评价（书185） |
| 187 | 186 | 项目8 项目评价（续）+ 个人学习总结 |

页码规则：PDF 126–133 时，书页 = PDF − 2；PDF 134–187 时，书页 = PDF − 1。
**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）

### 任务2（中途开始；任务名称在我负责的范围之前）

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：
- 「配置」组：串口下拉框（COM1）+「关闭」按钮
- 「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
- 「历史记录」组：DataGridView，列为 编号/温度/湿度/光照度/时间

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。

#### 知识提炼（书124–126）
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：
   - 完整插入 `insert into user (id, username, birthday) values (1, '张三', '1999-09-09');`
   - 部分插入 `insert into user (username) values ('李四');`（id 自增）
   - 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）
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';`
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;`
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：

| 对象 | 说明 | 特点 |
|---|---|---|
| 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） |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |

5. **ADO.NET 中的 SQL 操作类**
   - 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。
   - 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)`。
   - 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。

#### 能力拓展
**边想边做**（书126）：
> 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。

图6-12「环境数据界面」，窗体标题「校园灾情数据存储」：
- 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
- 左中「配置」组：串口下拉框 +「开启」按钮
- 右侧「监控图像采集」组：一块大图片框
- 底部「历史记录」组：DataGridView（空）

**自主探究**（书127）：
> 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。

### 任务3 查询校园安防数据（书127–130 / PDF 129–132）

**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。

**任务实施**
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。

表6-3 查询图片窗体界面控件属性：

| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|---|
| LblStartTime | 标签 | Text | 开始日期 | 开始日期 |
| LblEndTime | 标签 | Text | 结束日期 | 结束日期 |
| StartTime | 日期时间控件 | Datetime | 时间 | 起始时间 |
| EndTime | 日期时间控件 | Datetime | 时间 | 结束时间 |
| btnCx | 按钮 | Text | 查询 | 查询 |
| groupBox4 | 组合框 | Text | 历史记录 | 组合框 |
| dataGridView1 | 数据网格控件 | | | |

2. 引用 `System.Data.SqlClient`、`System.IO.Ports`。
3. 声明 5 个全局变量：连接字符串 `sqlConnectString`、`SqlConnection mySqlConnection`、`SqlCommand mySqlCmd`、`SqlDataAdapter sqldata`、`DataSet ds`。
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。
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）。

**知识提炼**（书128–130）
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：

| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 等于 | 查询表中姓名为张三的生日数据：`SELECT * FROM user where username='张三'` |
| <> | 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'` |
| > | 大于 | 查询表中生日为2000年后的数据：`SELECT * FROM user where year(birthday)>2000` |
| < | 小于 | 查询表中生日为2000年前的数据：`... where year(birthday)<2000` |
| >= | 大于等于 | 查询表中生日为2000年（含2000）后的数据：`... where year(birthday)>=2000` |
| <= | 小于等于 | 查询表中生日为2000年（含2000）前的数据：`... where year(birthday)<=2000` |
| 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`） |
| like | 搜索某种模式 | 查询表中姓张的数据：`SELECT * FROM user where username like '张%'` |

   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。
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。
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。
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。
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：
   - 只显示时间：Format=Time，ShowUpDown=true
   - 只显示时分（如 7:30）：Format=Custom，CustomFormat=`HH:mm`
   - 显示日期和时间：Format=Custom，CustomFormat=`yyyy:MM:dd HH:mm:ss`（书上原文如此）

任务3没有「能力拓展」。

### 项目6 项目评价（书131）

| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 任务3 | 功能实现 | 能实现按日期查询灾情数据 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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） |
| 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 |

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。

### 项目6 书与参考代码的差异 / 模拟器要点
- **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。
- 列别名：书上是 `light as '光照度'`，参考代码是 `light as '光照'`。
- 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。
- 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`。
- 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。

---

## 项目7 智慧校园系统——情景控制模块（书133–156）

**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。

**学习目标**：
- 理解程序项目文件的结构
- 能根据需求设计交互 UI 窗体，并实现与数据的联动
- 能用 Button、Timer、TrackBar、PictureBox 等组件对物联网设备做简单控制
- 培养分析和解决问题的能力
- 养成耐心细致、严谨扎实的工作作风
- 增强职业认同感，提升职业素养，树立职业自信心

### 任务1 实现智慧教室（书133–140 / PDF 134–141）

**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）。

**任务实施**
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）。
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\`。
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\`。
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。**
5. 项目属性 → 资源 →「添加资源」，加入 `switch_off.png`、`switch_on.png`。
6. 按图7-1建窗体（标题「智慧教室情景控制」）：
   - 顶部「模式选择」组：标签「智慧教室将开启」+「启用」按钮
   - 左侧「采集量」组：串口下拉框，光照度/温度/湿度文本框
   - 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

表7-1 窗体控件属性：

| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|---|
| frm_control | 窗体 | Text | 智慧教室情景控制 | |
| lbl_mode | 标签 | Text | 智慧教室将开启 | |
| btn_apply | 按钮 | Text | 启用 | 开启、关闭模式 |
| grp_input | 组合框 | Text | 采集量 | |
| lbl_import | 标签 | Text | 串口 | |
| lbl_light | 标签 | Text | 光照度 | |
| lbl_temperation | 标签 | Text | 温度 | |
| lbl_humidity | 标签 | Text | 湿度 | |
| 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_airconditione | 标签 | Text | 空调 | |
| lamp | 灯泡 | | | 模拟电灯开关 |
| trb_airconditione | 滑动条 | | | 模拟空调温度 |
| lbl_lbl_airconditionmin | 标签 | Text | 18℃ | |
| lbl_airconditionmax | 标签 | Text | 32℃ | |
| pic_lightsStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 控制并显示电灯状态 |
| pic_airconditioneStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 显示空调状态 |
| timer | 时间控件 | Interval | 2000 | 实现实时采集 |

（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。）

7. 引用 `System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`、`DeviceCtrlLibrary.Model`。
8. 定义 `bool IsOpen`、`IsLampOpen`、`IsairconditioneOpen`，以及 `ADAM4017ResModel ResModel`。
9. frm_control_Load：用 `SerialPort.GetPortNames()` 填充 com_import。
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。
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。
12. pic_lightsStatus_Click：手动切换灯。

**知识提炼**
1. TrackBar 控件：横向或纵向拖动来设置值，类似系统音量条。

表7-2 TrackBar 常见属性：

| 属性 | 说明 |
|---|---|
| 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） |
| TickFrequency | 获取或设置滑块旁刻度的间隔，默认为1 |
| 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） |
| 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 |
| Maximum | 滑块条最大端的值，默认10 |
| Minimum | 滑块条最小端的值，默认0 |
| 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 |
| 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 |
| Value | 当前滑块所表示的值，默认0 |
| Visible | 滑动条是否可见，默认 true，可改为 false 表示隐藏 |

表7-3 TrackBar 常见事件：

| 事件 | 说明 |
|---|---|
| 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 |
| 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） |

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。

表7-4「TrackBar显示」界面控件的属性：

| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|---|
| Form1 | 窗体 | Text | TrackBar显示 | |
| trackBar1 | 滑动条 | | | |
| label1 | 标签 | Text | 0 | |
| label2 | 标签 | Text | 10 | |
| label3 | 标签 | Text | 0 | 显示当前TrackBar控件对应的数值 |

   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）。

**能力拓展**

**边想边做**（书139–140）：
> 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。
> 提示：根据以下提示，完善 timer_Tick 事件。

```csharp
private void timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    ResModel = DeviceCtrlHelper.adam4017Helper.SetData();//采集数据
    txt_light.Text = ResModel.lightValue;
    txt_temperature.Text = ResModel.temperatureValue;
    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
    {
        if (Convert.ToInt16(ResModel.lightValue) < 200)//光照度过低则打开灯
        {
            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 (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"
    {
        ____; //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
        {
            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
        }
    }
}
```
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。

**自主探究**（书140）：
> 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℃。

### 任务2 实现智慧寝室（书141–148 / PDF 142–149）

**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：
- 起床模式：开灯光，开广播放音乐，窗帘拉到半开
- 上课模式：关灯光和广播，窗帘全开
- 熄灯模式：关灯光、广播和窗帘
- 回寝模式：开灯光，关窗帘，开广播放音乐

**任务实施**
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。
5. 添加资源 `switch_off.png`、`switch_on.png`、`ring.mp3`。
6. 按图7-4建窗体（标题「智慧寝室情景控制」）：
   - 顶部「模式选择」组：「当前时间」文本框 +「开启情景模式」按钮
   - 左侧「采集量」组：串口、光照度、温度、湿度
   - 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

表7-5 窗体界面控件属性：

| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|---|
| frm_control | 窗体 | Text | 智慧寝室情景控制 | |
| grp_mode | 组合框 | Text | 模式选择 | |
| lbl_time | 标签 | Text | 当前时间 | |
| txt_time | 文本框 | | | 显示时间 |
| lbl_mode | 标签 | Text | | 显示当前情景模式状态 |
| btn_apply | 按钮 | Text | 开启情景模式 | 控制模式开关 |
| grp_input | 组合框 | Text | 采集量 | |
| lbl_import | 标签 | Text | 串口 | |
| lbl_light | 标签 | Text | 光照度 | |
| lbl_temperation | 标签 | Text | 温度 | |
| lbl_humidity | 标签 | Text | 湿度 | |
| 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 | |
| lamp | 灯泡 | | | 界面电灯开关 |
| 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_boardcastStatus | 图片框 | Image | Switch_off.png | 显示广播状态 |
| timer | 时间控件 | Interval | 1000 | 实现实时采集 |
| axWindowsMediaPlayer1 | Windows媒体播放器控件 | Visible | False | 用于播放mp3音乐 |

**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。

7. 引用 `System.IO.Ports`、`DeviceCtrlLibrary`、`DeviceCtrlLibrary.Model`、`System.Threading`。
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。
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。
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）。
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。
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()。

**知识提炼**
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）。
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：
```csharp
public int ADD(int x, int y)
{
    Int s;   // 原文就是大写 Int，属于书上的笔误
    s=x+y;
    return s;
}
```

**能力拓展**

**边想边做**（书147）：
> 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。
```csharp
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。
```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
        }
    }
}
```
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。

**自主探究**（书148）：
> 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。

### 任务3 实现智慧会议室（书148–155 / PDF 149–156）

**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：
- 会议模式：开灯光、窗帘、主传声器，关客传声器
- 讨论模式：开灯光、窗帘、主传声器、客传声器
- 展示模式：开灯光、主传声器，关窗帘和客传声器

窗帘用滑块条模拟，主、客传声器用控件模拟。

**任务实施**
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。
5. 添加资源 `switch_off.png`、`switch_on.png`。
6. 按图7-5建窗体（标题「智慧会议室情景模式」）：
   - 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]」
   - 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
   - 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）

表7-7 窗体界面控件属性：

| 控件名称 | 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|---|
| frm_control | 窗体 | Text | 智慧会议室情景模式 | |
| grp_mode | 组合框 | Text | 模式选择 | |
| 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 |
| 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 | |
| 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 |
| 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 | |
| lbl_airQuality | 标签 | Text | 空气质量 | |
| lbl_CO2 | 标签 | Text | CO₂浓度 | |
| 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。

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。
10. `void ipCameraHelper_ImageRead(ImageReadEvenArgs e) { ReadImage = e.img; }`
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。
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()`。

**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。

**能力拓展**

**边想边做**（书155）：
> 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

```csharp
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
    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
        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。）

**自主探究**（书155）：
> 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。

### 项目7 项目评价（书156）

| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
|---|---|---|
| 任务1 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
| 任务1 | 数据显示 | 能实时显示环境数据 |
| 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 |
| 任务2 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
| 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 |
| 任务3 | 窗体界面 | 窗体控件正确，布局美观 |
| 任务3 | 数据显示 | 能实时显示环境数据 |
| 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 |
| 任务3 | 监控抓取 | 能定时实现监控数据的抓取 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |

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。

### 项目7 书与参考代码的差异 / 模拟器要点
- **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。
- 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。
- 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。
- **模拟器需要支持的控件和 API**（从代码本身看不太出来）：
  - `WinFormsDeviceControlLibrary.Lamp`：`OnOff(bool)`
  - `WinFormsDeviceControlLibrary.Alarm`：`OnOff(bool)`、Visible（任务2拓展用）
  - **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
  - `Properties.Resources.switch_on/switch_off`（png 图片资源）
  - `System.Threading.Thread`、`Thread.Sleep`
  - `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
  - `adam4150Helper.OnOff(通道, bool)`
  - `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`
  - 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
- 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）。

---

## 项目8 智慧校园管理平台开发（书157–186）

**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。

**学习目标**：
- 理解平台各功能模块的用途及模块间的相互关系
- 掌握各界面设计以及图标绘制的方法
- 能根据实际应用需求完成物联网应用界面设计
- 能对传感器采集的数据做简单分析
- 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
- 养成严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度
- 培养坚韧不拔、勇于面对困难的品质

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。

### 任务1 制作管理平台的主界面（书157–159 / PDF 158–160）

**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。

**任务实施**
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\`。
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`。
3. 设置窗体属性。表8-1 窗体属性：

| 属性名 | 属性值 |
|---|---|
| Name | Main |
| FormBorderStyle | none |
| StartPosition | CenterScreen |

4. 加两个 Panel：
   - 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）
   - panel2：Dock = Fill，BackgroundImageLayout = Stretch，BackgroundImage = `Resources/bg_home.png`（校园建筑照片）

   效果见图8-1。
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）：

表8-2 校园环境图片框属性：

| 属性名 | 属性值 |
|---|---|
| Name | pic_environment |
| BackColor | Transparent |
| Image | 智慧校园.Properties.Resources.icon_02 |

表8-3 校园安防图片框属性：

| 属性名 | 属性值 |
|---|---|
| Name | pic_security |
| BackColor | Transparent |
| Image | 智慧校园.Properties.Resources.icon_03 |

表8-4 退出图片框属性：

| 属性名 | 属性值 |
|---|---|
| Name | pic_exit |
| BackColor | Transparent |
| Image | 智慧校园.Properties.Resources.icon_04 |

6. pic_exit 的 Click：`this.Close();`

### 任务2 制作「校园环境」界面（书159–164 / PDF 160–165）

**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。

**任务实施**（本任务只做界面）
1. 新建窗体 Environment，并调整大小。表8-5 Environment 窗体属性：

| 属性名 | 属性值 |
|---|---|
| Name | Environment |
| FormBorderStyle | none |
| StartPosition | CenterScreen |

2. 布局 Panel：
   - panel1：BackColor = 100,116,133，Dock = Top，内放 PictureBox（StretchImage，`ico_title.png`）
   - panel2：Dock = Fill，panel2 里再放 panel3（Dock = Top）

   效果见图8-3。
3. panel3：BackColor = 229,229,229，上面放标签 `lb_return`，Text =「<返回主窗体」（图8-4）。
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）。
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]」。

表8-6 窗体控件：

| 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|
| 文本框 | Name | txt_fire | 显示火焰值文本框 |
| 文本框 | Name | txt_smoke | 显示烟雾值文本框 |
| 文本框 | Name | txt_light | 显示光照度值文本框 |
| 文本框 | Name | txt_temperature | 显示温度值文本框 |
| 文本框 | Name | txt_humidity | 显示湿度值文本框 |
| 按钮 | Name | 数据分析 | 数据分析按钮 |
| 按钮 | Name | 推送天气信息 | 推送天气信息按钮 |
| 其余均为标签 | | | |

（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」）。）

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。
7. 在 panel_form 上做两个模块（图8-8）：
   - 「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]」
   - 「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」

表8-7 panel_form 里面主要控件的属性设置：

| 控件类型 | 属性名 | 属性值 | 控件功能 |
|---|---|---|---|
| 复选框 | Name | ch_autoLamp | 自动控制复选框 |
| 复选框 | Text | 自动控制 | |
| 文本框 | Name | txt_autoLight | 设置控制开灯的光照度值 |
| 图片框 | Name | pic_lampOpen | 灯光控制图片框 |
| 图片框 | BackColor | Transparent | 灯光控制图片框 |
| 图片框 | BackgroundImage | 智慧校园.Properties.Resources.switch_off | 灯光控制图片框 |
| 复选框 | Name | ch_autoLedFire | 自动推送火情复选框 |
| 复选框 | Text | 自动推送火情 | |
| 按钮 | Name | 推送天气信息 | 推送天气信息按钮 |
| 按钮 | Name | 推送LED信息 | 推送LED信息按钮 |
| 文本框 | Name | txt_ledMsg | LED信息文本框 |
| 其余控件 | BackColor | Transparent | |

（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）。）

8. 在 panel_bg 上加 **Chart 图表控件 chart1**：
   - Legends 加两项：`MaxLegend`、`AVGLegend`
   - Series 设置（图8-9、图8-10「Series 集合编辑器」）：

| Series | XValueMember | YValueMembers | ChartArea | ChartType | IsVisibleInLegend | Legend | LegendText |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MaxSeries | _Time | MaxTemperature | ChartArea1 | Line | True | MaxLegend | 最大值 |
| AVGSeries | _Time | AVGTemperature | ChartArea1 | Line | True | AVGLegend | 平均值 |

   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。

### 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）

**任务描述**：实现数据库的查询分析，并把结果显示到界面上。

**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）
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。
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"`。
   **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。
3–4. SQLHelper（引用 System.Data.SqlClient、System.Drawing、System.IO）：
   - `strConn = AppSet.SqlConn`
   - `SaveData(sql, DataTable)`：SqlDataAdapter + SqlCommandBuilder + Update
   - `getData(sql, params SqlParameter[])` 返回 DataSet
   - `getData(SqlCommand)`
   - `Exec(sql, params SqlParameter[])`：ExecuteNonQuery，异常时返回 −1
5–6. SQLBLL：
   - `SecurityUpData(Image)`：用 MemoryStream 把图片存成 Jpeg 字节，执行 `INSERT INTO SecurityData (EvenTime,EvenImage) VALUES (@time, @img)`
   - `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;`
   - `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)`
   - `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`
7. 在 SQLBLL 文件中加 `class SQLRes { string Msg; bool Result; }`。
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。
10. pic_environment_Click：`new Environment().Show();`
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`。
13. Environment_Load：`chart1.Visible=false`；`thread = new Thread(new ThreadStart(Tick))`；`_main = WindowsFormsSynchronizationContext.Current`；`thread.Start()`。
14. `Tick()` 是一个 while(true) 循环：
    - 采集 4017，`Thread.Sleep(500)`，再采集 4150
    - 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
    - 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)`
    - 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`
    - 调用 `SQLBLL.EnvironmentUpData(...)` 上传数据，然后 `Thread.Sleep(5000)`
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`。
16. Environment_FormClosed：`thread.Suspend(); thread = null;`
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。
18. 两个「推送天气信息」按钮：`SendLedString("当前温度:" + temperatureValue + "℃ 湿度:" + humidityValue + "%")`。
19. pic_lampOpen_Click：根据 IsLampOpen 调用 LampOnOff 切换，然后 `IsLampOpen = !IsLampOpen`。
20. 「推送LED信息」按钮：`SendLedString(txt_ledMsg.Text)`。
21. txt_autoLight_TextChanged：`double.TryParse(txt_autoLight.Text, out setLight)`。
22. ch_autoLamp_CheckedChanged：`IsAuto_Lamp = ch_autoLamp.Checked;`
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。

### 任务4 实现「校园安防」功能模块（书174–180 / PDF 175–181）

**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。

**任务实施**
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」）。
2. 加 `panel_bg`：Dock = Fill，BackColor = White。
3. panel_bg 上加 `panel_bg_video`：BackColor = DimGray。
4. panel_bg_video 上加 PictureBox `pic_video`：BackgroundImage = `icon_monitor.png`，BackgroundImageLayout = Center。
5. panel_bg_video 上再加 Label「入侵：」和 Label `lb_infrared`（Text = 「N/A」），效果见图8-13。
6. panel_bg 上加 `panel_video_ctrl`：BackgroundImage = `panel_video_ctrl.png`（圆形方向盘底图），Layout = Stretch。
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）。
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。
9. 引用 System.IO、System.Threading、DeviceCtrlLibrary、智慧校园.SQLHelpers。
10. 字段：`bool IsInfrared`；`string ImgDir = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "Camera\\"`；`Thread thread`；`SynchronizationContext _main`；`Image img = null`。
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)`。
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）。
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。
14. Security_FormClosed：`ipCameraHelper.Stop(); ipCameraHelper.Close(); thread.Suspend(); thread = null;`
15. 「拍照」按钮：`pic_video.Image.Save(ImgDir + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HHmmss") + ".jpg"); SQLBLL.SecurityUpData(pic_video.Image);`
16. 「查看历史图片」按钮：`new SecurityCameraData().ShowDialog();`
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。
21. 主窗体 pic_security 的 Click：`new Security().Show();`
22. lb_return 的 Click：`this.Close();`

### 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）

**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。

**任务实施**
1. SecurityCameraData 窗体：StartPosition = CenterScreen，FormBorderStyle = none。
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。
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。
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。
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）。
6. 引用 DeviceCtrlLibrary、智慧校园.SQLHelpers。
7. 字段：`Dictionary<string, Image> ImgDictionary`、`int index = -1`、`Image img`、`List<string> Keys`。
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];`。
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()。
   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。
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();`
11. btn_get 的 Click：`GetData();`
12. pic_up 的 Click：`ImageChanged('-');`
13. pic_down 的 Click：`ImageChanged();`
14. pic_close 的 Click：`this.Close();`

### 项目8 项目评价（书185–186）

| 任务 | 评价指标 | 具体要求 |
|---|---|---|
| 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 |
| 任务1 | 功能实现 | 实现退出功能 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 任务5 | 功能实现 | 能正确查找时间段内的历史图片并显示 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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） |
| 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 |

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」。

### 项目8 书与参考代码的差异 / 模拟器要点
- **参考代码不完整**（`项目8/智慧校园/智慧校园/Environment.cs`）：
  - `btn_ledSendMsg_Click`（书步骤20：推送 txt_ledMsg）是**空方法**
  - `ch_autoLamp_CheckedChanged`（书步骤22）是**空方法**
  - `ch_autoLedFire` 没有绑定任何 CheckedChanged 处理程序（书步骤23）

  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。
- 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。
- 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`。
- 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：
  - **T-SQL 函数** `CONVERT(varchar(10), _Time, 120)`、`ROUND`、`MAX`、`AVG`、`GROUP BY`、`TOP 7`
  - 参数化查询 `@param`（`SqlParameter`、`params SqlParameter[]`）
  - 二进制图片列（byte[] ↔ Image，经 MemoryStream，`Image.Save(ms, ImageFormat.Jpeg)`、`Image.FromStream`）
  - `SqlCommandBuilder`
  - 若后端是 SQLite，CONVERT 和 TOP 需要做方言转换
- **新出现的设备 API**（之前的项目里没有）：
  - `DeviceCtrlHelper.zigBeeHelper.Open(com)`、`.OnOff(relayNum, bool)`（路灯继电器）
  - `DeviceCtrlHelper.ledHelper.OpenLedCom(com)`、`.SendLedString(string)`（LED 屏，模拟器应显示一块 LED 屏）
  - `adam4150Helper.SetData()` 返回 `ADAM4150ResModel`，字段 `fireValue`、`smokeValue`、`infraredValue` 都是 bool
  - `ipCameraHelper.Open(ip, uid, pwd)` / `Start()` / `Stop()` / `Close()` / `PanUp/PanDown/PanLeft/PanRight()` / `ImageRead` 事件
  - 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
- **新出现的 WinForms 特性**：
  - 多窗体：`new Environment().Show()`、`new SecurityCameraData().ShowDialog()`、`this.Close()`
  - 无边框窗体 FormBorderStyle=None，自己做标题栏
  - Panel 的 Dock（Top/Fill/Bottom/Right）嵌套布局
  - BackgroundImage + BackgroundImageLayout（Stretch/Center）
  - BackColor=Transparent、RGB 颜色值、`Control.Parent` 动态改父容器、`Location = new Point(...)`
  - PictureBox 的 MouseDown/MouseUp 事件，SizeMode 为 StretchImage/CenterImage
  - **System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Chart**：Legends、Series、XValueMember/YValueMembers、DataSource + DataBind、ChartType=Line
  - 后台 `Thread` + `SynchronizationContext`（`WindowsFormsSynchronizationContext.Current`、`_main.Send(_ => {...}, null)`）
  - `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）
  - `Dictionary<string, Image>`、`List<string>`
  - `DateTimePicker.Value`
  - `double.TryParse(..., out ...)`
  - 文本框的 TextChanged 和复选框的 CheckedChanged 事件
- 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。