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IOT_SIM/README.md
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xuyueandClaude Opus 5.5 4c53caf7fa 整理教材示例:项目 1 任务 2、项目 4 任务 1 和 3、项目 5 任务 1
- 界面取自配套参考工程,用设计器引擎按书上表格改控件名(label1 → lbl_port 等),
  去掉 BOM、换行统一为 LF;代码按书整理,修正 boolIsOpen 等印刷错误
- 测试:所有示例都能编译(10 个),以及计算器 / 多态、红外对射、报警灯、火焰的行为测试

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
2026-10-22 11:29:37 +08:00

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# 物联网编程仿真平台
面向中职《物联网编程与应用(第 2 版)》的在线仿真平台:学生在浏览器里写 C# WinForms 程序,
程序在服务器上运行,界面和虚拟实训台的效果在网页上实时显示。设计方案见 [docs/设计方案.md](docs/设计方案.md)。
## 目录
| 目录 | 内容 |
|---|---|
| `web/` | Vue 3 前端:代码编辑、虚拟窗体渲染、虚拟实训台 |
| `server/` | Bun 后端:示例工程接口,WebSocket 会话,为每次运行启动一个 C# 运行器 |
| `shared/` | 浏览器、服务器、运行器之间的消息协议(`protocol.ts`) |
| `runtime/` | .NET 10:仿真 WinForms(`Sim.WinForms`)、教材设备类库(`Sim.Devices`)、运行器(`Sim.Runner`) |
| `samples/` | 示例工程(按教材任务整理) |
| `docs/` | 设计方案(`设计方案.md`)、教材逐任务摘要(`教材摘要/`) |
## 本地开发
需要 Bun 和 .NET 10 SDK。
```bash
bun install # 安装前端和后端依赖
bun run build:runtime # 编译 C# 运行时
bun run dev:server # 启动后端(端口 3000)
bun run dev:web # 启动前端(端口 5173),浏览器打开 http://localhost:5173
```
测试:
```bash
cd server
bun test # 端到端测试:编译并运行示例,模拟浏览器操作
cd ../web && bun test src # 窗体设计器:Designer.cs 读写、编辑操作、插入事件处理方法
bun test/load.ts 100 # 压力测试:同时运行 100 个学生程序
```
## 运行器的两种模式
`Sim.Runner` 通过标准输入输出与 Bun 服务器交换 JSON 消息(每行一条):
- `compile-server`:常驻编译服务,全服务器共用一个。Roslyn 只加载一次,编译结果写回工程目录。
- `run <工程目录>`:运行已编译的学生程序,每次运行一个进程,不加载编译器。
## 当前进度:第 0 阶段(技术验证)已跑通
教材项目 2 任务 1(LED 显示屏)的书上代码原样运行:选串口、打开、推送文字,窗体上的 LED 控件和实训台 LED 屏都会滚动显示;不打开串口直接推送会弹出 "Error:发送失败"。
本机实测(16 核、28 GB):
| 指标 | 结果 |
|---|---|
| 编译(编译服务预热后) | 约 10–300 ms |
| 启动到窗体显示 | 约 100 ms |
| 单次操作往返 | 约 15 ms |
| 100 个程序同时运行:内存 | 合计约 1.1 GB(PSS,平均每个 11 MB);另加编译服务约 150 MB |
| 100 个程序同时点击:往返 | 中位数约 60 ms,P95 约 75 ms |
## 第 1 阶段进行中
已完成:
- **虚拟实训台**:按教材实训台布局图排列(红外对射、警示灯、LED 屏、照明灯、人体红外、温湿度、光照、烟雾、火焰、ADAM 模块)。每个浏览器会话一台,状态由服务器统一保存:传感器读数由网页上的滑块和开关设定,经服务器推给学生程序;灯、继电器、LED 屏由学生程序控制。
- 新控件:CheckBox、RadioButton(事件顺序与 WinForms 一致),教材控件库的 Lamp、Alarm。
- 示例工程(按书上代码整理):项目 1 任务 1–2、项目 2 任务 1–3、项目 3 任务 1–2、项目 4 任务 1 和 3、项目 5 任务 1,共 10 个。网址带 `?sample=示例编号` 可直接打开指定示例。
- 代码编辑器(Monaco):C# 高亮、编译错误波浪线、点错误跳到对应行、F5 运行 / Shift+F5 停止、草稿自动保存在浏览器本地。
- 窗体设计器(仿 VS,界面中文):工具箱、拖放与改大小、属性窗口、事件窗口、双击生成事件处理方法、撤销 / 重做;读写 VS 格式的 Designer.cs。
- 多窗体:新建、删除窗体;运行时多个窗口可切换前后。
尚未完成:
- 学生代码目前直接在本机进程里运行,**还没有沙箱**,只能在本机开发时使用;部署前要改为在 Docker 容器中运行。
- 教材项目 4–8 的其余任务(需要摄像头、线程 API、ListBox、数据库、TrackBar、PictureBox、图表)、账号和班级、自动评测。