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CI/CD / test (push) Canceled after 0s
CI/CD / deploy (push) Canceled after 0s
实验下拉菜单按项目分组;路线图更新到已上线、待一个班试用
Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
2026-10-26 21:39:40 +08:00

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。

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)、仿冒 SqlClient(Sim.Data,T-SQL 转写成 SQLite)、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/)
deploy/ 部署:Caddyfile、部署脚本和说明(deploy/README.md)

本地开发

需要 Bun 和 .NET 10 SDK;装了 bubblewrap(bwrap)时,学生程序在本机也会放进沙箱运行,和服务器一致。

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:

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
BASE=http://localhost:3000 bun test/classroom.ts 45  # 全班模拟:45 个学生登录、运行、自测、提交,统计每个环节等多久

部署

Docker Compose,HTTPS 由服务器上的 Nginx Proxy Manager 负责。推送到 GitHub 的 main 后,GitHub Actions 跑完测试,SSH 到服务器执行 deploy/update.sh:服务器从 git.xuyue.cc 拉代码、构建镜像、重启。详见 deploy/README.md。

运行器的四种模式

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。
  • language-server:常驻语言服务,全服务器共用一个:代码补全、悬停提示、参数提示、边写边检查。
  • sql-server:常驻 SQL 服务,全服务器共用一个:数据库页面的查询和对象资源管理器,评分前按实验的 database.sql 建库。学生的数据库在 data/databases/<用户编号>/,每个库一个 SQLite 文件。
  • 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)、ListBox、PictureBox、DataGridView、DateTimePicker、TrackBar、Windows Media Player、Chart(图表),教材控件库的 Lamp、Alarm;Panel 停靠布局、背景图片、无边框窗体。
  • 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 1–3、项目 5 任务 1–3、项目 6 任务 2–3、项目 7 任务 1–3、项目 8 任务 1–5,共 23 个(项目 6 任务 1 在数据库页面上完成)。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。
  • 部署:bubblewrap 沙箱(断网、只读、看不到其他进程,限制内存、CPU 时间和运行时长)、编译时禁止网络 / 反射 / 启动进程等 API、Docker Compose、GitHub Actions 自动部署。
  • 第 2 阶段(进行中):账号登录(本机开发时老师账号为 admin / admin)、班级管理与 CSV 名单导入、学生作品保存在服务器上;自动评分(每个示例的 checks.yaml);实验页"评价项"可以自己检查(不计分);布置作业、学生提交后自动评分;老师评阅(看代码和界面截图、运行学生的程序、老师评分项打分、评语)、AI 评阅建议(DeepSeek,老师采纳后生效)、全班成绩表与 CSV 导出。
  • 第 3 阶段(教材项目 4–8 已全部完成):教材项目 5 用到的旧版线程 API(Thread.Suspend / Resume / Abort)编译时改写成平台的协作式实现(runtime/Sim.Runner/LegacyThreadRewriter.cs、runtime/Sim.WinForms/Host/LegacyThreads.cs);网络摄像机(画面帧由 runtime/Sim.Devices/Camera/build-frames.ts 从 scene.svg 生成,需要 rsvg-convert 和 ImageMagick)。

尚未完成:

  • 一个班试用。
  • 书上的扩展练习("边想边做""自主探究")、导出 VS 工程、校园街景场景、故障注入题库(第 4 阶段)。
S
Description
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Readme
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Languages
TypeScript 40.5%
C# 32.9%
Vue 23.9%
CSS 0.9%
Shell 0.7%
Other 1.1%