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 Claude Docs 中的《物联网 C# 虚拟仿真教学平台设计方案》。

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/教材摘要/ 教材逐任务摘要:控件属性表、扩展题原文、评价表

本地开发

需要 Bun 和 .NET 10 SDK。

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
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 2 任务 1–3、项目 3 任务 1–2。网址带 ?sample=示例编号 可直接打开指定示例。

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。
  • 浏览器内的窗体设计器、代码编辑器(Monaco)、账号和班级、自动评测。
S
Description
No description provided
Readme
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Languages
TypeScript 40.5%
C# 32.9%
Vue 23.9%
CSS 0.9%
Shell 0.7%
Other 1.1%