# PVT

**Repository Path**: erick1999/pvt

## Basic Information

- **Project Name**: PVT
- **Description**: 硬件测试系统 通讯模块拆分
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-06-06
- **Last Updated**: 2026-06-14

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# PVT — WPF 测试执行平台

## 项目概述

PVT 是一个基于 WPF .NET 9.0 的多工位测试执行平台，支持插件化设备通讯、可视化脚本编辑、实时运行监控。

---

## 软件架构设计

### 1. 整体架构

```
+----------------------------------------------------------+
|                    PVT.Wpf (主程序)                       |
|  +----------+ +----------+ +----------+ +-------------+  |
|  | Models   | |Views/XAML| |ViewModels| |  Services    |  |
|  | 数据模型  | | UI 视图  | | MVVM绑定 | | 核心服务引擎  |  |
|  +----------+ +----------+ +----------+ +------+------+  |
|                                                |         |
|                          +---------------------+         |
|                          | 调用                          |
|                          v                               |
|  +--------------------------------------------------+   |
|  |          PluginLoader (插件加载/执行)              |   |
|  |  动态加载 DLL -> 发现插件 -> 缓存元数据 -> 执行操作  |   |
|  +--------------------+-----------------------------+   |
|                       | ICommunicationPlugin             |
|                       v                                  |
|  +--------------------------------------------------+   |
|  |        StepExecutionService (步骤执行引擎)         |   |
|  |  逐步骤解析操作码 -> 构建 DeviceConnectionInfo     |   |
|  |  -> 注入 CommunicationProvider -> 调用插件执行      |   |
|  +--------------------------------------------------+   |
+----------------------------------------------------------+
         |                    |                    |
         | 引用               | 引用               | 引用
         v                    v                    v
+-----------------+  +-----------------+  +-----------------+
| PluginContracts |  | PVT.Communication|  |    Plugins/     |
| (接口契约)       |  | (通讯库)         |  |  (4个插件DLL)    |
+-----------------+  +-----------------+  +-----------------+
|ICommunication   |  |SerialPort       |  |ModbusRTUPlugin  |
|  Plugin         |  |  Provider       |  |SerialPortPlugin |
|ICommunication   |  |SocketProvider   |  |SocketPlugin     |
|  Provider       |  |ModbusRTUProvider|  |NullPlugin       |
|IPluginOperation |  |ProviderFactory  |  +-----------------+
|  Descriptions   |  |ModbusUtils      |
|DeviceConnection |  +-----------------+
|  Info           |
|PluginResult     |
|SerialPortMutex  |
+-----------------+
```

### 2. 通讯层分离设计 (核心架构决策)

#### 2.1 设计目标

将 **串口通讯、Socket 通讯、Modbus RTU/TCP 协议** 从插件中提取到主程序的共享通讯库 `PVT.Communication`，实现 **通讯与业务逻辑分离**。

#### 2.2 核心接口: ICommunicationProvider

```csharp
// 定义在 PVT.PluginContracts，主程序和插件共同引用
public interface ICommunicationProvider
{
    string CommunicationType { get; }                        // 通讯类型标识
    Task ConnectAsync(CancellationToken token);              // 建立连接
    void Disconnect();                                       // 断开连接
    bool IsConnected { get; }                                // 连接状态
    Task<byte[]> SendAndReceiveAsync(byte[] data, ...);      // 发送+接收字节
    Task SendAsync(byte[] data, ...);                        // 仅发送
    Task<string> SendStringAndReceiveAsync(string msg, ...); // 发送+接收字符串
    Task SendStringAsync(string msg, ...);                   // 仅发送字符串
}
```

#### 2.3 Provider 实现

| Provider | 通讯方式 | 内部封装 |
|----------|----------|----------|
| `SerialPortProvider` | 通用串口 | `System.IO.Ports.SerialPort` + `SerialPortMutex` 互斥锁 |
| `SocketProvider` | TCP Socket | `TcpClient` + 连接池 + `SemaphoreSlim` 流同步 |
| `ModbusRTUProvider` | Modbus RTU | 基于 `SerialPortProvider`，封装帧 CRC 校验 |

#### 2.4 Provider 注入流程

调用链
```
StepExecutionService.ExecuteAsync()
│
├─ 1️⃣ 构建设备信息
│   var deviceInfo = BuildDeviceInfo(step, program, DeviceOverride);
│   // BuildDeviceInfo 内部:
│   info.CommunicationProvider = CommunicationProviderFactory.TryCreate(info);
│   // 根据 CommunicationType 创建对应 Provider 塞进 DeviceConnectionInfo
│
├─ 2️⃣ 传给 PluginLoader
│   pluginResult = await _pluginLoader.ExecuteAsync(
│       pluginName, operation, commandParam, deviceInfo, token);
│                          ↑
│                   包含 CommunicationProvider
│
├─ 3️⃣ PluginLoader 转发给插件实例
│   var plugin = _plugins["ModbusRTU"];      // 已加载的插件对象
│   return await plugin.ExecuteAsync(operation, parameter, deviceConfig, token);
│                                                        ↑
│                                                  DeviceConnectionInfo
│
└─ 4️⃣ 插件从 deviceConfig 取出 Provider
    var provider = deviceConfig?.CommunicationProvider;
    if (provider is null) return PluginResult.Fail("未注入通讯提供者");
    await provider.ConnectAsync(token);           // 打开连接
    var resp = await provider.SendAndReceiveAsync(frame, token);  // 收发数据
    provider.Disconnect();                        // 关闭连接
```


provider逻辑
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  DeviceConnectionInfo（只是一个属性包，主程序和插件都能访问）  │
│                                                             │
│  .PortNumber = "COM3"          ← 设备参数（主程序填充）       │
│  .BaudRate = 9600                                           │
│  .SlaveAddress = 1                                          │
│  .CommunicationProvider = ───────────┐  ← 关键是这个属性     │
│                                      │                      │
│  .LogService = ...                   │                      │
│  .DialogService = ...                │                      │
└──────────────────────────────────────┼──────────────────────┘
                                       │
         主程序创建并塞进去              │     插件取出来用
                                       │
   StepExecutionService                │     ModbusRTUPlugin
   ┌─────────────────────┐             │     ┌──────────────────────┐
   │ var info = new      │             │     │ var provider =       │
   │   DeviceConnection  │             │     │   deviceConfig.      │
   │   Info { ... };     │             │     │   Communication      │
   │ info.Communication  │  ──传递──▶  │     │   Provider;         │
   │   Provider =        │             │     │                      │
   │   Factory.TryCreate │             │     │ provider.SendAnd     │
   │   (info);           │             │     │   ReceiveAsync(...)  │
   └─────────────────────┘             │     └──────────────────────┘
                                       │
                          ┌────────────┘
                          ▼
              CommunicationProviderFactory
              ┌────────────────────────────┐
              │ "ModbusRTU" → new          │
              │   ModbusRTUProvider(info)  │
              │ "SerialPort" → new         │
              │   SerialPortProvider(...)  │
              │ "Socket" → new             │
              │   SocketProvider(...)      │
              └────────────────────────────┘
```

**`DeviceConnectionInfo` 是主程序和插件之间的数据传递载体 (DTO)**，包含设备参数和已创建好的 Provider 实例。

#### 2.5 重构前后对比

| | 重构前 (插件内含通讯) | 重构后 (通讯层分离) |
|---|---|---|
| **新插件开发** | 每个插件重复实现 SerialPort/TcpClient | 注入 Provider，调 SendAndReceiveAsync 即可 |
| **新增通讯方式** | 在新插件中重复写通讯代码 | 实现 ICommunicationProvider -> Factory 注册 |
| **串口并发互斥** | 每个插件各自调用 SerialPortMutex | Provider 内部统一管理 |
| **单元测试** | 依赖真实串口，无法测试 | Mock ICommunicationProvider 即可测试 |
| **插件职责** | 通讯 + 协议 + 操作路由 | **仅操作路由 + 操作描述** |

### 3. 插件系统

#### 3.1 插件接口

```csharp
public interface ICommunicationPlugin
{
    string Name { get; }                                          // "ModbusRTU"
    string Version { get; }                                       // "1.0"
    List<string> GetOperations();                                 // ["01","02","03"...]
    Task<PluginResult> ExecuteAsync(string operation,             // 执行操作
        string parameter, DeviceConnectionInfo deviceConfig,
        CancellationToken token);
}

// 可选接口: 提供操作码的中文描述
public interface IPluginOperationDescriptions
{
    Dictionary<string, string> GetOperationDescriptions();
}
```

#### 3.2 内置插件

| 插件 | Name | 操作码 | 是否依赖通讯 |
|------|------|--------|-------------|
| **ModbusRTUPlugin** | "ModbusRTU" | 01-10, custom | Yes (ModbusRTUProvider) |
| **SerialPortExecutorPlugin** | "SerialPort" | NormalString, HexString, HexByteArray | Yes (SerialPortProvider) |
| **SocketPlugin** | "Socket" | MB_01-MB_10, SendHex, SendString | Yes (SocketProvider) |
| **NullPlugin** | "Null" | Delay, SaveParam, DataProcess, Compare... | No |

> **设计要点**: 插件 Name 属性不变 ("ModbusRTU")，保证现有脚本 XML 依赖名兼容。

### 4. 并发控制

#### 4.1 串口互斥锁

```
SerialPortMutex (ConcurrentDictionary<string, SemaphoreSlim>)
+-- COM3 -> SemaphoreSlim(1,1)  <-- 同一时刻只有一个线程使用
+-- COM4 -> SemaphoreSlim(1,1)
+-- ...

执行流程:
  Provider.ConnectAsync()
    -> SerialPortMutex.AcquireAsync("COM3")    [获取锁]
    -> new SerialPort("COM3") + Open()
    -> 执行收发 ...
    -> Provider.Disconnect()
    -> SerialPortMutex.Release("COM3")          [释放锁]
```

锁从 `ConnectAsync` 持有到 `Disconnect`，覆盖整个通讯会话。多工位共用同一 COM 口时，后续工位自动排队等待。

#### 4.2 Socket 流同步

```csharp
// SocketProvider 内部
private static ConcurrentDictionary<string, SemaphoreSlim> _endpointLocks;

SendAndReceiveAsync() {
    var lk = _endpointLocks.GetOrAdd("192.168.1.1:502", _ => new SemaphoreSlim(1,1));
    await lk.WaitAsync();        // 获取端点锁
    try { /* 使用 TcpClient 流收发 */ }
    finally { lk.Release(); }   // 释放
}
```

### 5. 健壮性设计

| 维度 | 措施 |
|------|------|
| **Provider 生命周期** | StepExecutionService 每次步骤执行后在 finally 中调用 Disconnect/Dispose |
| **插件加载防泄漏** | AssemblyLoadContext.Resolving 静态一次性注册, 避免重复 += |
| **空 Provider 处理** | Null 插件 / 无设备步骤中 provider 为 null, 插件内部判空 |
| **可扩展性** | 新增通讯方式: 实现 ICommunicationProvider -> Factory 注册一行 |

---

## 目录结构

```
PVT-WPF/
+-- PVT.Wpf/                          # 主程序 (.NET 9.0 WPF)
|   +-- Models/                       # 数据模型 (StepItem, DeviceConfig, TestProgram)
|   +-- ViewModels/                   # MVVM 视图模型
|   +-- Views/                        # XAML 视图
|   +-- Services/                     # 核心服务
|   |   +-- StepExecutionService.cs   # 步骤执行引擎
|   |   +-- PluginLoader.cs           # 插件加载器
|   |   +-- ScriptXmlService.cs       # 脚本 XML 读写
|   |   +-- ResultPoolService.cs      # 结果缓冲池
|   |   +-- LogService.cs             # 日志服务 (NLog)
|   |   +-- StationConfigService.cs   # 工位配置服务
|   +-- Infrastructure/               # 基础设施 (ObservableObject, RelayCommand)
+-- PVT.Communication/                # 通讯库 (新建)
|   +-- SerialPortProvider.cs         # 串口通讯封装
|   +-- SocketProvider.cs             # TCP 通讯封装
|   +-- ModbusRTUProvider.cs          # Modbus RTU 协议
|   +-- CommunicationProviderFactory.cs # Provider 工厂
|   +-- ModbusUtils.cs                # CRC16 / Hex 工具
+-- Plugins/                          # 插件项目
|   +-- PVT.PluginContracts/          # 接口契约 (插件与主程序共享)
|   +-- PVT.Plugin.ModbusRTU/         # ModbusRTU 插件
|   +-- PVT.Plugin.SerialPort/        # 串口插件
|   +-- PVT.Plugin.Socket/            # Socket/ModbusTCP 插件
|   +-- PVT.Plugin.Null/              # Null 内部操作插件
|   +-- PVT.Plugin.Template/          # 插件开发模板
+-- PVT.Wpf.sln
```

---

## 快速开始

### 运行
```bash
cd PVT-WPF
dotnet run --project PVT.Wpf
```

### 新建脚本
1. 启动程序 -> 程序调试页 -> 新建
2. 编辑测试项: 选择设备 -> DLL -> 操作 -> 填写参数
3. 保存脚本 (XML)
4. 点击"启动"执行

### 绑定工位
1. 工位配置页 -> 创建工位 -> 配置设备
2. 程序调试页 -> 打开脚本 -> "填入工位"
3. 多工位页 -> 查看实时状态

---

## 插件开发

### 开发新插件
参考 `PVT.Plugin.Template/README.md`, 复制模板 -> 改名 -> 实现接口 -> 编译 -> DLL 放入 `Dlls/` 目录 -> 重启程序自动发现。

### 新增通讯方式
1. 在 `PVT.Communication` 中实现 `ICommunicationProvider`
2. 在 `CommunicationProviderFactory.Create()` 中注册新类型
3. 所有现有插件即可使用新通讯方式

---

## 指令格式参考

### DataProcess 速查
```
${key}|SUBSTR|start|length   # 字符串截取 (1-based)
${key}|REPLACE|old|new       # 字符串替换
${key}|HEX|S16               # HEX->有符号16位
${key}|HEX|U16               # HEX->无符号16位
${key}|HEX|DEC               # HEX->十进制
${key}|HEX|TOHEX             # 十进制->HEX
${key}|ABS                   # 绝对值
${key}|INT                   # 整数部分
${key}|LEN                   # 字符串长度
${key}|-1|+2|*3|/4|%5        # 数值运算链 (默认)
```

### 正则提取
```
返回: "SN:ABC123, VER:2.0"
正则: ABC\d+         -> "ABC123"
正则: VER:([\d.]+)   -> "2.0"
```

---

## 日志系统

### 分层输出
```
Logs/
+-- Debug/                     # 调试模式
|   +-- 2025-06-02/
|       +-- program_timestamp.log
+-- Running/                   # 工位运行模式
    +-- Station1/
        +-- runTimestamp.log
```

### 日志级别
| 级别 | 文件 | UI 显示 |
|------|------|---------|
| Debug | Yes | No |
| Info | Yes | Yes |
| Warn | Yes | Yes |
| Error | Yes | Yes |

### 插件中使用日志
```csharp
var log = deviceConfig?.LogService;
log?.Info("ModbusRTU COM3: send FC=03");
log?.Warn("retry #2");
log?.Error($"exception: {ex.Message}");
```

---

## 构建与运行

```bash
# 全量编译
dotnet build PVT.Wpf.sln

# 单独编译某插件
dotnet build Plugins/PVT.Plugin.ModbusRTU/PVT.Plugin.ModbusRTU.csproj
```

输出目录: `PVT.Wpf/bin/Debug/net9.0-windows/`
插件目录: `PVT.Wpf/bin/Debug/net9.0-windows/Dlls/`

## 技术栈

- WPF MVVM (ObservableObject, RelayCommand)
- .NET 9.0-windows
- 插件 DLL 多目标 net472 + net9.0
- NLog 5.x 日志
- 串口互斥 SemaphoreSlim 锁
- TCP 连接池 + SemaphoreSlim 流同步

--新增模拟器
可以对模拟脚本中常见操作的80种步骤进行从站模拟收发测试 目前仍然在测试中
Scripts文件中包含脚本以及模拟脚本说明等


![输入图片说明](Scripts/image.png)