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又一个WPF上位机模版,终于有人做了背压设计.
做上位机采集的时候，真正麻烦的是画界面。
设备多了之后，轮询调度、队列缓冲和UI刷新，任何一个地方处理不好，都会出现问题。
最近我在 GitHub 刷到一个 WPF 上位机，有点特别分享给大家。
它叫edge-acq，是一个把协议采集和界面分开的一套通用上位机。
可以接入串口、TCP、Modbus TCP/RTU，多台设备采集到的数据都进入有界队列中。
界面只负责从队列里取数据，不管底层用的是什么协议。
协议可以替换，UI 不用跟着改。
在HostStation.Protocols中，Serial、TCP负责传输，Modbus负责协议适配。
协议部分做了分层。
RTU 的 CRC、TCP 的 MBAP 头都已封装完毕。
采集也分成了两层。
AcquisitionSession 负责一个设备，AcquisitionHub 负责对多个 Session 进行统一管理。
协议层使用统一的接口IProtocolAdapter来实现：
所以后面要扩展 OPC UA、MQTT，也可以继续按这个接口增加适配器，上层拿到的还是统一的 TagSample。
多设备采集还有一套背压机制。
BoundedSampleQueue 有三种策略：
曲线用 DropOldest，队列满了就丢最旧的数据，优先保证画面是最新的。
告警用Block，宁可让生产端慢一些，也不主动丢样本。
压测的时候用 DropNewest，可以方便看到在高负载下到底丢了多少数据。
项目还准备了三种不同的配置：
也就是：
曲线队列有2048个，单个设备最多可以达到200个采样/秒。
告警队列有4096条，最大采样率为50个/秒。
压力测试可以达到每秒 1000 个样本。
丢掉多少条数据，也会直接记录：
后面做压测或者排查卡顿时，直接看 Dropped 就行。
每台设备单独限流，不会让一台热设备占满整个队列。
如果某台设备每秒灌入 1000 个采样，共享队列很快就会被塞满。
DeviceRateLimiter 给每个会话单独设置令牌桶，超过限制后就把速度压下来，其他设备的数据仍然可以正常进入队列。
这种情况在现场很常见：一台设备不断上报，最后把其他设备全堵住。
按设备限流之后，就不用担心冷设备一直拿不到处理机会。
设备断线后，会按照指数退避自动重连。
RTU 被拔线、TCP 网络中断都是常事。
连接失败后，重试间隔会从几秒开始逐渐增加，不会一直在后台空转。
断线期间再配合有界队列，内存也不会不断往上涨。
对于长期无人值守的采集站来说，设备自己断线重连，不需要安排人守着，这一点还是很实用的。
界面使用 MVVM，曲线由程序自己绘制。
设备、曲线和告警分成三个 Tab，数据都来自 Core 的采集队列。
工具栏只有启动和停止两个主要操作，用起来并不复杂。
选好通讯方式，点击启动之后，设备就会进入监控状态，当前的采集情况也会直接显示在界面上。
采集到的数据可以切到曲线页查看。曲线使用 Canvas 和 Polyline 绘制，没有引入第三方图表库，数据变化看起来也比较直观。
如果设备掉线，或者采集值超过 Hi/Lo 限值，界面会根据 Quality 触发告警，对应的信息可以直接在告警页里查看。
ModbusAdapter 还带有仿真寄存器，像 A.HR40001 这样的点位，不接真实硬件也能演示。
手头没有 PLC，一样可以先把界面跑起来看看。
目前项目还处于早期阶段，但是工程配置已经比较齐全了。
Linux 负责运行 Core 和协议测试，Windows 负责编译界面，publish 脚本也可以直接生成 Release 版本。
本地运行也很容易
想试一下的话，clone 到本地。
git clone https://github.com/agentthink/edge-acq.git再执行 build 就行。
dotnet build src/HostStation.App/HostStation.App.csproj -c Release打开软件，选择好串口或者TCP，点击启动采集，曲线和告警就会开始更新。
如果要更深入了解架构的话，可以看一下README和backpressure文档。
对这类上位机项目感兴趣的朋友们可以下载试一试。
开源地址：https://github.com/agentthink/edge-acq