YZWater3

YZWater3 - 跨平台污水处理监控系统

基于 Avalonia UI 的跨平台污水处理厂监控系统，支持 Windows、Linux 和 macOS。

🚀 技术栈

组件	技术方案
UI 框架	Avalonia UI 12.1.1
运行时	.NET 8.0
MVVM 框架	CommunityToolkit.Mvvm 8.4.2
PLC 通信	HslCommunication 12.9.2
数据库	SqlSugar 5.1.4 + SQLite
图表	LiveCharts2 2.1.0
日志	Serilog 4.4.0
UI 控件库	Semi.Avalonia 12.1.0
报表	ReportService（HTML 日报/月报）
中控通信	WebSocket Hub（Server/Client 模式）

📁 项目结构

YZWater3/
├── src/
│   ├── YZWater.Core/              # 核心业务逻辑（UI 无关）
│   │   ├── Models/                # 数据模型（SqlSugar ORM）
│   │   │   ├── Person.cs         # 人员模型
│   │   │   ├── AlarmRecord.cs    # 报警记录
│   │   │   ├── FlowRecord.cs     # 流量记录
│   │   │   ├── AnalogRecord.cs   # 模拟量记录
│   │   │   ├── EquipmentStatus.cs # 设备状态
│   │   │   ├── AuditLog.cs       # 审计日志
│   │   │   ├── ProjectProfile.cs # 项目档案
│   │   │   └── SystemConfig.cs   # 系统配置
│   │   ├── Services/              # 服务层（单例/静态模式）
│   │   │   ├── PlcService.cs        # PLC 通信（西门子 S7）
│   │   │   ├── PlcPollingService.cs # PLC 轮询（单例）
│   │   │   ├── MockPlcService.cs    # 模拟 PLC 数据
│   │   │   ├── AlarmService.cs      # 报警服务（单例）
│   │   │   ├── DataLoggingService.cs # 数据日志
│   │   │   ├── AuthService.cs       # 认证（PBKDF2）
│   │   │   ├── ConfigService.cs     # JSON 配置
│   │   │   ├── DatabaseService.cs   # SqlSugar + SQLite
│   │   │   ├── HubServer.cs         # WebSocket 服务端
│   │   │   ├── HubClient.cs         # WebSocket 客户端
│   │   │   ├── ReportService.cs     # HTML 报表
│   │   │   ├── BackupService.cs     # 数据库备份/还原
│   │   │   ├── AuditService.cs      # 审计日志
│   │   │   ├── LanguageService.cs   # 中/英双语
│   │   │   ├── ThemeService.cs      # 深色/浅色主题
│   │   │   ├── ProjectService.cs    # 多项目管理
│   │   │   └── LogService.cs        # Serilog 初始化
│   │   ├── ViewModels/            # ViewModel 层
│   │   │   ├── MainViewModel.cs   # 主窗口（Tab 导航）
│   │   │   ├── LoginViewModel.cs  # 登录
│   │   │   ├── ViewAViewModel.cs  # 主工艺（接 PLC 实时数据）
│   │   │   ├── ViewBViewModel.cs  # 参数设置
│   │   │   ├── ViewCViewModel.cs  # 流量记录（图表+导出）
│   │   │   ├── ViewDViewModel.cs  # 报警记录
│   │   │   ├── ViewEViewModel.cs  # 关于
│   │   │   ├── ViewFViewModel.cs  # 审计日志
│   │   │   └── ProjectViewModel.cs # 项目档案
│   │   └── Utils/                 # 工具类
│   │       ├── ResolutionManager.cs # 分辨率管理
│   │       └── WinSize.cs          # 窗口尺寸
│   │
│   └── YZWater.Avalonia/          # Avalonia UI 项目
│       ├── Views/                 # AXAML 视图
│       │   ├── MainWindow.axaml   # 主窗口
│       │   ├── LoginView.axaml    # 登录窗口
│       │   ├── ViewAView.axaml    # 主工艺（工业控件）
│       │   ├── ViewBView.axaml    # 参数设置
│       │   ├── ViewCView.axaml    # 流量记录
│       │   ├── ViewDView.axaml    # 报警记录
│       │   ├── ViewEView.axaml    # 关于
│       │   ├── ViewFView.axaml    # 审计日志
│       │   └── ProjectView.axaml  # 项目档案
│       ├── Controls/              # 自定义工业控件（Render 绘制）
│       │   ├── WaterTankControl.cs # 水箱液位
│       │   ├── PumpControl.cs     # 泵（旋转动画）
│       │   ├── FanControl.cs      # 风扇（旋转动画）
│       │   ├── PipeLineControl.cs # 管道（流动虚线）
│       │   ├── ValveControl.cs    # 阀门（三态）
│       │   ├── GaugeControl.cs    # 仪表
│       │   ├── StatusCard.cs      # 状态卡片
│       │   └── PumpStation3DControl.cs # 泵站 3D 视图
│       ├── Themes/                # 深色/浅色主题
│       │   ├── IndustrialTheme.axaml
│       │   ├── IndustrialThemeLight.axaml
│       │   └── IndustrialStyles.axaml
│       ├── Converters/            # 值转换器
│       └── Assets/                # 资源文件
│
├── tests/
│   └── YZWater.Core.Tests/        # xUnit 单元测试
├── docs/                          # 文档
└── YZWater3.sln                   # 解决方案

🛠️ 开发环境

前置要求

• .NET 8.0 SDK 或更高版本
• Visual Studio 2022 或 JetBrains Rider（推荐）
• Git

安装步骤

1. 克隆仓库

   git clone <repository-url>
   cd YZWater3
   

2. 还原依赖

   dotnet restore
   

3. 构建项目

   dotnet build
   

4. 运行应用

   dotnet run --project src/YZWater.Avalonia
   

🎯 功能特性

登录认证

• 用户名/密码登录（PBKDF2-SHA256 哈希）
• 4 种角色权限：Viewer / Operator / Engineer / Admin
• 30 分钟会话超时自动登出
• 审计日志记录所有登录/登出操作

运行模式（通过 yzwater-config.json → RunMode 配置）

模式	说明
Direct	直连 PLC（默认）
Server	连 PLC + 启动 WebSocket 服务端（端口 8765）
Client	连接 WebSocket 服务端接收数据，不直连 PLC
Mock	无 PLC 时使用模拟数据

主工艺视图 (ViewA)

• 工业控件展示 - 使用自定义控件模拟真实工业界面
  • WaterTankControl - 水箱液位显示
  • PumpControl - 泵运行状态动画
  • FanControl - 风扇运行状态动画
  • PipeLineControl - 管道流动效果
  • ValveControl - 阀门状态显示
• 实时显示 4 个水池液位
• 进水/出水流量监测
• 泵、风机、阀门控制
• 自动/手动模式切换
• 报警状态显示
• 设备状态面板

参数设置 (ViewB)

• PLC 连接配置（IP、端口）
• 报警阈值设置（液位、流量）
• 泵频率设置
• 配置保存/加载

流量记录 (ViewC)

• 进水/出水流量图表
• 历史数据查询
• 数据导出 CSV
• 清除旧数据

报警记录 (ViewD)

• 实时报警列表
• 报警确认功能
• 批量确认
• 报警详情查看

关于 (ViewE)

• 系统信息
• 公司信息
• 版本信息

审计日志 (ViewF)

• 操作审计记录列表
• 按用户、操作类型筛选
• 登录/登出/配置变更追踪

项目管理 (ProjectView)

• 多项目档案管理
• 项目切换
• 项目级配置独立存储

🔧 配置说明

PLC 配置

默认配置文件：yzwater-config.json

{
  "PlcIp": "192.168.2.100",
  "PlcPort": 102,
  "AutoConnect": true,
  "LevelHighAlarm": 80.0,
  "LevelLowAlarm": 20.0,
  "FlowHighAlarm": 100.0,
  "FlowLowAlarm": 0.0,
  "PumpFrequency": 50.0,
  "SystemName": "污水处理监控系统",
  "CompanyName": "扬州旭轩科技有限公司",
  "ContactPerson": "赵经理",
  "ContactPhone": "18115099090",
  "RunMode": "Direct",
  "HubPort": 8765,
  "HubServerUrl": "",
  "HubToken": "",
  "IsDarkTheme": false,
  "IsChinese": true,
  "PlcAddresses": {}
}

数据库配置

数据库文件：yzwater.db（SQLite，SqlSugar ORM）

自动创建以下表：

• users - 用户表（含角色、密码哈希、盐值）
• persons - 人员表
• alarm_records - 报警记录表
• flow_records - 流量记录表
• analog_records - 模拟量记录表
• equipment_statuses - 设备状态表
• audit_logs - 审计日志表

📦 依赖包

Core 项目

• CommunityToolkit.Mvvm 8.4.2
• SqlSugarCore 5.1.4.217
• HslCommunication 12.9.2
• Serilog 4.4.0
• Serilog.Sinks.Console 6.1.1
• Serilog.Sinks.File 7.0.0
• SkiaSharp 4.151.1
• Quartz 3.20.0
• Stateless 5.20.1

Avalonia 项目

• Avalonia 12.1.1
• Avalonia.Desktop 12.1.1
• Avalonia.Themes.Fluent 12.1.1
• Avalonia.Fonts.Inter 12.1.1
• Avalonia.Controls.DataGrid 12.1.2
• LiveChartsCore.SkiaSharpView.Avalonia 2.1.0-dev-798
• Semi.Avalonia 12.1.0.1

📐 解析度自适应

自适应机制

项目使用 AdaptiveContainer 控件实现解析度自适应：

1. 设计基准: 1280 x 800
2. 缩放方式: Uniform（等比缩放，保持宽高比）
3. 缩放范围: 0.6x - 1.5x
4. 自动居中: 内容在可用空间内自动居中

工作原理

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  窗口实际大小 (1920 x 1080)                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  缩放后的内容区域 (1280 x 800 * 1.25)                │   │
│  │  ┌─────────────────────────────────────────────┐   │   │
│  │  │  设计内容 (1280 x 800)                       │   │   │
│  │  │  - 所有控件使用固定坐标                       │   │   │
│  │  │  - 由容器统一缩放                            │   │   │
│  │  └─────────────────────────────────────────────┘   │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────────┘   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

使用方式

<!-- 在 MainWindow.axaml 中 -->
<controls:AdaptiveContainer DesignWidth="1280" DesignHeight="800"
                             Stretch="Uniform" MinScale="0.6" MaxScale="1.5">
    <!-- 所有内容放在这里 -->
</controls:AdaptiveContainer>

分辨率管理器

ResolutionManager 提供全局分辨率信息：

// 获取当前缩放比例
var scale = ResolutionManager.Instance.UniformScale;

// 计算缩放后的尺寸
var scaledWidth = ResolutionManager.Instance.Scale(100);

// 计算缩放后的字体大小
var fontSize = ResolutionManager.Instance.ScaleFontSize(14);

🎨 自定义工业控件

WaterTankControl - 水箱控件

• 显示液位百分比
• 可配置水颜色和边框颜色

• 支持文字标签

  <controls:WaterTankControl WaterLevel="75" Text="入口池" WaterColor="#178187"/>
  

PumpControl - 泵控件

• 运行时显示旋转动画
• 可配置旋转速度

• 支持多颜色配置

  <controls:PumpControl IsRunning="{Binding Pump1Running}" Speed="2" Text="泵1"/>
  

FanControl - 风扇控件

• 运行时显示风扇旋转动画
• 可配置旋转速度

• 支持文字标签

  <controls:FanControl IsRunning="{Binding Fan1Running}" Speed="1" Text="风扇1"/>
  

PipeLineControl - 管道控件

• 显示流动效果（虚线动画）
• 支持水平/垂直方向

• 可配置管道颜色和水流颜色

  <controls:PipeLineControl IsFlow="True" IsHorizontal="True"/>
  

ValveControl - 阀门控件

• 三种状态：关闭/中间/打开
• 状态颜色指示（红/黄/绿）

• 支持文字标签

  <controls:ValveControl Status="{Binding Valve1Status}" Text="进水阀"/>
  

🔄 与 YZWater2 的对比

特性	YZWater2 (WPF)	YZWater3 (Avalonia)
跨平台	❌ 仅 Windows	✅ Windows/Linux/macOS
UI 框架	WPF	Avalonia UI 12
运行时	.NET Framework 4.8	.NET 8.0
MVVM	Caliburn.Micro	CommunityToolkit.Mvvm
图表	LiveCharts.Wpf	LiveCharts2
控件库	HandyControl	Semi.Avalonia
日志	NLog	Serilog
工业控件	HslControls	自定义控件

📝 开发说明

添加新视图

1. 在 YZWater.Core/ViewModels 中创建 ViewModel
2. 在 YZWater.Avalonia/Views 中创建对应的 View
3. 在 MainViewModel 中添加视图切换逻辑
4. 在 MainWindow.axaml 中添加 TabItem

自定义控件

在 YZWater.Avalonia/Controls 目录中创建自定义控件，例如：

• 水箱控件 (WaterTankControl)
• 管道控件 (PipeLineControl)
• 阀门控件 (ValveControl)

数据绑定

使用 CommunityToolkit.Mvvm 的源生成器：

public partial class MyViewModel : ObservableObject
{
    [ObservableProperty]
    private string _name = string.Empty;

    [RelayCommand]
    private async Task SaveAsync()
    {
        // 保存逻辑
    }
}

🐛 常见问题

1. PLC 连接失败

• 检查 PLC IP 地址是否正确
• 确认网络连接正常
• 检查防火墙设置

2. 数据库错误

• 删除 yzwater.db 文件重新启动
• 检查磁盘空间

3. UI 显示异常

• 更新显卡驱动
• 检查 .NET 8.0 运行时是否安装

📄 许可证

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👥 联系方式

• 公司: 扬州旭轩科技有限公司
• 联系人: 赵经理
• 电话: 18115099090