# 固态功率控制器动态参数测试系统 — 开发文档

> 版本 v1.1 ｜ 技术栈：**C# + WPF + .NET 8** ｜ 口径：**以当前仓库代码为准**
>
> 本文档描述当前仓库的真实结构、配置方式、核心流程和维护约定。
> 若文档与代码冲突，以代码实现为准，并应同步回写本文档。

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## 0. 开发约束

对本项目进行新增、修改、排障时，默认遵守以下原则：

1. **分层隔离优先**：UI 只依赖 ViewModel / Service / Logic，不直接依赖具体设备驱动。
2. **接口先行**：SSPC、电源、负载、DAQ 一律经 `SSPCTester.Devices.Interfaces` 暴露，真假驱动由配置决定。
3. **按设备粒度切换 Mock/Real**：当前不再是“一个全局 `MockMode` 管全部设备”，而是每类设备都有自己的 `UseMock`。
4. **配置分层加载**：程序先读内置默认值，再读 `appsettings.json`，最后读 `%LOCALAPPDATA%\SSPCTester\settings.json`。
5. **测试态独占**：进入测试后只展示当前项目，禁止切换其他项目，设备连接由测试态独占。
6. **文档随代码更新**：涉及接口、项目结构、运行方式、持久化格式变化时，要同步更新本文档。

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## 1. 项目背景

### 1.1 被测对象

固态功率控制器（SSPC）用于智能配电场景。本项目按 **24 路** 输出通道建模，通过软件控制每路导通/关断，并测量：

- 基础通断状态
- 开启/关断曲线与时间参数
- 功率损耗与效率
- 保护功能演示结果

### 1.2 当前测试台硬件

| 部件 | 型号 | 作用 | 当前代码状态 |
|---|---|---|---|
| 工控机 | Windows x64 | 运行 WPF 主程序 | 已支持 |
| 被测件 SSPC | 24 路 | 控制 24 路导通/关断 | 已有 `SspcModbus` |
| 程控电源 | UDP5080-100 | 输入端电压/电流读取 | 已有真实驱动，控制命令保留接口 |
| 可编程负载 | IT8733P / IT8702P | 输出端电压/电流/功率读取 | 已有真实驱动 |
| 高速采集卡 | PCIe8586 | 曲线波形采集 | 已有 `Pcie8586Daq` |
| 示波器 | Tektronix MDO3024 | 线下校准基准 | 不纳入软件控制 |

### 1.3 当前实现事实

- SSPC 24 路通过 **3 个 Modbus 模块 × 每模块 8 路** 映射。
- 采集卡实现已经统一为 **PCIe8586**，不再使用旧文档中的 `PCIe9318` 命名。
- 真假设备切换已经演进为 **每类设备独立 `UseMock`**。
- 主程序启动后会按配置自动连接 SSPC、电源、负载、DAQ。
- 根目录脚本 `run.ps1` / `publish.ps1` 已是当前标准运行入口。

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## 2. 当前功能范围

主流程如下：

```text
新建/打开项目
-> 填写项目信息 / 勾选测试项
-> 进入测试态
-> 执行基础测试 / 曲线测试 / 功率损耗 / 保护功能
-> 生成 PDF / Word 报告
```

### 2.1 四大模块

| 模块 | 当前实现 | 状态 |
|---|---|---|
| 基础测试 | 24 路逐路开/关、读电压电流、判定稳态关断 | 已实现 |
| 开启与关断曲线 | 支持开通/关断波形采集、指标计算、独立曲线视窗、波形落盘 | 已实现 |
| 功率损耗 | 使用 UDP5080 读输入端，IT87xx 读输出端功率/电压/电流 | 已实现 |
| 保护功能 | UI、数据结构和演示结果生成已完成，真实联动未接 | 框架完成 |

### 2.2 指标口径

当前计算与判定主要围绕以下指标：

- `1.1` 开启时间：到达输入电压 90% 的时间
- `1.2` 关闭时间：下降到输入电压 10% 的时间
- `1.5` 上升/下降时间：10%~90% 或 90%~10% 时间
- `1.9` 电压降：`Vin - Vout`
- `1.10 / 1.13` 功率损耗、效率
- `1.14+` 保护功能相关故障时间与演示状态

阈值定义和最终判断以 `Project.CurveThresholds` 与各页结果模型为准。

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## 3. 技术栈

| 用途 | 当前选型 | 说明 |
|---|---|---|
| UI | WPF + .NET 8 | `net8.0-windows`，x64 |
| MVVM | `CommunityToolkit.Mvvm` | `ObservableObject` / `RelayCommand` |
| 配置 | `Microsoft.Extensions.Configuration` | JSON + 用户设置覆盖 |
| DI / Host | `Microsoft.Extensions.Hosting` | 启动时装配所有服务 |
| Modbus | `NModbus` | SSPC 串口控制 |
| 串口 | `System.IO.Ports` | SSPC/部分设备底层通信 |
| 波形绘制 | `ScottPlot` / `ScottPlot.WPF` | 曲线页与报告插图 |
| 报告 | `QuestPDF` + `DocumentFormat.OpenXml` | PDF 与 Word 双实现 |
| Web 预览 | `Microsoft.Web.WebView2` | 报告页 PDF 预览 |
| 日志 | Serilog | Debug + 文件输出 |

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## 4. 解决方案结构

### 4.1 分层

```text
UI (WPF / XAML / ViewModel)
  -> Logic (测试流程 / 计算 / 报告 / 存储)
    -> Devices.Interfaces (统一设备接口)
      -> Devices.Drivers.Mock / Real (具体驱动)
```

依赖方向始终是 **上层只依赖下层抽象**。  
例如 UI 只拿到 `ISspc`，不直接感知背后是 `MockSspc` 还是 `SspcModbus`。

### 4.2 当前解决方案

```text
SSPCTester.sln
├── SSPCTester.UI/                 # WPF 主程序（启动项）
│   ├── Views/                     # 页面与窗口
│   ├── ViewModels/                # MVVM 视图模型
│   ├── Controls/                  # 自定义控件（含曲线控件）
│   ├── Resources/                 # Tokens / Controls / Icons
│   ├── Converters/                # 状态与颜色转换
│   └── Services/                  # 用户设置、应用配置等
├── SSPCTester.Logic/              # 业务层
│   ├── Testing/                   # 测试模块与运行器
│   ├── Calculation/               # 曲线/功率计算纯函数
│   ├── Report/                    # PDF/Word 报告实现
│   ├── Storage/                   # 项目与波形持久化
│   └── Models/                    # 项目、结果、阈值、枚举
├── SSPCTester.Devices/            # 设备抽象与驱动
│   ├── Interfaces/                # ISspc / IPowerSupply / ILoad / IDaq
│   ├── Drivers/Mock/              # Mock 驱动
│   ├── Drivers/Real/              # 真设备驱动
│   ├── Drivers/ConfigurableDevices.cs  # 按设备切换 Mock/Real
│   ├── Protocol/                  # 协议辅助
│   └── Config/                    # 设备配置模型
├── SSPCTester.Tests/              # xUnit 测试
├── SSPCTester.Seed/               # 示例项目/种子数据生成
└── Docs/PCIe8586驱动接入资料/src/Pcie8586.Driver/
    # 采集卡独立驱动类库，被 Devices/Tests 引用
```

### 4.3 关键脚本

- `run.ps1`：发布 UI、可选执行单测、可选灌入种子数据、最后启动发布产物
- `publish.ps1`：单独发布 WPF 程序
- `SSPCTester.Seed/WriteQualifiedProjects.ps1`：生成演示项目

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## 5. 配置与驱动切换

### 5.1 配置加载顺序

程序启动时配置来源按优先级叠加：

1. 内置默认配置
2. `SSPCTester.UI/appsettings.json`
3. `%LOCALAPPDATA%\SSPCTester\settings.json`

用户在设置页修改的路径、报告格式等，最终写到用户目录，不回写仓库里的 `appsettings.json`。

### 5.2 当前切换策略

当前采用 **每类设备独立切换**：

- `Devices:Sspc:UseMock`
- `Devices:PowerSupply:UseMock`
- `Devices:Load:UseMock`
- `Devices:Daq:UseMock`

`Devices:MockMode` 仅保留兼容旧配置用途，不应再作为新逻辑入口。

### 5.3 当前 `appsettings.json` 示例

```json
{
  "Devices": {
    "MockMode": false,
    "Sspc": {
      "UseMock": false,
      "AutoConnect": true,
      "PortName": "COM1",
      "BaudRate": 9600,
      "ModuleAddresses": [1, 2, 3]
    },
    "PowerSupply": {
      "UseMock": false,
      "AutoConnect": true,
      "Host": "192.168.6.5",
      "Port": 5025
    },
    "Load": {
      "UseMock": false,
      "AutoConnect": true,
      "Host": "192.168.200.100",
      "Port": 30000
    },
    "Daq": {
      "UseMock": false,
      "AutoConnect": true,
      "LogicalDeviceId": 0,
      "ChannelCount": 4,
      "PreTriggerMs": 10,
      "PostTriggerMs": 40
    }
  },
  "Storage": {
    "ProjectsRoot": "%LOCALAPPDATA%\\SSPCTester\\Projects"
  },
  "Report": {
    "SavePath": "%LOCALAPPDATA%\\SSPCTester\\Reports",
    "Format": "Pdf"
  }
}
```

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## 6. 设备接口

所有设备接口均为异步接口，默认支持 `CancellationToken`。

### 6.1 公共连接接口

```csharp
public interface IDeviceConnection
{
    bool IsConnected { get; }
    string DisplayName { get; }
    Task<bool> ConnectAsync(CancellationToken ct = default);
    Task DisconnectAsync();
    event EventHandler<bool>? ConnectionChanged;
}
```

### 6.2 SSPC

```csharp
public interface ISspc : IDeviceConnection
{
    int ChannelCount { get; }
    Task TurnOnAsync(int physicalSlot, CancellationToken ct = default);
    Task TurnOffAsync(int physicalSlot, CancellationToken ct = default);
    Task FlashAsync(int physicalSlot, int milliseconds, CancellationToken ct = default);
    Task<bool> GetChannelStateAsync(int physicalSlot, CancellationToken ct = default);
    Task<ChannelMeasurement> ReadMeasurementAsync(int physicalSlot, CancellationToken ct = default);
    Task<IReadOnlyList<ChannelMeasurement>> ReadMeasurementsAsync(CancellationToken ct = default);
}
```

### 6.3 电源

```csharp
public interface IPowerSupply : IDeviceConnection
{
    Task SetVoltageAsync(double volts, CancellationToken ct = default);
    Task SetCurrentLimitAsync(double amps, CancellationToken ct = default);
    Task OutputAsync(bool on, CancellationToken ct = default);
    Task<(double volts, double amps)> ReadAsync(CancellationToken ct = default);
    Task<string> QueryIdentityAsync(CancellationToken ct = default);
}
```

### 6.4 负载

```csharp
public readonly record struct PowerReading(double Volts, double Amps, double Watts);

public interface ILoad : IDeviceConnection
{
    Task SetModeAsync(LoadMode mode, CancellationToken ct = default);
    Task SetValueAsync(double value, CancellationToken ct = default);
    Task InputAsync(bool on, CancellationToken ct = default);
    Task<(double volts, double amps)> ReadAsync(CancellationToken ct = default);
    Task<PowerReading> ReadPowerAsync(CancellationToken ct = default);
    Task<string> QueryIdentityAsync(CancellationToken ct = default);
}
```

### 6.5 DAQ

```csharp
public interface IDaq : IDeviceConnection
{
    Task<IReadOnlyList<DaqDeviceDescriptor>> EnumerateDevicesAsync(CancellationToken ct = default);
    Task<CurveData> CaptureAsync(int[] channels, int sampleRateHz, double durationSec, CancellationToken ct = default);
    Task<double[]> ReadInstantAsync(int[] channels, CancellationToken ct = default);
    Task<CurveData> CaptureAroundActionAsync(
        DaqActionCaptureRequest request,
        Func<CancellationToken, Task> action,
        CancellationToken ct = default);
    event EventHandler<CurveSample>? SampleReceived;
}
```

`CaptureAroundActionAsync()` 是当前曲线测试的核心接口：  
先进入预采集，再在触发点附近执行开关动作，以得到统一对齐的波形。

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## 7. 核心业务逻辑

### 7.1 测试模块统一入口

`Logic/Testing` 中已经落地：

```csharp
public interface ITestModule
{
    string Name { get; }
    Task RunAsync(TestContext ctx, IProgress<TestProgress> progress, CancellationToken ct);
}
```

`TestContext` 当前持有：

- `Project`
- `ISspc`
- `IPowerSupply`
- `ILoad`
- `IDaq`

`TestRunner` 依据 `Project.Selection` 串行执行模块。

### 7.2 浏览态 / 测试态

当前程序已实现两种应用状态：

- **浏览态**：左侧树显示全部项目，可自由切换
- **测试态**：
  - 只显示当前项目
  - 顶部展示“测试进行中”状态条
  - 可中止测试
  - 设备连接视为当前项目独占

这一逻辑由 `MainViewModel.AppState` 控制。

### 7.3 基础测试

当前基础测试实现采用 `ISspc.ReadMeasurementAsync()` 直接读取每路电压/电流：

```text
TurnOnAsync(ch)
-> Delay
-> ReadMeasurementAsync(ch)
-> 记录 VoltageOn / CurrentOn
-> TurnOffAsync(ch)
-> WaitForStableOffAsync(ch)
-> 根据导通和关断稳态结果判定 Pass / Fail
```

说明：

- 不是旧文档中的 `Daq.ReadInstant()` 方案
- “关断是否稳定”通过 `BasicTestCriteria.WaitForStableOffAsync()` 判定

### 7.4 曲线测试

当前代码存在两套相关逻辑：

1. **Logic 模块批处理**：`CurveTest.cs`
   - 一次完成开通与关断两段采集
   - 适用于测试模块整体执行
2. **UI 曲线页交互**：`CurveTestViewModel`
   - 已拆成两个独立按钮：
     - `开启曲线测试`
     - `关断曲线测试`
   - 开/关曲线各自保存、各自绘图、各自维护视窗范围

当前页与弹窗的“起点 / 终点 / 默认”已经拆成两套独立状态：

- `RisingViewStartMs` / `RisingViewEndMs`
- `FallingViewStartMs` / `FallingViewEndMs`

这些值会写回 `CurveResultRow` 并持久化。

状态规则：

- 两半都没做：`Untested`
- 只完成一半：`Measured`
- 两半都完成后：才根据 4 个指标判 `Pass / Fail`

### 7.5 功率损耗

当前正式实现采用：

- `UDP5080` 读取输入端 `Vin / Iin`
- `IT87xx` 读取输出端 `Vout / Iout / Pout`

这是当前在用方案。  
仓库中仍保留旧的 `PowerTestLegacy`（DAQ 思路），但未作为正式模块注册。

### 7.6 保护功能

当前保护功能页和逻辑层是**演示框架**：

- UI 已完成
- 结果模型已完成
- `ProtectTest` 目前生成演示数据
- 未接真实故障触发与真实曲线采集链路

### 7.7 报告

当前报告支持：

- PDF
- Word
- PDF + Word

报告特性：

- 基于项目与勾选项动态生成
- 曲线插图由 `CurveImageRenderer` 生成
- 报告文件名不是固定 `report.docx`，而是动态解析后输出
- 报告页通过 `WebView2` 预览 PDF

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## 8. 数据存储

### 8.1 项目目录

每个项目一个目录，目录根路径由 `Storage:ProjectsRoot` 决定。  
典型内容：

- `project.json`
- `curves/`
- 生成出的 PDF / Word 报告

### 8.2 项目对象

`Project` 当前持久化内容包括：

- DUT 信息
- 测试站点信息
- 测试项勾选
- 报告配置
- 基础测试、曲线测试、功率损耗、保护功能结果
- 曲线阈值
- 四页测试说明文本

### 8.3 波形存储格式

波形不是简单的 JSON，而是：

- `curves/*.bin`：float32 二进制采样数据
- `curves/*.json`：元数据

元数据包含：

- 采样率
- 触发点位置
- 通道角色/名称/单位
- 标定参数

### 8.4 旧数据兼容

`CurveResultRow` 中保留了旧字段：

- `ViewStartMs`
- `ViewEndMs`

新逻辑优先使用：

- `RisingViewStartMs / RisingViewEndMs`
- `FallingViewStartMs / FallingViewEndMs`

缺失时会回退到旧字段，兼容老项目。

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## 9. 运行与发布

### 9.1 本地运行

推荐命令：

```powershell
PowerShell -ExecutionPolicy Bypass -File .\run.ps1
```

该脚本默认行为：

1. `dotnet publish` UI 到 `publish\win-x64`
2. 可选执行测试
3. 可选执行种子数据生成
4. 直接启动 `publish\win-x64\SSPCTester.UI.exe`

### 9.2 常用参数

- `-Test`：执行 `SSPCTester.Tests`
- `-Seed`：执行 `SSPCTester.Seed`
- `-CleanSeed`：清空项目目录后重新灌入种子数据
- `-NoLaunch`：只发布不启动

### 9.3 发布

推荐命令：

```powershell
PowerShell -ExecutionPolicy Bypass -File .\publish.ps1
```

当前默认发布参数是：

- `Release`
- `win-x64`
- `SelfContained = true`
- `SingleFile = false`

说明：

- 当前脚本明确没有走 WPF 单文件发布默认方案
- 发布时会检查 `ACTS1000_64.dll` 是否存在

### 9.4 运行环境

源码构建至少需要：

- Windows x64
- .NET 8 SDK x64
- WebView2 Runtime

若只运行现成发布版，则至少需要满足发布产物依赖和本机驱动/DLL 条件。

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## 10. 当前状态与后续工作

### 10.1 已完成

- WPF 主程序骨架、主题资源、页面导航
- 浏览态 / 测试态切换
- 项目新建、加载、保存
- 基础测试、曲线测试、功率损耗、保护功能页
- PDF / Word 报告生成
- 真/假设备可按设备粒度切换
- 实际 SSPC / 电源 / 负载 / PCIe8586 驱动接入代码

### 10.2 待统一 / 待完善

- 保护功能仍为演示逻辑，未接真实测试链路
- 功率损耗旧版 `PowerTestLegacy` 仍在仓库，后续应明确去留
- 曲线弹窗窗口已实现，但当前主页面尚未提供入口按钮
- 报告生成对新旧曲线视窗字段的使用口径后续建议统一

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## 11. 风险与注意事项

1. **DAQ 仍是最高风险点**：厂商 DLL、设备 ID、采样参数、输入量程和触发时序都依赖现场。
2. **Modbus 地址和端口仍需现场核实**：虽然当前实现已支持 3 模块映射，但设备地址/串口号应视现场配置为准。
3. **电源与负载真实驱动已接入，但控制命令支持度需按实物验证**。
4. **所有长流程应贯穿 `CancellationToken`**，中止后优先保证设备回到安全状态。
5. **示波器不纳入软件控制**，仅作为线下校准基准。
6. **任何涉及数据模型持久化格式的修改，都要考虑旧项目兼容**。

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## 12. 维护建议

1. 改接口前，先同步修改 `Devices.Interfaces`、实现类、DI 装配和本文档。
2. 改项目结构前，先检查 `run.ps1`、`publish.ps1`、`Seed`、测试项目是否受影响。
3. 改曲线页前，注意当前已经有“主页面 + 弹窗 + 报告图”的三处视窗相关逻辑。
4. 改报告前，确认 `ReportViewModel`、`Logic/Report`、`WebView2` 预览链路同时保持可用。
5. 若发现文档内容再次与代码偏离，应优先更新本文档，而不是继续在过时约束上开发。