老化测试系统（AgingTestSystem）

WinForms 桌面程序（.NET Framework 4.7.2 / C#）：监控 72 台气压表真空压力，控制 72 路真空电磁阀 + 72 路载台上电， 接入冷却送风机与扫码枪，实现老化测试业务闭环 + 报警联动。

0. 快速定位（AI / 新人从这里进）

想知道	去这里
设备通讯协议、寄存器、坑点、排障	docs/通讯接入.md（唯一协议文档）
各文件职责、代码在哪	下文「3. 目录结构与职责」
配置项含义	下文「5. 配置项速查」
业务流（测试/报警/送风机）	下文「4. 核心业务流」
改动历史	下文「8. 版本历史」+ CHANGELOG.md
现场调试	主程序"关于"菜单：通讯测试 / 送风机测试（技术员及以上；复用主程序共享连接，不自建连接）

原独立测试工程（ModbusRtuBarometerTest / ModbusTcpIoControllerTest / ModbusTCPFanControllerTest / SerialScannerTest） 已删除，其测试逻辑已合并进主程序与 docs/通讯接入.md。

1. 技术栈与设备规模

设备	数量	协议 / 接入	关键实现
真空负压表（气压表）	72	Modbus RTU，RS485→CH340 USB，19200 8N1，从站=设备号 1~72	ModbusRtuBarometerReader
IO 耦合器	1	GX-CL140，Modbus TCP 192.168.1.20:502，80DI/160DO	ModbusTcpIoController
冷却送风机	1	厂商控制屏，Modbus TCP 端口 50000，定值启停 + 温湿度监视	FanControllerClient
扫码枪	1	Honeywell Xenon 1902 虚拟串口 115200，WMI 自动识别串口	ScannerService

Mock 与真实实现由 UseMockCommunication 一键切换，接现场硬件只改配置、不改代码。

2. 架构与分层

MainForm / WorkstationGridView（Views 视图层，单窗口自绘大画布）
        ↓ 弹出
Dialogs（窗体层：CommonParameterForm / SettingsForm / StationSettingsForm /
          CommunicationTestForm / FanTestForm / InputLotForm / IdBindingForm ...）
        ↓ 调用
DeviceManager（服务层核心编排：采集/测试状态机/报警联动/送风机生命周期）
  ├─ IBarometerReader  (MockBarometerReader / ModbusRtuBarometerReader)
  ├─ IIoController     (MockIoController    / ModbusTcpIoController + IoMapBuilder)
  ├─ IFanController    (MockFanController   / FanControllerClient)
  ├─ ScannerService（扫码枪，独立）   UserManager（用户/权限，Users.json，密码 PBKDF2 哈希）+ PasswordHasher
  ├─ TestEventLogger（测试事件落盘 Logs\TestLog_yyyyMMdd.csv，供历史记录窗体）
  └─ AppLogFileWriter（主窗体 UI 操作日志落盘 Logs\AppLog_yyyyMMdd.log，与文本框逐行一致）
        ↓
Models（BarometerData / FanData / IoStatus / DeviceConfig / RecipeConfig / StationInfo）

• IO 映射：内部用十进制连续编号（输入 180、输出 81240），IoMapBuilder 换算成三菱八进制物理地址（X/Y）， 每台气压表 = 1 输入（报警触点 DI）+ 2 输出（真空阀 Y + 载台上电 Y）。八进制：X007 后是 X010，Y107 后是 Y110。
• 事件：DeviceManager 一次性触发 OnBatchDataUpdated（72 台数据数组，避免逐条 72 次 UI 切换）； OnConnectionStatusChanged / OnFanDataUpdated / OnDiagnostic。

3. 目录结构与职责（定位用）

文件	职责
Services/DeviceManager.cs	业务编排核心：Start/Stop、采集定时（1s）、测试状态机（StartTesting/StopTesting/ResetDevices/StopAll）、报警边沿联动（IsAlarm→HandleAlarm 关阀+断电）、送风机生命周期 UpdateFanLifecycle、工位静态信息 StationInfo、共享连接门面（EnsureIoConnected/ReadHoldingRegisters/ReconnectFan/GetFanData/StartFan/StopFan）
Services/ModbusRtuBarometerReader.cs	气压表 RTU：读压力（0x04 @0x0001~0002，(short)值/10^小数位）、写设备阈值（0x06 @0x0010）、72 台轮询、_syncRoot 串口锁
Services/SerialPortHelper.cs	CH340 串口自动识别（WMI VID_1A86/PID_7523）+ 端口缓存 BarometerPort.cache
Services/ModbusTcpIoController.cs	IO 耦合器：DI 读 0x04 @0x1000、DO 写 0x06 / 读 0x03 @0x2000，读-改-写单点，备用通道映射，共享原始寄存器 API（ReadHoldingRegisters/WriteSingleRegister，供测试窗体复用同一连接）
Services/IoMapBuilder.cs	内部编号 ↔ 三菱八进制 X/Y 地址映射
Services/FanControllerClient.cs	送风机 TCP：定值启停、读状态/温湿度，断线重连节流，IP 自动识别 + FanLastIp.cache 工控机记忆
Services/ScannerService.cs	扫码枪：WMI 识别串口、串口读码、断线心跳重连
Services/TestEventLogger.cs	测试事件 CSV 落盘（启动/停止/报警/复位/急停/真空建立）
Services/AppLogFileWriter.cs	主窗体 UI 操作日志落盘（Logs\AppLog_yyyyMMdd.log，按日期分文件，与文本框逐行一致，写失败静默）
Services/UserManager.cs	用户/登录/权限，Users.json 持久化（密码哈希，V1.58.22）
Services/PasswordHasher.cs	密码哈希（PBKDF2-HMAC-SHA256，随机盐 + 10 万次迭代，PBKDF2$迭代$盐$哈希 自描述格式）
Services/RecipeStorage.cs	配方列表持久化（Recipes.json，启动加载/操作即写盘；SaveWithDuplicateCheck 同名覆盖保存，V1.25/1.26）
Services/StationSettingsCache.cs	工位配置缓存（StationSettings.json，按工位缓存 SN/配方/延时/极限温度，设置窗口下次打开自动回填，V1.26）
Services/Mock*.cs	Mock 实现（免接线演示）
Views/MainForm.cs	主窗体：面板区（9×8）、菜单下拉、状态栏（"在线"全部离线标红，V1.24）、权限控制、扫码事件、操作区按钮
Views/WorkstationGridView.cs	工位网格（自绘大画布，V1.51）：1 个 UserControl 画全部面板 + 行全选列，滚动零撕裂；文字绝对坐标绘制无模糊；布局外部化（程序目录 PanelLayout.json 可改坐标/颜色/字号/文字，无需重编译）；坐标命中实现长按选中/设置按钮/选中框/行全选/悬停提示
Models/PanelLayoutConfig.cs	工位面板布局配置模型（V1.51）：面板网格尺寸/面板内各元素坐标/字体/颜色（"R,G,B"）/按钮与提示文字；LoadOrDefault 文件缺失或损坏回退内置默认；V1.58.13~1.58.19 起全部元素改为"锚定"解析（右缘/上缘/下缘/对齐/垂直居中，改面板宽高自动联动），字段全表见类头注释
Dialogs/CommunicationTestForm.cs	通讯测试窗体（IO 耦合器 DO 输出测试，负压阀/载台上电两页 9×8 灯按钮 + 一键遍历）
Dialogs/FanTestForm.cs	送风机测试窗体（定值启停 + 温湿度显示）
Dialogs/SettingsForm.cs	系统设置（管理员，按分类编辑 App.config 全部配置项，写回 exe.config 保存即生效，连接参数自动重连；仅设备数量/布局/模拟开关等结构型配置重启生效）
Dialogs/HomeLayoutEditorForm.cs	主页区域调整编辑器（V1.58，管理员）：自绘预览 + 拖动四条边缘实时改标题栏/菜单栏/右侧区/状态栏尺寸，保存写 HomeLayout.json 即生效，无需重编译
Models/HomeLayoutConfig.cs	主页布局配置模型（V1.58）：标题栏/菜单栏/右侧区/状态栏四个尺寸 + Range 约束，LoadOrDefault 缺文件或损坏回退内置默认；MainForm 启动与保存后据此应用布局
Dialogs/StationSettingsForm.cs	工位设置（SN/配方/延时/启动时间 写入 StationInfo；延时/启动时间三 NumericUpDown 冒号分隔，V1.28；保存=应用+缓存+存配方、加入对列=应用+存配方、下电=关闭载台上电）
Dialogs/RecipeManagerForm.cs	配方管理窗口（左侧列表可滚动 + 右侧可编辑输入，延时/启动时间冒号分隔三 NumericUpDown，V1.28；添加/更新/删除操作即自动落盘 Recipes.json，V1.27 起无"保存设置"按钮）
Dialogs/BatchRecipeForm.cs	批量设置配方窗口（配方名称/延时时间/启动时间/极限温度；延时/启动时间均三 NumericUpDown 冒号分隔，V1.28 删"延时时间2"，两个时间都写入配方：延时→延时开启、启动→延时到达；加入队列=保存配方+应用到选中工位，无选中先保存配方并提示选择）
Dialogs/IdBindingForm.cs / InputLotForm.cs	录入批号 + 工位↔SN 绑定（扫码枪自动识别填充，生成 Excel）
Models/	BarometerData / FanData(+FanRunState) / IoStatus / DeviceConfig / RecipeConfig / StationInfo / PanelLayoutConfig / HomeLayoutConfig / 用户模型

WinForms 视图均拆 .cs + .Designer.cs 两个 partial；所有 .cs 必须 UTF-8 with BOM 编码（否则设计器报"无法设计基类 System.Void"）。

4. 核心业务流

4.1 老化测试单台流程

[准备] 录入批号 → 绑定工位↔SN → 设配方
[启动] 开真空阀 + 载台上电 + 送风机定值启动 → 真空确认(VacuumConfirmTimeoutMs 默认15s 内压力进入正常区间，
        超时→真空建立失败报警：关阀+断电+标故障)
[老化] 真空确认后计时 → 达 MaxTestDurationSeconds 自动停止该台
[监控] 压力越限 / 通讯失联(连续失败≥CommunicationLossAlarmCount) / DI触点(可选) → 报警联动
[停止] 关阀+断电（末台时送风机自动停止）
[复位] 人工报警复位后回空闲，可重测
[急停] 全部停止：全关阀+全断电+停送风机（带防误触确认）

4.2 报警来源（DeviceManager.IsAlarm）

1. 压力越限：真空压力 > AlarmPressureThresholdKPa（默认 -95kPa，即真空变差）
2. 真空建立超时：开阀后 15s 压力未进正常区间
3. 通讯失联：某台连续读取失败 ≥ CommunicationLossAlarmCount 次
4. DI 报警触点（可选）：UseDiAlarmContact=true 时启用，默认关

联动动作：报警进入边沿触发一次（不是周期重复）→ 关该台真空阀 + 断载台上电 + 标故障；结果写 CSV 日志。

气压表是"双信号"：压力值走 RTU 供软件判报警（联动只由此触发）；报警硬件触点走 DI（X000~X107，NPN）只读进 UI 显示，不参与联动。

4.3 送风机生命周期（72 台共用，不能随某台停机）

• 有任一台在测试 → 保持运行；全部停止 → 才允许停机。UpdateFanLifecycle 里"只下发一次命令"状态记忆防重复写。
• 手动定值启/停按钮在无台测试时仍可用。
• IP 自动识别：连接顺序 = FanLastIp.cache（上次成功）→ FanIpAddress → FanIpCandidates；候选列表配几个识别几个，设备换 IP 自动找到并更新缓存。

4.4 主界面操作入口（右侧"操作"区）

开启真空 / 启动运行 / 停止运行 / 报警复位 / 全部停止(急停) / 送风机定值启停 / 面板"设置" / 行"全选"。

面板"设置"按钮（V1.24 智能分流）：点击时若按钮所在工位未选中，先将其加入选中集合； 然后只选中 1 个工位 → 弹出该工位的工位设置窗口（StationSettingsForm）； 选中 2 个及以上 → 弹出批量设置配方窗口（BatchRecipeForm）。

面板选中交互（V1.19.5~6 / V1.24）：空白处"长按约 0.8s"选中该工位（选中框平时全隐藏，有选中才全部显示）； 已有选中时长按空白处 = 取消全部选中并隐藏所有选中框；选中框显示时单击空白处/选中框 = 切换该工位选中状态。

5. 配置项速查（App.config，可在"关于→设置"管理员界面编辑；保存后大部分配置立即生效，连接参数自动重连，仅结构型配置重启生效）

配置项	默认值	说明
TotalBarometers	72	气压表总数
TotalInputs / TotalOutputs	80 / 160	IO 总数（业务用 72/144）
CollectInterval	1000	气压表采集间隔(ms)
PortName / BaudRate	COM9 / 19200	气压表串口（连接成功缓存 BarometerPort.cache 优先复用）
UseMockCommunication	false	true=Mock 免接线
InvertInputs / InvertOutputs	false	输入/输出逻辑取反（NPN/PNP 现场差异，灯亮软件读 OFF 时试 true）
IoUnitId	1	IO 耦合器从站
IoInputRegisterStartAddress / IoOutputRegisterStartAddress	0x1000 / 0x2000	DI / DO 起始寄存器
IoBackupChannelMappingEnabled / IoBackupChannelMappings	false / 0x2000@0x00->0x2009@0x10;0x2008@0x00->0x2009@0x11	备用通道映射（DQ 通道烧毁时启用，源寄存器@通道->目标，寄存器/通道均十六进制，通道 0x00~0x1F，写/读 DO 自动重定向）
BarometerPressureRegisterAddress	0x0001	压力寄存器（0x0002 为小数位，实测不可靠不再使用）
BarometerDefaultDecimalPlaces	1	小数位（压力读取与阈值写入统一用，换气压表改这里）
BarometerPressureScale	1	压力额外缩放
AlarmPressureThresholdKPa / AlarmWhenPressureHigherThanThreshold	-95 / true	软件报警阈值(不是设备阈值)
PlcAddress / PlcPort	192.168.1.20 / 502	IO 耦合器
FanEnabled / FanIpAddress / FanPort	true / 192.168.1.220 / 50000	送风机（可选设备，连不上不影响启动）
FanAutoDetectEnabled / FanIpCandidates	true / .220,.221,.222	送风机 IP 自动识别
FanUnitId / FanTimeoutMs	1 / 3000	送风机从站/超时
VacuumConfirmTimeoutMs	15000	真空建立确认超时(ms)
CommunicationLossAlarmCount	3	通讯失联报警阈值(连续失败次数)
MaxTestDurationSeconds	0	老化最大时长(0=不限)
UseDiAlarmContact	false	DI 报警触点并入判定（需现场确认电平）
FanTempAlarmLimitC	0	送风机温度告警上限(0=不启用)
ScannerEnabled / ScannerPort	false / 空	扫码枪开关 / 固定串口（空=WMI 自动识别）
ScannerDeviceKeyword / ScannerBaudRate	Xenon 1902 / 115200	扫码枪识别关键词 / 波特率

6. 菜单与权限

按钮	下拉项	权限
用户权限	操作员 / 技术员 / 管理员 / 用户管理*	*仅管理员
参数设置	公共参数（批量写气压表阈值）/ 配方管理	技术员+
日志记录	历史记录（读 CSV）	任意
关于	设置* / 通讯测试** / 送风机测试** / 版本说明	*仅管理员；**技术员+

默认账号（Users.json）：operator / technician / admin，密码均 123456（PBKDF2 哈希存储，明文不落盘，见 Services/PasswordHasher.cs）。

7. 关键设计决策与坑点（排障/新功能必读）

1. 共享连接（V1.23）：通讯测试/送风机测试窗体不自己建 TCP 连接，复用 DeviceManager 的共享连接 （EnsureIoConnected/ReadHoldingRegisters/ReconnectFan/GetFanData），连接状态与主界面实时一致。 测试窗体读送风机状态走缓存（零额外报文）。
2. IO 写 DO 必须读-改-写：0x20040x2008 低/高字节被不同业务共用（如 0x2004 低字节=电磁阀6572、高字节=载台上电1~8）， 整字直写会误伤其它通道。载台上电"全关"时也只清高字节、保留低字节。
3. BeginInvoke 传数组参数必须 new object[]{arg} 包装：BarometerData[] 会被协变成 params 展开 → TargetParameterCountException。
4. UTF-8 with BOM：所有 .cs 必须带 BOM，否则 WinForms 设计器"无法设计基类 System.Void"。
5. 两种阈值别混淆：AlarmPressureThresholdKPa（软件判报警，kPa，不写设备）≠ 设备阈值（写气压表 0x0010，单位与压力读数一致）。
6. 小数位固定 1 位（BarometerDefaultDecimalPlaces）：0x0002 小数位寄存器现场 47/72 台返回 0 不可靠，压力读取与阈值写入统一固定。
7. 有符号强转：压力原始值须 (short) 强转，否则 0xFFFE 被当 65534，负压反号。
8. 批量写某台超时 = 设备问题（掉线/断电/地址错/损坏），不是程序 bug；用批量读取/扫描 CSV（Logs\BarometerScan_*.csv）定位离线台。
9. 扫码枪断连判定用 WMI 动态搜索（设备拔出 PnP 节点消失即判断连），不能用注册表/ReadExisting（都不可靠）。
10. 送风机状态枚举要 4 值（0x0000~0x0003）+ UI 显式 switch 中文，不能 ToString（程式模式回 0/1 会显示裸数字）。
11. 送风机是可选设备：连接失败不影响整机启动；用独立 2s 定时器轮询，不阻塞气压表采集。
12. 事件处理一律 IsDisposed 检查 + BeginInvoke：避免窗体释放后 ObjectDisposedException（历史 H1/H3）。

8. 版本历史（详见 CHANGELOG.md）

版本	要点
V1.30	IO 触发后气压表压力值快速刷新：写输出成功（开/关阀、上/断电、启动/停止测试）对目标工位启动独立 250ms 高频补读，压力变化 ≤0.5 秒可见，跟踪 12s 后自动退出恢复正常轮询，不影响 72 台全量采集性能
V1.29	移除时间字段 [JsonProperty] 兼容（JSON 键名直接用 DelayTime/StartTime，旧 Recipes.json/StationSettings.json 需删除重建）+ 工位面板配色微调：boxPower 下电 / boxVacuumOpen 真空关由红底白字改浅灰(LightGray)底黑字（与行全选按钮同色），红仅保留给工作状态"故障"
V1.28	时间输入样式统一：配方管理/批量设置/工位设置三窗口延时与启动时间均改三个 NumericUpDown + 冒号分隔（时:分:秒，时0-99/分0-59/秒0-59），命名统一 nudDelay*/nudStart*，字段映射对齐（延时→延时开启 DelayTime、启动→延时到达 StartTime；字段名由 DelayStartTime/DelayArriveTime 统一）；批量设置配方窗口删除"延时时间2"，且原被丢弃的"启动时间"修复为写入配方；工位设置窗口 txtDelay/txtStart 改 NumericUpDown 并调整读取（GetTimeSpan）/回填（SetTimeInputs 钳制）/提示（GetTimeText）逻辑
V1.27	配方管理移除"保存设置"按钮：添加/更新/删除操作即自动落盘 Recipes.json（原仅"保存设置"落盘，现三个操作按钮每次成功后自动持久化，改动重启不丢失）
V1.26	批量设置配方"加入队列"=保存配方到本地+应用到选中工位（无选中先保存配方并提示选择工位）；工位设置"保存"=应用面板+缓存(StationSettings.json自动回填)+存配方、"加入对列"=应用面板+存配方、"下电"=关闭载台上电输出；RecipeStorage 新增 SaveWithDuplicateCheck 同名覆盖保存
V1.25	配方管理窗口编辑化（名称输入框、时/分/秒分拆、极限温度）+ 列表选中同步显示 + 添加防重名询问更新 + 删除二次确认 + Recipes.json 持久化启动加载 + 配方列表垂直滚动条；批量设置配方窗口左侧标签与右侧输入框垂直居中对齐
V1.24	面板"设置"按钮智能分流：点击工位未选中先加入选中；仅选 1 台弹工位设置窗口，选≥2 台弹批量设置配方窗口（ShowBatchRecipeForm 抽取复用）；长按空白处取消全部选中并隐藏选中框；状态栏"在线"全部离线标红、默认"未连接"标红；工位面板配色优化（真空关默认红底、测试中=黄灯色、空闲=LimeGreen、上电灯未上电=红）
V1.23	通讯测试/送风机测试窗体共享主程序连接（不自建 TCP）；DeviceManager/ModbusTcpIoController 新增共享原始寄存器 API
V1.22	通讯测试窗体：一键遍历通断跑马灯、打开自动连接+心跳断连提醒+遍历后台执行、0x2009 映射读-改-写、非模态映射提示窗
V1.21	通讯测试窗体 SunnyUI 重构 + 备用通道映射点击提示
V1.20	新增通讯测试窗体（IO DO 输出通道手动测试）
V1.19.x	工位面板选中交互/配色系列优化、工位 SN/配方/延时关联（StationInfo）、真空显示文字化、报警阈值统一 kPa、权限角色着色、菜单"帮助"→"关于"
V1.18.x	新增工位设置窗口 StationSettingsForm、行"全选"按钮、状态中文显示
V1.17	系统设置窗口 SettingsForm（按分类编辑 App.config，仅管理员）
V1.16.x	接入真实扫码枪 ScannerService、CH340 串口自动识别+端口缓存、连接心跳静默自愈/按需重连、小数位统一修复、工位面板更名重设计、IO 耦合器断网不影响气压表采集
V1.15	老化测试业务闭环 + 送风机接入、真空确认/失联报警/老化计时/送风机生命周期、事件 CSV 落盘、设备阈值写入、送风机 IP 自动识别、备用通道映射
V1.14	接入真实通讯链路（RTU+TCP），报警边沿联动
V1.13	用户数据持久化 Users.json
V1.12	配方管理窗口左右分栏
V1.09	接入 IO 分配表（IoMapBuilder 八进制映射，1 输入+2 输出）
V1.08	用户权限系统（登录/用户管理/权限按钮）+ 自适应分辨率滚动条
≤V1.07	早期：下拉菜单、修复记录、初始 Mock 架构

9. 常见问题排查

现象	排查方向
气压表数据不更新	串口设置/CH340 驱动/从站地址/波特率 19200
只有部分台能读 / 批量写某台超时	该台掉线或损坏（地址错/断电），先扫描定位
现场灯亮软件读 OFF / 软件写 ON 灯灭	InvertInputs / InvertOutputs 置 true
IO 通讯失败	网线插紧（ST 闪绿=接触不良）、同网段、SP+FP 都要供 24V
面板显示不全	PanelColumns×PanelRows ≥ 设备总数
设计器"无法设计基类"	.cs 存 UTF-8 with BOM；删 obj/bin/.vs 重建
启动弹 TargetParameterCountException	BeginInvoke 数组参数未包 new object[]{...}
送风机连不上	FanIpAddress/FanIpCandidates 配置、端口 50000、FanEnabled=true
程序卡顿	增大 CollectInterval；确认采集/写操作在后台线程

10. 待完善项

• ID 绑定数据持久化、批号关联生产记录
• 工位设置窗口"破空"按钮业务待确认（下电/保存/加入对列已实现，V1.26）

已完成的历史待办：用户密码明文→PBKDF2 哈希（V1.58.22，见 Services/PasswordHasher.cs）； 界面 LOG 文本框→落盘 AppLog_yyyyMMdd.log（V1.58.21，见 Services/AppLogFileWriter.cs）。