Windows MCP.Net：革命性的 .NET Windows 桌面自动化 MCP 服务器

📋 目录

• 项目概述

• 核心技术架构

• 功能特性详解

• 技术实现亮点

• 安装与配置

• 实战应用场景

• 代码示例与API详解

• 性能优化与最佳实践

• 未来发展规划

• 总结

项目概述

在人工智能快速发展的今天，AI 助手与操作系统的深度集成成为了一个重要趋势。Windows MCP.Net 是一个基于 .NET 10 的革命性项目，它实现了 Model Context Protocol (MCP) 服务器，为 AI 助手提供了与 Windows 桌面环境进行深度交互的能力。

🎯 项目亮点

• 🚀 基于最新 .NET 10 技术栈：充分利用 .NET 10 的性能优势和新特性

• 🔧 完整的桌面自动化解决方案：涵盖鼠标、键盘、窗口管理等全方位操作

• 🤖 AI 友好的 MCP 协议支持：无缝集成各种 AI 助手和客户端

• 📦 模块化架构设计：高度可扩展的服务和工具组织结构

• 🛡️ 企业级稳定性：完善的异常处理和日志记录机制

核心技术架构

🏗️ 架构设计理念

Windows MCP.Net 采用了现代化的分层架构设计，确保了代码的可维护性和可扩展性：

┌─────────────────────────────────────┐
│           MCP Protocol Layer        │  ← AI 客户端通信层
├─────────────────────────────────────┤
│              Tools Layer            │  ← 功能工具层
├─────────────────────────────────────┤
│            Services Layer           │  ← 核心服务层
├─────────────────────────────────────┤
│           Interface Layer           │  ← 接口抽象层
├─────────────────────────────────────┤
│          Windows API Layer          │  ← 系统API调用层
└─────────────────────────────────────┘

🔧 核心技术栈

• .NET 10：最新的 .NET 运行时，提供卓越的性能和跨平台支持

• **Model Context Protocol (MCP)**：标准化的 AI 助手通信协议

• Windows API：深度集成 Windows 系统 API，实现底层操作

• Serilog：结构化日志记录，支持多种输出目标

• HtmlAgilityPack：强大的 HTML 解析和网页抓取能力

• ReverseMarkdown：HTML 到 Markdown 的高效转换

功能特性详解

🖱️ 鼠标操作系统

ClickTool - 精确的鼠标点击控制：

[McpServerTool, Description("Click on UI elements at specific coordinates")]
public async Task<string> ClickAsync(
    [Description("X coordinate")] int x,
    [Description("Y coordinate")] int y,
    [Description("Mouse button: \"left\", \"right\", or \"middle\"")] string button = "left",
    [Description("Number of clicks (1 for single, 2 for double, 3 for triple)")] int clicks = 1)
{
    _logger.LogInformation("Clicking at ({X},{Y}) with {Button} button, {Clicks} clicks", x, y, button, clicks);
    return await _desktopService.ClickAsync(x, y, button, clicks);
}

功能特点：

• 支持左键、右键、中键点击

• 支持单击、双击、三击操作

• 精确的坐标定位

• 完整的操作日志记录

⌨️ 键盘输入系统

TypeTool - 智能文本输入：

public async Task<string> TypeAsync(
    int x, int y, 
    string text, 
    bool clear = false, 
    bool pressEnter = false)
{
    // 点击目标位置
    await _desktopService.ClickAsync(x, y);
    
    // 可选清空现有内容
    if (clear)
    {
        await _desktopService.SendKeysAsync("^a"); // Ctrl+A
    }
    
    // 输入文本
    await _desktopService.SendKeysAsync(text);
    
    // 可选按回车键
    if (pressEnter)
    {
        await _desktopService.SendKeysAsync("{ENTER}");
    }
    
    return "Text input completed successfully";
}

🖼️ 屏幕截图与OCR

ScreenshotTool - 高质量屏幕捕获：

[McpServerTool, Description("Take a screenshot and save it to the temp directory")]
public async Task<string> TakeScreenshotAsync()
{
    var tempPath = Path.GetTempPath();
    var fileName = $"screenshot_{DateTime.Now:yyyyMMdd_HHmmss}.png";
    var fullPath = Path.Combine(tempPath, fileName);
    
    using var bitmap = new Bitmap(Screen.PrimaryScreen.Bounds.Width, 
                                  Screen.PrimaryScreen.Bounds.Height);
    using var graphics = Graphics.FromImage(bitmap);
    
    graphics.CopyFromScreen(0, 0, 0, 0, bitmap.Size);
    bitmap.Save(fullPath, ImageFormat.Png);
    
    return $"Screenshot saved to: {fullPath}";
}

🔍 OCR 文字识别

FindTextOnScreenTool - 智能文字定位：

[McpServerTool, Description("Find specific text on the screen using OCR")]
public async Task<string> FindTextAsync(
    [Description("The text to search for on the screen")] string text)
{
    var result = await _ocrService.FindTextOnScreenAsync(text);
    
    if (result.Found)
    {
        return $"Text '{text}' found at coordinates: ({result.X}, {result.Y})";
    }
    else
    {
        return $"Text '{text}' not found on screen";
    }
}

🌐 Web 内容抓取

ScrapeTool - 智能网页内容提取：

[McpServerTool, Description("Fetch and convert webpage content to markdown format")]
public async Task<string> ScrapeAsync(
    [Description("The full URL including protocol (http/https) to scrape")] string url)
{
    try
    {
        var html = await _httpClient.GetStringAsync(url);
        var doc = new HtmlDocument();
        doc.LoadHtml(html);
        
        // 移除脚本和样式标签
        doc.DocumentNode.Descendants()
            .Where(n => n.Name == "script" || n.Name == "style")
            .ToList()
            .ForEach(n => n.Remove());
        
        var converter = new Converter();
        var markdown = converter.Convert(doc.DocumentNode.OuterHtml);
        
        return markdown;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        return $"Error scraping URL: {ex.Message}";
    }
}

技术实现亮点

🎯 依赖注入与服务管理

项目采用了 .NET 的内置依赖注入容器，实现了松耦合的架构设计：

// Program.cs - 服务注册
builder.Services
    .AddSingleton<IDesktopService, DesktopService>()
    .AddSingleton<IFileSystemService, FileSystemService>()
    .AddSingleton<IOcrService, OcrService>()
    .AddSingleton<ISystemControlService, SystemControlService>()
    .AddMcpServer()
    .WithStdioServerTransport()
    .WithToolsFromAssembly(Assembly.GetExecutingAssembly());

📝 结构化日志记录

使用 Serilog 实现了企业级的日志记录系统：

Log.Logger = new LoggerConfiguration()
   .MinimumLevel.Debug()
   .MinimumLevel.Override("Microsoft", LogEventLevel.Information)
   .Enrich.FromLogContext()
   .WriteTo.Console()
   .WriteTo.File(
       "logs/winmcplog-.txt",
       rollingInterval: RollingInterval.Day, 
       retainedFileCountLimit: 31,
       outputTemplate: "{Timestamp:yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff zzz} [{Level:u3}] {Message:lj}{NewLine}{Exception}"
   )
   .CreateLogger();

🔧 Windows API 集成

通过 P/Invoke 技术深度集成 Windows API：

// DesktopService.cs - Windows API 声明
[DllImport("user32.dll")]
private static extern bool SetCursorPos(int x, int y);

[DllImport("user32.dll")]
private static extern void mouse_event(uint dwFlags, uint dx, uint dy, uint dwData, UIntPtr dwExtraInfo);

[DllImport("user32.dll")]
private static extern bool SetForegroundWindow(IntPtr hWnd);

// 鼠标点击实现
public async Task<string> ClickAsync(int x, int y, string button = "left", int clicks = 1)
{
    SetCursorPos(x, y);
    await Task.Delay(50); // 确保光标移动完成
    
    uint mouseEvent = button.ToLower() switch
    {
        "left" => MOUSEEVENTF_LEFTDOWN | MOUSEEVENTF_LEFTUP,
        "right" => MOUSEEVENTF_RIGHTDOWN | MOUSEEVENTF_RIGHTUP,
        "middle" => MOUSEEVENTF_MIDDLEDOWN | MOUSEEVENTF_MIDDLEUP,
        _ => MOUSEEVENTF_LEFTDOWN | MOUSEEVENTF_LEFTUP
    };
    
    for (int i = 0; i < clicks; i++)
    {
        mouse_event(mouseEvent, 0, 0, 0, UIntPtr.Zero);
        if (i < clicks - 1) await Task.Delay(100);
    }
    
    return $"Clicked at ({x},{y}) with {button} button, {clicks} times";
}

安装与配置

📦 全局工具安装（推荐）

# 安装全局工具
dotnet tool install --global WindowsMCP.Net

# 验证安装
windows-mcp-net --version

🔧 MCP 客户端配置

VS Code 配置示例：

{
  "mcpServers": {
    "WindowsMCP.Net": {
      "type": "stdio",
      "command": "dnx",
      "args": ["WindowsMCP.Net@", "--yes"],
      "env": {}
    }
  }
}

开发模式配置：

{
  "mcpServers": {
    "Windows-MCP.Net-Dev": {
      "type": "stdio",
      "command": "dotnet",
      "args": ["run", "--project", "src/Windows-MCP.Net.csproj"],
      "cwd": "${workspaceFolder}",
      "env": {}
    }
  }
}

实战应用场景

🤖 AI 助手自动化办公

场景： AI 助手帮助用户自动填写表单

{
  "workflow": [
    {
      "tool": "LaunchTool",
      "params": { "name": "notepad" }
    },
    {
      "tool": "TypeTool",
      "params": {
        "x": 100,
        "y": 100,
        "text": "Hello, this is automated text input!",
        "clear": true
      }
    },
    {
      "tool": "KeyTool",
      "params": { "key": "ctrl+s" }
    }
  ]
}

📊 自动化测试与质量保证

场景： 自动化 UI 测试流程

// 测试用例示例
public async Task<bool> TestLoginWorkflow()
{
    try
    {
        // 1. 启动应用
        await _desktopService.LaunchAppAsync("MyApp");
        await Task.Delay(2000);
        
        // 2. 输入用户名
        await _desktopService.ClickAsync(200, 150);
        await _desktopService.TypeAsync(200, 150, "testuser", true);
        
        // 3. 输入密码
        await _desktopService.ClickAsync(200, 200);
        await _desktopService.TypeAsync(200, 200, "password123", true);
        
        // 4. 点击登录按钮
        await _desktopService.ClickAsync(250, 250);
        
        // 5. 验证登录成功
        var result = await _ocrService.FindTextOnScreenAsync("Welcome");
        return result.Found;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        _logger.LogError(ex, "Login test failed");
        return false;
    }
}

🔄 批量数据处理

场景： 批量处理 Excel 数据并更新系统

public async Task ProcessExcelData(string filePath)
{
    var data = await _fileSystemService.ReadExcelAsync(filePath);
    
    foreach (var row in data)
    {
        // 打开目标应用
        await _desktopService.SwitchToApplicationAsync("DataEntry");
        
        // 填写表单字段
        await _desktopService.TypeAsync(100, 100, row["Name"], true);
        await _desktopService.TypeAsync(100, 150, row["Email"], true);
        await _desktopService.TypeAsync(100, 200, row["Phone"], true);
        
        // 提交数据
        await _desktopService.ClickAsync(200, 300);
        await Task.Delay(1000);
        
        // 验证提交成功
        var success = await _ocrService.FindTextOnScreenAsync("Success");
        if (!success.Found)
        {
            _logger.LogWarning("Failed to submit data for {Name}", row["Name"]);
        }
    }
}

性能优化与最佳实践

⚡ 异步编程模式

项目全面采用异步编程模式，提升并发性能：

// 优化前：同步操作
public string Click(int x, int y)
{
    SetCursorPos(x, y);
    Thread.Sleep(50); // 阻塞线程
    mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTDOWN | MOUSEEVENTF_LEFTUP, 0, 0, 0, UIntPtr.Zero);
    return "Clicked";
}

// 优化后：异步操作
public async Task<string> ClickAsync(int x, int y)
{
    SetCursorPos(x, y);
    await Task.Delay(50); // 非阻塞延时
    mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTDOWN | MOUSEEVENTF_LEFTUP, 0, 0, 0, UIntPtr.Zero);
    return "Clicked";
}

🛡️ 异常处理策略

public async Task<(string Response, int Status)> ExecuteCommandAsync(string command)
{
    try
    {
        using var process = new Process();
        process.StartInfo = new ProcessStartInfo
        {
            FileName = "powershell.exe",
            Arguments = $"-Command \"{command}\"",
            RedirectStandardOutput = true,
            RedirectStandardError = true,
            UseShellExecute = false,
            CreateNoWindow = true
        };
        
        process.Start();
        
        var output = await process.StandardOutput.ReadToEndAsync();
        var error = await process.StandardError.ReadToEndAsync();
        
        await process.WaitForExitAsync();
        
        var response = string.IsNullOrEmpty(error) ? output : $"Output: {output}\nError: {error}";
        return (response.Trim(), process.ExitCode);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        _logger.LogError(ex, "Failed to execute command: {Command}", command);
        return ($"Error executing command: {ex.Message}", -1);
    }
}

📈 内存管理优化

// 使用 using 语句确保资源正确释放
public async Task<string> TakeScreenshotAsync()
{
    var tempPath = Path.GetTempPath();
    var fileName = $"screenshot_{DateTime.Now:yyyyMMdd_HHmmss}.png";
    var fullPath = Path.Combine(tempPath, fileName);
    
    using var bitmap = new Bitmap(Screen.PrimaryScreen.Bounds.Width, 
                                  Screen.PrimaryScreen.Bounds.Height);
    using var graphics = Graphics.FromImage(bitmap);
    
    graphics.CopyFromScreen(0, 0, 0, 0, bitmap.Size);
    bitmap.Save(fullPath, ImageFormat.Png);
    
    return $"Screenshot saved to: {fullPath}";
}

未来发展规划

🔮 功能扩展路线图

第一阶段：核心功能增强

• 高级 UI 元素识别（基于 Windows UI Automation）

• 增强的 OCR 功能（多语言支持）

• 文件系统操作完善

第二阶段：智能化升级

• AI 驱动的 UI 元素智能识别

• 自动化工作流录制与回放

• 机器学习辅助的操作优化

第三阶段：企业级特性

• 分布式部署支持

• 企业级安全与审计

• 云端协作与同步

🛠️ 技术演进计划

// 未来的智能 UI 识别接口设计
public interface IIntelligentUIService
{
    Task<UIElement> FindElementByDescriptionAsync(string description);
    Task<List<UIElement>> FindSimilarElementsAsync(UIElement template);
    Task<bool> WaitForElementChangeAsync(UIElement element, TimeSpan timeout);
    Task<string> DescribeUIElementAsync(int x, int y);
}

// AI 辅助的操作建议
public interface IOperationSuggestionService
{
    Task<List<Operation>> SuggestNextOperationsAsync(string goal);
    Task<WorkflowTemplate> GenerateWorkflowAsync(string description);
    Task<bool> ValidateOperationSequenceAsync(List<Operation> operations);
}

总结

Windows MCP.Net 代表了桌面自动化技术的新高度，它不仅提供了完整的 Windows 桌面交互能力，更重要的是为 AI 助手与操作系统的深度集成开辟了新的道路。

🎯 核心价值

1. 技术先进性：基于最新 .NET 10 技术栈，充分利用现代化开发框架的优势

2. 架构优雅性：模块化设计，高度可扩展，符合企业级应用标准

3. 功能完整性：涵盖桌面自动化的各个方面，满足多样化需求

4. 易用性：简洁的 API 设计，完善的文档和示例

5. 可靠性：完善的异常处理和日志记录，确保生产环境稳定运行

🚀 应用前景

随着 AI 技术的不断发展，Windows MCP.Net 将在以下领域发挥重要作用：

• 智能办公自动化：帮助用户自动化日常办公任务

• 软件测试自动化：提供强大的 UI 自动化测试能力

• 数据处理自动化：批量处理和迁移数据

• 系统运维自动化：自动化系统管理和监控任务

📢 参与贡献

我们欢迎开发者参与到 Windows MCP.Net 的发展中来：

• GitHub 仓库 ：https://github.com/AIDotNet/Windows-MCP.Net

• 问题反馈：通过 GitHub Issues 提交 bug 报告和功能建议

• 代码贡献：提交 Pull Request 参与代码开发

• 文档完善：帮助改进项目文档和示例

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关键词：Windows自动化、MCP协议、.NET开发、桌面自动化、AI助手、Windows API、OCR识别、PowerShell集成

标签 ：#Windows自动化 #MCP #.NET #AI助手 #桌面自动化 #开源项目

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