基于Blazor实现的光伏设备调试软件

一、背景

光伏跟踪支架系统中，NCU（网络通讯单元）、单轴 TCU、双轴 TCU 等设备在出厂调试、现场运维和售后诊断等环节高度依赖手持式调试工具。传统方案多为 WinForms / WPF 桌面客户端或 Android APP，前者部署繁琐、版本更新需要用户手动操作；后者受平台碎片化限制，蓝牙协议栈行为不统一，且同样面临分发和更新的挑战。

我们基于 Blazor WebAssembly + .NET 10 构建了一款纯浏览器端的调试软件，借助 Web Bluetooth 标准协议与设备建立 BLE GATT 连接，通过 Modbus RTU over BLE 完成参数读写、状态监控和远程控制。用户只需打开浏览器（Chrome / Edge），无需安装任何软件即可完成调试工作。

产品选择	产品选择	产品选择

二、技术架构

2.1 整体栈

层级	技术
运行时	.NET 10 (net10.0)
前端框架	Blazor WebAssembly
UI 组件	纯 CSS 自定义组件，无第三方 UI 库
设备通信	Web Bluetooth (navigator.bluetooth)
应用协议	Modbus RTU
存储	localStorage（主题偏好、语言偏好）
打包	PWA Service Worker

2.2 项目结构

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Pages/
  Index.razor      ------ 产品选择首页（NCU / TCU1 / TCU2）
  NCU.razor        ------ NCU 单页应用
  TCU1.razor       ------ 单轴 TCU 单页应用
  TCU2.razor       ------ 双轴 TCU 单页应用
  NotFound.razor   ------ 404

Components/
  BaseComponent.cs ------ 公共基类（注入 LocalizationService、自动订阅语言切换事件）
  T1Home.razor     ------ 通用首页组件（蓝牙连接 + Modbus 地址配置）
  T1Operation.razor ------ 通用操作页（实时参数、状态、控制命令）
  T1Settings.razor  ------ 通用设置页（运行参数配置）
  T1SubControl.razor ------ 分控设备管理
  Profile.razor     ------ 个人设置（语言、主题、关于）

Services/
  WebBluetoothService.cs ------ Web Bluetooth 封装（扫描、连接、收发）
  ModbusService.cs        ------ Modbus RTU 帧构建与 CRC16 计算
  DeviceConnectionService ------ 连接管理（蓝牙 + 设备验证）
  DeviceProtocolService   ------ 协议封装（参数读取、控制命令）
  DeviceStateService      ------ 全局设备状态（连接状态、地址、连接类型）
  ProductContextService   ------ 产品上下文（当前选中产品）
  ThemeService            ------ 双色主题持久化
  LocalizationService     ------ 多语言（中文 / English / Português）
  SocketConnector         ------ TCP Socket（浏览器环境禁用标记）

2.3 单页应用架构

每种产品（NCU / 单轴 TCU / 双轴 TCU）视为独立的单页应用，通过 DynamicComponent 动态切换子页面组件。底部导航栏包含首页、操作、设置、分控、我的五个 Tab，全部在同一产品页面内通过组件切换，无需页面级路由跳转。

产品上下文通过 ProductContextService 维护，进入任意产品页时设置当前产品，顶部 Header 显示产品名称，点击可返回产品选择页。

三、设备连接与通信

3.1 Web Bluetooth 连接

设备侧使用 BLE（Bluetooth Low Energy），Service UUID 为 0000fff0-0000-1000-8000-00805f9b34fb。软件采用浏览器原生的 navigator.bluetooth.requestDevice() 调起系统蓝牙设备选择器，用户选择名称以 SZRT 开头的设备即可完成配对。

连接链路：

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浏览器 → navigator.bluetooth.requestDevice() → 系统蓝牙选择器 → GATT 连接
→ 发现 FFF0 服务 → 自动匹配可写特征值与可通知特征值 → 通信就绪

前端 JavaScript 桥接层（wwwroot/js/bluetooth.js）负责：

调用 Web Bluetooth API
自动查找服务下的 write / notify / read 特征值
实现基于通知（Notification）的超时接收逻辑，模拟串口请求-响应模式

3.2 Modbus RTU 协议

应用层采用标准的 Modbus RTU，命令帧格式为：

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[设备地址] [功能码] [数据域] [CRC16 低字节] [CRC16 高字节]

读取寄存器（功能码 0x03）：读取设备运行参数（角度、电流、电压等）
写入寄存器（功能码 0x06）：写入运行模式（自动/手动/停止）、设置参数值

软件内置 CRC16-Modbus 校验算法，自动为每条指令追加校验字节。

四、产品功能

4.1 设备控制（Modbus 地址配置）

支持通过蓝牙已连接设备进行 Modbus 地址配置：

读地址 ------ 读取设备当前的 Modbus 地址
写地址 ------ 修改设备地址
连接设备 ------ 验证设备地址正确后激活操作面板

4.2 实时监控

操作页展示设备运行参数与状态：

参数	说明
高度角度	当前跟踪高度角
方位角度	当前方位角
目标角度	控制目标值
电机电流	实时电机电流
电池电压/温度	电源状态
电源电压	供电电压

状态面板展示多种告警标志：倾角异常、过流、超限、大风、时钟故障、电源异常等。

4.3 控制命令

操作	说明
自动	启动自动跟踪模式
手动	切换手动控制模式
向东/向西	手动微调
放平	支架放平
标定	角度传感器标定
雪天/雨天/避风/清洗	场景化保护与控制
指定角度	设定目标角度
校时	设备时间同步

4.4 调试工具

内置串口调试工具，支持 Hex 指令手工输入与发送、响应日志记录、收发标记，便于现场工程师诊断通信问题。

4.5 分控设备管理

当主控设备下挂分控设备时，支持分控设备的独立参数查看与控制。

操作	设置	分控

五、用户体验设计

5.1 产品选择入口

首页提供三张产品卡片入口（NCU / 单轴 TCU / 双轴 TCU），每张卡片包含产品图标、名称与简要说明，点击即进入对应的单页应用。

5.2 多语言支持

内置简体中文、English、Português 三语界面，语言切换在首页右上角以下拉菜单呈现，选择后立即生效并持久化到 localStorage。

5.3 双色主题

支持亮色模式与暗色模式，主题偏好通过 localStorage 持久化，页面顶部右侧按钮一键切换。完整的 CSS 变量体系（--bg-primary、--text-primary、--primary-color 等），所有组件自动适配当前主题。

5.4 响应式设计

卡片、栅格系统适配移动端屏幕，底部导航栏取代传统侧边栏，符合移动端操作习惯。页面禁止浏览器默认的拉手势刷新与回弹效果，提供接近原生 APP 的交互体验。

操作	设置	我的

六、性能与部署

6.1 PWA 支持

项目集成了 Service Worker，用户可将应用添加到主屏幕（A2HS），实现离线可用和类原生启动体验。

6.2 构建产物

目标框架：net10.0
运行时：Blazor WebAssembly（.NET IL 裁剪 + AOT 可选）
输出：纯静态文件（HTML + CSS + JS + WASM）
部署方式：任意静态文件服务器（Nginx、IIS、CDN）

6.3 浏览器兼容

功能	最低版本
Blazor WebAssembly	现代浏览器（Chrome / Edge / Firefox / Safari）
Web Bluetooth	Chrome 56+、Edge 79+
PWA Service Worker	所有主流浏览器

七、总结

基于 Blazor WebAssembly + Web Bluetooth 的光伏设备调试软件，在免安装、跨平台、易分发三个维度上解决了传统调试工具的痛点。项目充分发挥了 .NET 生态在工业软件领域的成熟度，同时利用现代 Web 标准的设备接入能力，在浏览器环境中实现了原本需要原生应用才能完成的 BLE 通信与 Modbus 协议交互。

这套技术栈为光伏跟踪、微电网、电机控制等同类工业 IoT 场景提供了可复用的前端架构参考。

如有兴趣进一步了解项目细节或技术交流，欢迎联系。