业务和功能介绍
一、立项背景和目标
传统激光打标设备缺乏条码校验与MES集成，生产过程中易出现重码、错码、漏码，且数据无法实时追溯。本项目旨在构建一套集视觉定位、激光打标、扫码校验、MES通讯于一体的智能工作站，实现从工单下发、条码校验、打标执行到结果上报的全流程闭环管控，提升产线自动化水平与产品质量追溯能力。
二、软件功能与核心模块
视觉激光打标：基于模板匹配定位，控制激光打标机完成精密打标。
扫码枪驱动：支持基恩士等TCP扫码枪，实现条码读取、等级识别、重码/错码检测。
条码规则引擎：支持头尾常量校验、长度/正则校验、流水号生成、批次数量配置。
MES通讯客户端：支持工单查询、结果上报、断网重传，兼容标准HTTP/JSON及多品牌MES。
产品模板管理：维护产品号、名称、打标文件及条码规则。
PLC与IO控制：通过串口/网口与PLC交互，实现自动触发、结果反馈。
系统管理：用户权限、日志、参数配置、报警显示。
三、业务流程与功能路径
业务流程：操作员登录 → 选择产品模板 → MES获取工单 → PLC触发扫码 → 条码规则校验/重码检测 → 合格后激光打标 → 结果上报MES → 数据存档。
功能路径：主界面 → 模板管理（产品/规则配置） → 参数设置（扫码枪/MES/PLC） → 自动运行/单次运行 → 运行日志/报表查询。
系统支持手动调试与自动流水线两种模式，满足工业现场灵活部署需求。
传统激光打标设备缺乏条码校验与MES集成，生产过程中易出现重码、错码、漏码，且数据无法实时追溯。本项目旨在构建一套集视觉定位、激光打标、扫码校验、MES通讯于一体的智能工作站，实现从工单下发、条码校验、打标执行到结果上报的全流程闭环管控，提升产线自动化水平与产品质量追溯能力。
二、软件功能与核心模块
视觉激光打标：基于模板匹配定位，控制激光打标机完成精密打标。
扫码枪驱动：支持基恩士等TCP扫码枪，实现条码读取、等级识别、重码/错码检测。
条码规则引擎：支持头尾常量校验、长度/正则校验、流水号生成、批次数量配置。
MES通讯客户端：支持工单查询、结果上报、断网重传，兼容标准HTTP/JSON及多品牌MES。
产品模板管理：维护产品号、名称、打标文件及条码规则。
PLC与IO控制：通过串口/网口与PLC交互，实现自动触发、结果反馈。
系统管理：用户权限、日志、参数配置、报警显示。
三、业务流程与功能路径
业务流程：操作员登录 → 选择产品模板 → MES获取工单 → PLC触发扫码 → 条码规则校验/重码检测 → 合格后激光打标 → 结果上报MES → 数据存档。
功能路径：主界面 → 模板管理（产品/规则配置） → 参数设置（扫码枪/MES/PLC） → 自动运行/单次运行 → 运行日志/报表查询。
系统支持手动调试与自动流水线两种模式，满足工业现场灵活部署需求。
项目实现
1、整体架构和设计思路，不同模块使用的技术栈
项目采用分层架构：设备层、通讯层、业务层、UI层。核心类库拆分为：Infrastructure.Devices.Scanner（TCP扫码枪抽象，支持基恩士，基于Socket）、Infrastructure.MES（MES契约与多品牌实现，基于HTTP/JSON、Newtonsoft.Json）、Infrastructure.Imaging（图像解码契约）、Infrastructure.Common（日志、INI配置）。UI层为WinForms+Sunny.UI；PLC通过串口/网口RTU协议；条码规则引擎独立为可复用类库，支持头尾常量、长度、正则、流水号生成。
2、我的负责模块和结果
我负责扫码枪与MES类库的抽象与实现、条码规则引擎抽离、以及将扫码防重功能整合到视觉激光打标项目。具体成果：完成KeyenceScanner驱动，支持LON/LOFF触发、心跳保活、超时重连，扫码成功率>99.5%；完成MES客户端，支持工单查询、结果上报、断网重传队列，上报成功率提升至99.9%；抽离条码规则引擎，减少约40%维护成本；整合后项目通过72小时连续运行测试，无内存泄漏。
3、我遇到的难点、坑和解决方案
难点1：条码规则与UI耦合。解决方案：抽离为独立的规则服务和存储（JSON/INI），UI仅调用服务。
难点2：扫码枪TCP连接不稳定，断线后需自动恢复。解决方案：增加心跳线程、读写超时、重连重试机制，并处理LOFF/LON时序。
难点3：MES多品牌兼容。解决方案：定义IMesClient契约，标准实现+客户定制项目，工厂反射加载。
难点4：断网数据丢失。解决方案：实现基于文件/内存的上报队列，网络恢复后自动重传。
项目采用分层架构：设备层、通讯层、业务层、UI层。核心类库拆分为：Infrastructure.Devices.Scanner（TCP扫码枪抽象，支持基恩士，基于Socket）、Infrastructure.MES（MES契约与多品牌实现，基于HTTP/JSON、Newtonsoft.Json）、Infrastructure.Imaging（图像解码契约）、Infrastructure.Common（日志、INI配置）。UI层为WinForms+Sunny.UI；PLC通过串口/网口RTU协议；条码规则引擎独立为可复用类库，支持头尾常量、长度、正则、流水号生成。
2、我的负责模块和结果
我负责扫码枪与MES类库的抽象与实现、条码规则引擎抽离、以及将扫码防重功能整合到视觉激光打标项目。具体成果：完成KeyenceScanner驱动，支持LON/LOFF触发、心跳保活、超时重连，扫码成功率>99.5%；完成MES客户端，支持工单查询、结果上报、断网重传队列，上报成功率提升至99.9%；抽离条码规则引擎，减少约40%维护成本；整合后项目通过72小时连续运行测试，无内存泄漏。
3、我遇到的难点、坑和解决方案
难点1：条码规则与UI耦合。解决方案：抽离为独立的规则服务和存储（JSON/INI），UI仅调用服务。
难点2：扫码枪TCP连接不稳定，断线后需自动恢复。解决方案：增加心跳线程、读写超时、重连重试机制，并处理LOFF/LON时序。
难点3：MES多品牌兼容。解决方案：定义IMesClient契约，标准实现+客户定制项目，工厂反射加载。
难点4：断网数据丢失。解决方案：实现基于文件/内存的上报队列，网络恢复后自动重传。
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