前言

消防机器人上位机控制系统旨在将“人传人”的中间环节压缩至最短。当火警发生时，系统自动研判并直接指令 AGV 导航及机械臂动作，值班员仅需监控执行过程。

系统摒弃了以往“报警即执行固定配方”的硬编码模式，升级为“事件输入→规则匹配→执行配方”的动态机制。规则支持随时修改与测试，无需重新编译代码。

项目介绍

本项目是一套基于 C# 开发的上位机控制软件，统一管理消防场景下的三类核心设备：用传装置（接收火警信号）、AGV（无人搬运车，负责导航至火源）及机械臂（执行按压、旋转等物理操作）。

系统核心为事件驱动的规则匹配引擎。用传装置依据国标 GB/T 26875.3-2011 协议上报数据，后台线程接收后交由引擎处理，根据预设规则匹配对应处置配方，自动调度 AGV 与机械臂协同作业。从报警到动作触发的全流程控制在秒级以内。

项目采用 MVVM 分层架构，设备接入利用.NET 反射机制实现插件化，便于扩展新硬件类型。配置与规则数据分别存储于 SQLite 和 JSON 文件中，无额外数据库依赖，部署便捷。

项目功能

项目特点

项目技术

协议层面，AGV 控制采用 HTTP 请求 - 响应模式，机械臂使用 TCP 长连接维持会话，消防数据通过 WebSocket 实时推送，用传装置则通过 TCP 7799 端口解析国标协议。各模块独立运行，互不干扰。

项目代码

事件规则模型定义如下，包含了匹配条件和目标配方的映射关系：

public class EventRule
{
    public string Id { get; set; }
    public string RuleName { get; set; }
    public bool IsEnabled { get; set; }
    public string EventType { get; set; }      // 火警报警器/远端命令/设备状态/自定义
    public string MatchField { get; set; }     // 匹配字段名称
    public string MatchCondition { get; set; } // 包含/完全等于/开头是/结尾是/正则匹配
    public string MatchValue { get; set; }
    public string TargetRecipeId { get; set; }
    public int Priority { get; set; }
    public string Description { get; set; }
}

匹配引擎的核心逻辑是遍历所有已启用的规则，根据匹配条件类型执行不同的判定策略：

public class EventMatchEngine
{
    public EventRule Match(EventData eventData, List<EventRule> rules)
    {
        foreach (var rule in rules.OrderByDescending(r => r.Priority))
        {
            if (!rule.IsEnabled) continue;
            
            var fieldValue = GetFieldValue(eventData, rule.MatchField);
            if (fieldValue == null) continue;

            bool matched = rule.MatchCondition switch
            {
                "包含" => fieldValue.Contains(rule.MatchValue),
                "完全等于" => fieldValue.Equals(rule.MatchValue),
                "开头是" => fieldValue.StartsWith(rule.MatchValue),
                "结尾是" => fieldValue.EndsWith(rule.MatchValue),
                "正则匹配" => Regex.IsMatch(fieldValue, rule.MatchValue),
                _ => false
            };

            if (matched) return rule;
        }
        return null;
    }
}

事件处理器在后台线程中循环接收用传装置上报的数据，每收到一条就触发匹配流程：

public class EventProcessor
{
    private readonly EventMatchEngine _matchEngine;
    private readonly EventRuleStore _ruleStore;
    private readonly RecipeExecutor _executor;

    public void OnEventReceived(EventData eventData)
    {
        Task.Run(() =>
        {
            var rules = _ruleStore.LoadRules();
            var matchedRule = _matchEngine.Match(eventData, rules);
            
            if (matchedRule != null)
            {
                Log($"事件 {eventData.EventId} 匹配到规则: {matchedRule.RuleName}");
                _executor.ExecuteRecipe(matchedRule.TargetRecipeId);
            }
        });
    }
}

AGV 调度服务通过 HTTP 发送导航指令，机械臂服务走 TCP 协议发送 Dashboard 命令，各自封装在独立的 Service 类中，上层调用无需关心底层细节。

项目效果

主界面采用左右布局，左侧为设备状态总览，右侧为事件日志和控制面板。火警信号到达时，顶部状态栏闪烁红色警示，事件列表自动滚动至最新记录。

规则设计器以表格形式展示所有规则，每行一个条目，右侧设有“测试匹配”按钮。点击测试可弹出对话框，输入模拟事件数据后，系统将高亮显示命中的规则及待执行的配方。该功能在实际调试中极具价值，无需真实触发火警即可验证规则配置的正确性。

配方流程编辑器采用卡片式设计，每个步骤为可拖拽卡片，类型涵盖“导航”、“延时”、“按压”、“旋转”、“复位”等。点击卡片可调整参数（如导航坐标、按压持续时间）。整个流程保存为配方模板，在规则匹配成功后直接调用执行。

实测数据显示，通过模拟器发送火警信号至系统，从信号进入 EventProcessor 到机械臂开始动作，平均耗时约 800 毫秒。其中绝大部分时间为网络传输和机械臂自身响应，规则匹配本身仅在毫秒级完成。

项目源码

├── MainWindow.xaml.cs          # 主控制界面
├── FireMonitorWindow.xaml.cs   # 消防监控窗口
├── Models/
│   ├── EventRule.cs            # 事件规则模型
│   ├── FireMonitorData.cs      # 消防监控数据
│   ├── Recipe.cs               # 配方数据模型
│   ├── Template.cs             # 操作面板模板
│   └── DeviceConfig.cs         # 设备配置
├── Services/
│   ├── EventProcessor.cs       # 事件处理器
│   ├── EventMatchEngine.cs     # 规则匹配引擎
│   ├── EventRuleStore.cs       # 规则存储
│   ├── AgvHttpService.cs       # AGV HTTP 控制
│   ├── ElibotRobotService.cs   # 机械臂 TCP 控制
│   ├── FireDataWebSocketService.cs
│   └── WebApiService.cs        # HTTP API 暴露
├── Editors/
│   ├── RecipeFlowEditorWindow  # 配方流程编辑器
│   ├── OperationPanelEditorWindow # 操作面板编辑器
│   └── EventRuleDesignerWindow # 事件规则设计器
└── ViewModels/
    └── FireMonitorViewModel.cs

Plugin.UserDevice/
└── UserDevicePlugin.cs         # 用传装置插件 (GB/T 26875.3)

总结

项目成功将硬编码的“报警 - 配方”映射转变为可配置、可测试、可热加载的规则引擎，使值班人员无需具备编程知识即可调整处置逻辑。

在实际落地应用中，规则测试功能尤为实用。以往验证处置流程需真实触发火警，不仅繁琐且易产生误报；如今通过模拟即可预览效果，显著提升了开发与调试效率。

当然，系统仍有优化空间。例如，当规则数量超过 100 条时，匹配效率可能面临压力，目前尚未进行索引优化；此外，配方执行状态目前仅记录于日志，未来可增加执行轨迹的可视化回放功能。

关键词

#消防机器人、#上位机控制系统、#WPF、#MVVM、#事件规则引擎、#AGV 调度、#机械臂控制、GB/T 26875.3、火警信号、#配方管理、HTTP API、TCP Socket、WebSocket、#规则匹配、C#