做信息化项目开发，不一定非得朝着大型高端的方向发展，什么小型机、服务器集群、分布式系统，全世界也就那么几家大公司有机会接触到。如果能够低下头，向低端看看，也是有很大发展前景的，比如物联网行业、自动化行业。我们看看C#工程师可以怎么做！

一、点胶机引发的思考
    2008年有朋友要做点胶机，原理很简单：两种液料A和B，分别有一个活塞泵，从液料桶里面抽取一次液料，然后分多次打出，在最前端有个针头（枪头），两种液料在这里混合后打出去。根据分而治之的原则，我们可以分开单独处理AB两个通道，这样不管多少种液料也可以实现。
    作为一名软件开发人员，我们可以想到两种解决方案：

  • 单片机控制。不断测量活塞泵的位移，然后前进、后退、停止三种动作。抽料量和每次打出量由参数设置。这样子还得加个触摸屏设置参数，最差也要弄两个旋钮吧。这样做硬件成本很低，但是难度大，单片机做触摸屏参数设置比控制系统自身还要复杂得多，开发成本太高。对于很少接触单片机的我们来说，需要学习许多东西。控制系统成本：2*800（电子尺）+200（单片机板）+100（触摸屏）=1900
  • 工控机控制。控制原理跟单片机差不多，只不过我们可以用Windows系统和C#等高级语言开发，开发成本几乎是零。但是工控机打着稳定可靠的名义，那是非常的贵！控制系统成本：2*800（电子尺）+8000（工控机）=9600

    实地走访一些工厂后，发现还有两种方案：

  • PLC控制。控制原理跟单片机一样，封装了梯形图编程，方便开发。但是价格要比单片机要高。控制系统成本：2*800（电子尺）+1000(PLC)+1000(人机交互界面HMI)=3600
  • 纯电子控制。有一种电子设备，接受位移传感器（电子尺、光栅尺）的电压/电流，达到预设值（旋钮控制）后就会释放一个动作信号，可以控制点胶机打出去一枪。这种控制方式根本就没有程序开发可言，算是最容易实现的方案了，但是这也注定了它只能做很简单的控制逻辑。控制系统成本：2*800（电子尺）+100(控制设备)+50(旋钮)=1750

    这些点胶机整体价格一般在2w到4w之间，利润在5k~1w附近。（以上数字是大概范围，误差可能较大）
    总的来说：最简单直接的是纯电子控制，但适用范围太窄；最高级最适合C#工程师的是工控机控制，根据客户需求变更而修改程序变得非常非常简单，但控制系统成本对最终利润来说很敏感；单片机控制可以说是标准方案，成本适中，在外部设备（如电子尺）价格较高时，纯电子控制在成本上几乎没有什么优势；PLC是近些年比较流行的做法。
    我们作为C#码农，很眼红单片机方案的成本，为工控机的成本感到郁闷，又觉得为PLC而放弃C#不值得。难道就真的无解了吗？

二、工控机革命
    沉下心来想想，我们做的那么多的软件系统，很少见到为了稳定而采用几十万上百万的高端服务器甚至小型机吧！绝大多数企业都还在用着几万块钱一台的主流服务器，甚至有很多还用着几千块的呢！一般都是采用一两台高端的做数据库服务器，然后上大量中低端的做集群、负载均衡。是的，我们只需要在少数场合采用高标准，而多数场合根据实际需要来选型，甚至可以以量来弥补稳定性不足的问题。

    那么，我们再来看看前面一直牙痒痒的工控机。8000的工控机，有人说是标配，有人说是高端，这些我们不去纠结。关键是，有朋友告诉说，有一种3.5寸工控板，板载CPU和内存，非常便宜，加上8G小硬盘和电源就可以工作。很多人不信，有人说是二手翻新的，不稳定。我们做技术的就一个好处，是骡子是马拉出来溜溜！订购了两台不同型号的，一台470，一台700，分别WinXP和Win2003系统，跑了半年至今尚且健在。又有人要说Windows不稳定，怎么怎么的，做不到365*24小时不停机！我只能说，不懂得变通的人，永远没有发展的机会。各种机器，总需要添加原料的吧？在加料的时候让工控机重启一下，几乎可以避免不稳定因素。就算需要不停机换料，难道我们就不可以放两台一起工作，轮流休息吗？怎么配合分工，只是我们写程序的问题而已。再有，我们也不必强求它跑个十年八年的，一年两年就足够了啦，因为它很便宜呀，我们完全可以在它还没坏的时候就更换掉。这些，不就都是我们多年来做软件的思维方式吗？
    这种小工控板，配上硬盘、电源、机箱，有时候还需要显示器和键盘，整套加起来，还不到1500呢！是的，到这里，我们这个工控机方案，已经胜过PLC了！除非你愿意抛弃C#去学习PLC。

    或者，我们还忘记了一样东西，那就是WinCE平板电脑。这家伙，定价一般在500到1000之间，小巧，还带有触摸屏，还可以用C#开发，虽然是.Net CF。假如我们用它来替代工控机，会怎么样？对于上面这种简单的点胶机控制，倒是完全没有问题的。因为两条电子尺的高成本在那里，这控制系统的几百块差别，对于最终利润来说，应该很不敏感了。大家可以根据自己的实际情况来进行选择。

三、C#与单片机
    对于更小的电子产品来说，也许几百块就是利润的全部，难道就没法用C#了？？？！在这里，我们还有一件神器，.Net Micro Framework！
    对很多人来说，MF其实是个很纠结的东西！它是一个.Net框架（微型框架），也是一个嵌入式系统OS，可以裸奔在ARM单片机上，也可以运行在别的嵌入式系统上。我们可以用C#开发代码，调用对应各种硬件的类库方法，实现对硬件的控制。

  • 据说MF比C写的单片机程序要慢，但是从来没有人给出对比数据
  • MF固件比其它嵌入式系统要占用更多的存储空间和内存，这倒是真的，毕竟MF系统要包括所有可能根本用不到的类库代码
  • 因为要求的存储空间和内存较大，经测试最小能运行的环境是300k Flash和64k RAM，有一部分低端单片机无法运行，能运行的单片机单价基本在25元以上
  • 64k RAM不足以运行MF的WPF，那得至少1M以上RAM，单片机上的SRAM很贵，1M就需要几十块钱，而3.2寸屏幕才五十多块钱！而别的嵌入式系统在GUI上要求很低
  • 64k RAM也可以自己绘制GUI，点、线、图、文字
  • 淘宝上可以找到的能运行MF的板子最便宜的有46元和55元，它们都没有图形接口；而能流畅运行WPF的板子，估计得需要两三百块钱的成本
  • MF也支持以太网，一个以太网模块大概19元到25元；一个WiFi模块大概90元
  • 很多人觉得MF跟.Net Framework一样，最后发现，在精简版的MF上，为了节省空间，可能连文件系统都没有实现，甚至连String.Format都没有。所以，MF只是微型.Net框架，只能使用.Net Framework的一部分功能，并根据自己实际情况裁剪掉不需要的功能。
  • MF可以支持网络，可以做Web服务器，但是别指望拿来做网站，因为512k的空间，你放一张图片都会舍不得！


    从上面可以看出，MF适合做50元到300元之间的控制系统！

三、总结

平台 软件 成本 备注
工控机 WinXP、WinXPE C#、.Net Framework
 700~1500元 WinXPE需要自己裁剪，麻烦
工业平板电脑 WinCE C#、.Net Compact Framework
 500~1000元 WinCE裁剪麻烦
单片机 .Net Micro Framework
 C#、.Net Micro Framework
 50~300元 做图形界面等高端功能有些吃力；
移植是大问题，可以由专门团队
或者公司出成品，项目公司采购

End.