面试题：Visual Basic硬件编程 - 基于Arduino传感器数据处理

Question

假设Arduino连接了一个温度传感器，你需要在Visual Basic程序中实时获取并处理该温度数据。要求设计一个Visual Basic程序架构，包括数据采集、异常数据过滤（如温度超出合理范围）以及数据的图形化展示（例如使用图表控件），请详细描述设计思路和关键代码片段。

Answer 1

设计思路

1. 数据采集：通过串口通信与Arduino进行连接，获取温度传感器发送的数据。
2. 异常数据过滤：设定温度合理范围，对采集到的数据进行判断，过滤掉超出范围的数据。
3. 数据图形化展示：使用图表控件，将经过处理后的温度数据实时绘制在图表上。

关键代码片段

1. 串口通信（初始化串口）

Imports System.IO.Ports
Public Class Form1
    Private WithEvents serialPort As New SerialPort("COMX", 9600) '需根据实际COM口修改
    Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load
        If serialPort.IsOpen = False Then
            Try
                serialPort.Open()
            Catch ex As Exception
                MessageBox.Show("串口打开失败: " & ex.Message)
            End Try
        End If
    End Sub

2. 接收数据并处理

Private Sub serialPort_DataReceived(sender As Object, e As SerialDataReceivedEventArgs) Handles serialPort.DataReceived
    Dim temperature As Double
    Dim receivedData As String = serialPort.ReadLine()
    If Double.TryParse(receivedData, temperature) Then
        If temperature >= 0 And temperature <= 100 Then '假设合理范围0 - 100度
            Invoke(New MethodInvoker(Sub() AddDataToChart(temperature)))
        End If
    End If
End Sub

3. 数据图形化展示（假设使用Chart控件）

Private Sub AddDataToChart(ByVal value As Double)
    Chart1.Series(0).Points.AddY(value)
    If Chart1.Series(0).Points.Count > 100 Then '假设图表只显示最近100个数据
        Chart1.Series(0).Points.RemoveAt(0)
    End If
End Sub

4. 关闭串口

Private Sub Form1_FormClosing(sender As Object, e As FormClosingEventArgs) Handles MyBase.FormClosing
    If serialPort.IsOpen Then
        serialPort.Close()
    End If
End Sub