SimConnect SDK - 微軟模擬飛行開發套件

SimConnect SDK 是微軟模擬飛行（Microsoft Flight Simulator，如 MSFS 2020/2024）以及 Prepar3D (P3D) 等飛行模擬器中最核心的應用程式介面 (API)。它允許外部程式或硬體與模擬器進行雙向通訊。正因為 SimConnect SDK 提供了如此深度的開放性與網路通訊能力，才打造出了飛行模擬界（特別是微軟模擬飛行系列）極度蓬勃的第三方生態系。

SimConnect SDK是 .NET Framework 開發，所以 .NET 語言皆可使用。

以下是我一些小小的實作，當中實現了空中巴士A320的幾個 Overhead Panel的燈開關(Strobe, Beacon, Land, Nose, Seatbelts, NoSmoking, Emergency Exit等)、FCU的幾個按鈕 (AutoPilot、Flight Director、Auto-Thrust、Approach、LS等)，以及機輪Gear開關。

架構如下：

開關 <-> Arduino <-> USB Serial <-> PC Program (C# SDK) --> (pipe) 微軟模擬飛行

幾張示意圖：

以上的硬體實踐只是SimConnect SDK的其中一小部份。

開發者和玩家可以利用 SimConnect SDK 實現以下關鍵功能：

1. 讀取與寫入模擬器數據 (Simulation Variables)

這能實現與飛機狀態、環境相關的所有數據互動：

• 飛行數據監控：即時讀取飛機的經緯度、高度、空速、航向、垂直速度、傾角等數值。
• 系統狀態控制：讀取或調整燃油量、起落架狀態、襟翼位置、燈光開關、引擎參數與油門位置。
• 無線電與導航：讀取及設定 COM/NAV 頻率、轉發器代碼 (Squawk Code) 以及調整自動駕駛系統。

2. 連接硬體週邊與自製駕駛艙 (Home Cockpits)

許多外部硬體玩家必備 SimConnect：

• 外部儀表板：將模擬器內的儀表數據傳送到實體 LCD 螢幕、平板電腦，或外接的模擬儀表上。
• 體感與震動設備：將飛機的加速度、失速、觸地反彈等物理數據傳送給動態座椅（如 JetSeat、Buttkicker），提供真實的體感回饋。
• 客製化搖桿與開關面板：繞過遊戲內建的設定，直接透過外部程式將實體按鍵映射到飛機的特定指令。

3. 生成與控制 AI 實體 (Object & AI Control)

允許程式在虛擬世界中動態創造物件：

• 動態產生飛機/物件：在指定位置生成其他飛機、地勤車輛、船隻或地標物件。
• 控制 AI 飛行計劃：為非玩家控制的 AI 飛機設定航線、起飛點、巡航路徑與降落行為。

4. 開發第三方擴充軟體 (Add-on Software)

市面上多數知名的飛行輔助工具都是基於 SimConnect 開發的：

• 飛行追蹤與電子飛行包 (EFB)：如 SimBrief、Volanta、LNM (Little Navmap)，能在外部地圖上即時顯示玩家的飛機位置與軌跡。
• 虛擬航空 (VA) 插件：追蹤虛擬機長的飛行數據（如降落 G 力、油耗、是否超速），並在上傳到線上管理系統。
• 聯飛與空中交通管制 (ATC)：如 VATSIM、IVAO 的客戶端程式，利用它來同步全球玩家的飛機位置與姿態。
• 動態天氣插件：將真實世界的即時天氣數據（風向、氣壓、雲層）寫入模擬器中。

5. 跨電腦網路連線 (Networked Environment)

• 分散式運算：SimConnect 支援網路 TCP/IP 協定。你可以讓主電腦專注渲染主視覺畫面，而透過區域網路讓第二台、第三台電腦運行動態地圖、外部儀表或聯飛軟體，大幅減輕主機的效能負擔。

6. 自行車與工業 AI 飛控測試

• 數位雙生與 AI 訓練：可結合外部演算法或 SCADA 工業系統，透過 API 提取環境資訊，測試無人機的自主飛行控制（如物流、監測路徑測試）。