关于物联网个人技术汇总

最近公司让我在做对一套物联网系统的技术调研，对这套物联网系统的熟悉，以及我们公司即将要做的的一些定制化开发和需求是否满足。

先来系统介绍一下关于物联网解决的问题，以及什么形势下或者什么场景下诞生了这种广泛应用的系统：

随着中国制造2025、美国先进制造伙伴计划、德国工业4.0等等，

一些国家战略的提出和实施，工业物联网应运而生，实际上就是为了解决工业体系智能化的推手，它完全应用在了各个环节，设计、生产、管理、服务全生命周期，

而且工业基本是传统产业，物联网系统在这个基础上，在面向工业领域的企业服务中获取价值，实现产业升级，提供信息化服务，是工业领域软件化的必经之路。

平台为设备提供安全可靠的连接通信能力，向下通过边缘端软件对接海量工业设备，支撑工业设备数据采集与工业网关的远程控制；向上能够与数据中台和多种应用系统对接，实现数据的多维度应用，打造更丰富的应用场景。

在物联网的架构中，PLC、智能仪表、智能设备、上位机等工业设备位于最底层。

技术调研：

当前物联网设备对接支持很多方式，但目前我接触到的就两种

HTTP:其实在这种方式下，完全就是端对端的调用，设备上调试好对接地址，以及协议地址，直接就往接口里面塞数据，这种就体现一个问题，我多个设备中属性不一致怎么办，我每次都要单独写一个接口单独对接这个设备，每次新增设备我都要增加一套增删改查

MQTT:这种方式下其实虽然也是端对端的调用，但是可以理解为一端对多端，我只提供一套进入方式，你只需要告诉我ip:host，以及clientId,账号密码，就能从MQTT协议下，指定我的clientID找我想要的设备去写入数据，我认为这个东西就是一个低代码的前身，这个完全就是一个思维的转变，我不再需要去库中每次新增设备都维护一个表，我可以提前维护好一套属性模型，我在我的设备中引用这个属性模型，我不再需要每次新写一套增删改查

数据处理服务：

很显然，处理服务就是处理接收到的数据的地方。"处理"是一个抽象的词语，例如保存数据，以及转换数据以使其看上去更易懂，还有从多台传感器的数据中发现新的数据，这些都是处理。使用者的目的不同，处理服务器的内容也各异拿一个市面上在流行的平台举例，它的每个模型属性下有自己的事件

持久化：就是我当前这个数据事件到底要不要入库(时序数据库)

数仓：为什么有数仓这个概念，数仓其实没什么特别的，数仓可以是任何东西，只要能存数据，只要能存满足我要求的数据，你拿个记事本也能叫数仓，前提是你放的进去，取得出来，回到为什么有数仓，因为设备数据量太大了，一般设备八秒就要传输一次数据，我每次传输都要存到我的数据库里吗，如果八秒一条数据，假设我有八个设备一天就要86400条，你存是是存上去了，半年以后你怎么取，你跟我说加索引，首先加索引，你是查的快了，你插数据可就慢了，每次都要重建索引树，开销很大，所以物联网系统一定会用到一个数据库就是时序数据库，这个时序数据库的原理放到下面，所有数据没有直接往关系型数据库放的，开销无敌大，都要往时序数据库放，数仓的作用是什么，作用就是每次进来数据，我只要我想要的数据，我加一步筛选，不合法不合规的数据我拿出来，放到我们的数仓里，比如MySQL，不合法的总归是少数，那合法的我为什么不直接去时序数据库捞呢

脚本：假设当我这个设备的某一个值达到临界点，假设：传感器知道水太大了，要让闸放开，我们完全可以在脚本中直接调用其他设备

时序数据库：

1.时序数据库每一个数据点，也就是每一个属性点都有一个时间戳，不同于我们普通数据库以行为纬度，他的时间戳是以字段为维度的

2.他有自己的脚本语言(查询语言)，比如InfluxDB 的高效脚本语言是Flux

3.支持数据保留策略，可以定义数据的保留周期，超过保留期的数据会自动清理，优化存储空间

截取一段JAVA本地连接InfluxDB的代码

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>com.influxdata</groupId>
    <artifactId>influxdb-client-java</artifactId>
    <version>6.9.0</version> <!-- 使用最新版本 -->
</dependency>

ini 复制代码

public static void main(String[] args) {
    // InfluxDB 连接配置
    String url = "ip/host";  // 替换为你的 InfluxDB URL
    String token = "token";  // 替换为你的token
    String bucket = "collect";  // 替换为你要查询的数据库名
    String org = "iiot";  // 替换为你的组织

    // 创建InfluxDB客户端
    InfluxDBClient influxDBClient = InfluxDBClientFactory.create(url, token.toCharArray(), org, bucket);

    // 编写查询语句（比如查询一个测量点的数据）
    String fluxQuery = "from(bucket:"collect") |> range(start: -2d) |> filter(fn: (r) => r["_measurement"] == "TEST2025030400002")";

    // 执行查询
    List<FluxTable> tables = influxDBClient.getQueryApi().query(fluxQuery);

    // 迭代 FluxTable 和 FluxRecord 来获取字段和时间
    for (FluxTable table : tables) {
        table.getRecords().forEach(record -> {
            // 获取字段名称（例如 "temperature_value"）
            String fieldName = record.getField();

            // 获取时间戳并格式化成可读格式
            Instant timestamp = record.getTime(); // 获取时间戳
            String formattedTime = DateTimeFormatter
                    .ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")  // 自定义时间格式
                    .withZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"))  // 设置时区为中国时区（UTC+8）
                    .format(timestamp);

            // 获取字段值
            Object fieldValue = record.getValueByKey("_value"); // 获取字段值

            // 打印结果
            System.out.println("Time: " + formattedTime + " - Field: " + fieldName + " - Value: " + fieldValue);
        });
    }
    // 关闭客户端
    influxDBClient.close();
}

逐个解析字段：

from(bucket:"collect")中collect可以理解为库名

range(start: -2d)中d为天，可以支持小时，就是h

["_measurement"] == "TEST2025030400002")TEST2025030400002为设备编码，这条sql的结果就是查询这个设备下两天所有字段写入值。

注意withZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"))的时区一定要切换，如果直接拿过来不进行切换，平台如果有一些时间上的查询，会不准

报表：

我们是有报表需求的，有一些报表的想法和实践可以参考一下

背景：我们要记录一些设备的平均值，汇总值，用户可以切换tab，可以看当天、星期、月纬度

拿到这个需求，我的第一个想法就是，首先肯定不能直接从mysql存mysql取，具体原因上面说过了，那肯定就要从时序数据库取，这个取得方式就需要自己去结合业务考虑

第一，我们肯定不能随查随取，比如我有强迫症，我有时候就逮着一个按钮没事摁俩下，时序数据库就是再快，我每次要走一遍JAVA调时序数据库吧，数据拿出来，我不能直接用吧，我要从代码层面进行业务逻辑算吧，这种情况就是再快，我没事点两下内存开销也受不了

第二，经常从时序数据库里面拿，时序数据库有一个特点就是可以定制周期清理数据，你还清不清了，这功能纯摆设呗

解决方案(可能不成熟)：

所以我这边的解决方案就是，每天零点单独跑一个定时任务，或者脚本，这是一个思想，具体怎么做，因人而异

ini 复制代码

@Scheduled(cron = "0 0 0 * * ?")

每天零点单独跑一个任务，利用 range(start: -24h) 的策略，我去把上一天数据全撸出来 (如果要跑的很多，可以直接设置起始时间，避免记录到当天的一些数据，造成数据方面的不准确)，这时候我在代码层面，无论是汇总也好，平均值也好，我来把他全部算好，放到我们的mysql的一张表里面，一天就只有一条数据，报表可能很复杂，数据块很多，但是我这一张表只做这一件事儿，就是一对一职责，这个数据库表就单独应对这个数据块的业务，我不要什么聚合逻辑，我就只干这一件事儿，以空间换时间

无论是月汇总，周汇总，统统来这里查、这里汇总

如果有当天24小时的时间段查询，这时候我们可以单独去时序数据库里面查，这个就没必要放到mysql里面了，没必要每小时去时序数据库汇总上一个小时的数据。

最后：如果是第一次做物联网的系统，刚刚接触，以我个人来讲，我拿我以前的项目经验去碰这个东西，我一开始是有点摸不清的，我觉得和我以前接触的系统的模式不一样，刚接触时一定要摒弃一些想法，要跟着它走，慢慢的我发现，其实物联网并不像其他系统的业务粘连性那么强，因为它是为传统行业而服务，它不是一个领先者的概念，它是服务于设备的，是一个附加值