基于微服务架构的简单的IOT系统

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#架构 #微服务 #云原生

于 2022-11-05 10:48:52 首次发布

本文介绍了一种基于PowerDesigner设计的IOT系统结构，主要包括设备管理服务、消息调度服务、历史记录服务、大屏展示服务等部分。系统支持MQTT、MQ等多种通讯协议，并通过中转服务器进行数据转换与调度。

最近要配合MES采集和控制数控设备，又不想把这功能集成在MES中，另外也是为了提高扩展性，于是就用PowerDesigner设计了系统结构图，简单画了一下类图，经过初步研究，觉得可行，就动手。

系统组成部分：

1、设备管理服务，管理系统中的设备数据，若未在此服务中注册的设备，消息调度服务将丢弃消息；当终端采集程序有更新，将通过MQ下发更新消息，终端设备自动更新程序并重启应用新的程序。此服务订阅

2、消息调度服务，所有设备的消息均发送到此服务，数据接入接口采用插件式方式接入，目前支持MQTT和MQ两种协议，内置一个MQTT服务，向内部应用服务接收到设备的消息，可扩展应用，例如历史记录、大屏展示两个微服务，各自独立，互不干扰，可将来扩展应用。

设备消息进入到调度服务后，经过简单处理和过滤，在内部MQTT服务器发送标准格式的消息，其Topic定义为 DeviceMessage/{DeviceType}/{DeviceID},对于不同的具体应用，可以定制模拟接收不同范围的设备数据，例如对某一中设备类型D001，则接收DeviceMessage/D001/+这样就可以接收此设备类型下的所有数据。

调度器内部开启了一个设备状态缓存器，当超过10秒（可配置）未收到设备上传的消息，则判定设备离线。当设备状态发生变化，将通过调度器发送设备状态变化的消息。缓存使用框架自带的CYBMemoryCache类实现，例如 cache.Set(deviceId,status,TimeSpan.FromSeconds(10),(key,value,reason)=>{//在此发送超时消息})，其中key是deviceId,value是status,reason是该key从缓存中移除的原因，包括使用代码主动移除，被替换，超时移除。原来框架使用的是微软自带的MemoryCache类，但是使用起来比较复杂，且超时消息是被动触发，使用也复杂，因此自己写了个这么类。

3、历史记录服务，所有接入的设备消息，自动记录到Mongo数据库中，且提供API接口查询历史记录。设备