高性能/可扩展 IoT 设备平台多模型数据库设计

最新推荐文章于 2025-12-09 03:52:08 发布

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#数据库 #多模型数据 #2025软考

IoT 设备平台多模型数据管理系统设计，从架构、模型选择、数据结构、数据一致性等方面详细阐述，适用于中大型 IoT 系统场景，如智能安防、智能家居、工业设备平台等。

一、设计目标

实现设备管理、用户管理、实时数据接入、日志记录、设备关系建模等功能。
使用多模型数据库设计，以支持结构化、文档、图形、时间序列和键值数据的统一管理。
提供高扩展性、高查询效率及数据一致性能力。

二、数据库模型架构

数据类型	数据模型	数据库引擎	用途说明
用户、设备基础数据	关系模型	PostgreSQL / MySQL	管理用户、设备表、角色权限等结构化数据
设备数据上报	文档模型	MongoDB	存储设备上传的 JSON 格式数据，支持结构不固定
设备网络拓扑	图模型	Neo4j	表达设备之间、设备与区域之间、用户之间的关系
传感器数据流	时间序列模型	InfluxDB	存储高频率设备状态变化数据，如温度、电量等
缓存与令牌管理	键值模型	Redis	用于登录 token、验证码缓存、快速数据访问

三、核心数据模型设计

1.用户与设备管理（关系模型）

用户表：users

CREATE TABLE users (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  username VARCHAR(50) UNIQUE,
  password_hash TEXT,
  email VARCHAR(100),
  created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

设备表：devices

CREATE TABLE devices (
  id UUID PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100),
  type VARCHAR(50),
  owner_id INT REFERENCES users(id),
  location TEXT,
  status VARCHAR(20),
  created_at TIMESTAMP
);

设备授权表：device_authorizations

CREATE TABLE device_authorizations (
  id SER

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