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Part 5: 数据存储设计

文档定位：详细阐述平台的混合存储架构，明确不同类型数据的存储选型、模型设计及数据流转策略。

5.1 存储选型策略

AIoT 平台的数据呈现出明显的冷热分层与结构差异，因此采用“一主多从、动静分离”的混合存储策略。

数据类型	典型特征	选型方案	选型理由
业务元数据	强事务一致性、关联查询多、数据量中等	MySQL 8.0	关系型数据库事实标准，生态成熟，支持复杂事务。
设备遥测数据	数据量极巨大、写多读少、时序性强、无需事务	TDengine 3.0	专为物联网设计的时序数据库，写入性能是传统 DB 的 10 倍以上，支持超级表聚合查询。
热点/缓存数据	读多写多、对延迟极度敏感 (ms级)	Redis 7.0	内存数据库，用于缓存设备在线状态、Token、分布式锁。
非结构化数据	图片、视频片段、Excel 报表	MinIO	S3 兼容的对象存储，支持分布式部署与纠删码容错。

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5.2 关系型数据库设计 (MySQL)

核心业务数据存储于 MySQL，采用 aiot_platform 库（逻辑上可拆分）。

5.2.1 核心 ER 关系图

• 多租户模型：system_tenant (租户) 1:N system_users (用户) / iot_device (设备)。
• 业务闭环：iot_device (设备) 1:N iot_device_event (告警) 1:1 ops_work_order (工单)。

5.2.2 关键表结构说明

1. 设备表 (iot_device)

设备的“户口本”，存储设备的静态属性与认证信息。

字段名	类型	说明	备注
id	BIGINT	设备主键	分布式 ID
product_id	BIGINT	产品ID	关联产品物模型
device_name	VARCHAR	设备编码	唯一标识（如 IMEI、SN）
auth_type	VARCHAR	认证方式	Secret / Certificate / None
device_secret	VARCHAR	设备密钥	一机一密模式下使用
status	TINYINT	启用状态	0-禁用，1-启用
tenant_id	BIGINT	租户ID	多租户隔离键

2. 工单表 (ops_work_order)

业务运营的核心载体，与 Flowable 流程实例绑定。

字段名	类型	说明	备注
id	BIGINT	工单主键
work_order_no	VARCHAR	工单编号	业务唯一，带日期前缀
type	VARCHAR	工单类型	REPAIR(维修), CLEAN(保洁), PATROL(巡逻)
priority	INT	优先级	1-低, 2-中, 3-高
status	VARCHAR	状态	PENDING, PROCESSING, FINISHED
process_instance_id	VARCHAR	流程实例ID	关联 Flowable 流程
device_id	BIGINT	关联设备	可为空（非设备类工单）

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5.3 时序数据库设计 (TDengine)

用于存储海量的设备上报消息与日志，采用 “超级表 (Super Table)” 设计模式。

5.3.1 模型设计思路

• 一个超级表：定义同一类数据（如“设备消息”）的通用 Schema。
• 一个设备一张子表：每个设备对应超级表下的一个子表，子表名通常为 d_{deviceId}。
• 标签 (Tags)：将设备的元数据（device_id, product_id, tenant_id）作为 Tag，便于按维度聚合查询（例如：查询某租户下所有设备的平均温度）。

5.3.2 消息超级表 (iot_device_message)

存储所有从 Gateway 流入的原始消息及解析后的 Payload。

Schema 定义 (Fields):

字段名	类型	说明
ts	TIMESTAMP	消息上报时间（主键）
method	NCHAR(64)	消息类型 (jt808.loc.report)
params	JSON	消息体（JSON 格式存储）
code	INT	响应码
data	JSON	响应数据

Tags 定义:

标签名	类型	说明
device_id	BIGINT	设备 ID
product_id	BIGINT	产品 ID
tenant_id	BIGINT	租户 ID

建表语句示例:

CREATE STABLE iot_device_message (
    ts TIMESTAMP, 
    method NCHAR(64), 
    params JSON, 
    code INT
) TAGS (
    device_id BIGINT, 
    product_id BIGINT, 
    tenant_id BIGINT
);

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5.4 缓存设计 (Redis)

5.4.1 Key 命名规范

遵循 模块:业务:ID 的格式，例如 iot:device:online:1001。

5.4.2 核心缓存场景

1. 设备在线状态
   • Key: iot:device:online:{deviceId}
   • Value: String ("ONLINE" / "OFFLINE")
   • TTL: 动态续期（心跳间隔 * 1.5）
2. 鉴权 Token
   • Key: iot:auth:{token}
   • Value: DeviceDetail JSON
   • TTL: 2 小时
3. 防重锁
   • Key: lock:device:cmd:{deviceId}:{cmdId}
   • Value: Timestamp
   • TTL: 5 秒（防止指令短时重复下发）

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5.5 数据归档与清理

• MySQL: 业务数据原则上永久存储。对于极早期（3年以上）的历史工单，可迁移至历史库。
• TDengine: 利用其 TTL 特性，配置数据保留策略（例如保留 180 天）。

  ALTER DATABASE aiot_db KEEP 180;