系统业务流程
- 本章节主要描述系统关键的业务流程，旨在梳理流程，为后续的系统设计提供理论基础。
业务术语
- 产品
- 产品是一类设备型号的统称，包括系统中的传感器，电机参数等。系统为每个产品分配一个产品ID（product ID）
- 设备
- 定义了产品后，设备是指属于该产品的真实物理设备。每个设备在平台上都有一个设备ID（device ID），同时每个设备都配备一个物联网模块，例如4G模块，每个模块都在物联网平台下都有一个唯一的物联网ID（iot device ID），和唯一的MAC/IMEI地址
- 设备状态
- 设备状态指设备是否在线。在线即设备内嵌的模块已链接网络，并成功登陆物联网IoT平台。离线即设备处于脱机状态
- 产品属性
- 产品属性用于定义产品的功能点，例如开关机，温度，档位等等属性。属性的类型有三种：整数，浮点数，字符串。
- 设备属性
- 设备属性是基于时间的一系列产品属性的值，例如产品定义了开关机属性，那么某一台设备的当前的开关机属性为开机或关机状态（值对应1或0）。设备属性是与时间戳密切相关。某个时间点对应的设备属性，即为设备的属性快照。
- 设备历史记录
- 设备每次改变状态后，上报数据到物联网平台，物联网平台都会记录该时刻的数据，历史数据可以回看和进行后续的分析。历史数据存放有效期根据该设备上报数据的频率和数据大小而定。
- 管理员
- 物联网数据管理平台为每个管理员开通一个账户，该账户可以操作该企业内的所有设备和数据。
- 设备所有者
- 设备所有者指的是设备的拥有者，该设备所有者只能查看该用户关联的设备。设备所有者可以下发控制指令控制设备，可以查看设备的历史记录。
- 设备分组
- 管理员可以创建设备分组，并把设备添加到该分组内，方便分组管理设备。另外，权限设置中，也可以把设备组分配给指定的用户，该用户即可操作该组内的设备。
- 时序数据库
- 时序数据库是专门用于存储针对时间维度数据的数据库，每个数据记录都有一个时间戳用于标记数据采集的时间，同时指标会有一组关联的label，用于描述该数据的关联属性。
设备所有者操作流程
- 消费者购买了设备后，每个设备都配有一个独立的二维码，用户可以打开微信，使用扫一扫功能打开数据管理员平台APP。
- 若用户尚未注册，则显示注册页面，APP通过授权读取用户的手机号和头像等信息，并请求服务器创建账号。
- 用户登陆后，APP识别用户扫描的唯一二维码编号，通过后台比对用户的身份和设备的绑定关系，若绑定关系存在，则允许该用户访问该设备；若绑定关系不存在，则提示“没有权限”。
- 用户打开设备控制界面后，用户可以查看设备的历史数据即图表。
- 设备定期或状态变化后，主动上传数据，用户可以及时通过APP查看设备的状态。
续费流程
- 每个终端盒子使用4G网络，涉及到终端通信费用，同时每个终端盒子涉及到维护成本，需要向用户收取年费。
- 收费使用微信支付，每个设备可以单独配置年费套餐，若没配置，则使用系统默认的年费套餐。用户登陆APP后，可以选择购买年费选项，并在线支付。
- 支付完成后，若终端盒子被锁定，则执行解锁功能。
- 注意：
- 若用户长时间欠费，可能导致流量卡被回收，导致无法充值。
- 流量卡充值只能通过线下转账方式操作。即用户购买套餐后，管理员需要联系流量卡供应商，线下支付充值。
后台操作流程
- 管理员可以通过后台实现如下操作：
- 添加后台子用户。
- 添加角色，角色是系统的最小的权限控制单元。每个角色关联多个权限，同时每个角色可以有多个子用户。
- 分配系统预设权限给角色，例如查看设备的权限，查看产品的权限等等。
- 添加用户至指定角色。
- 添加设备
- 关联设备至角色
- 添加设备分组
- 设备分组绑定设备
- 用户授权设备分组或指定设备
添加后台用户
- 开发者可以通过后台，自行添加子管理员。子管理员的账号只能被该开发者或系统管理员看到。添加子管理员方式与注册基本一致，通过手机号+密码，或邮箱+密码的方式添加。
- 子管理员默认没有权限访问后台数据。
添加角色
- 角色是权限管理的核心，角色可以包含多个用户，角色也可以分配多个权限。同一个角色内的用户有相同的权限。每个用户只能属于一个角色。
分配权限
- 系统预设一系列权限。管理员可以可以自行添加角色，并把该角色的权限授予新添加的角色，实现角色的继承。
添加用户至角色
- 后台用户需要分配至一个角色后，方可访问后台的数据。每个后台用户只能归属一个角色。
添加设备
- 管理员可以通过后台，添加设备，其中包括如下设备信息：
- 模块对应的设备ID，必填
- 设备的名称，必填
- 设备的型号model，选填
关联设备至角色
- 新增的角色默认无法访问任何设备数据。企业管理员需要把设备添加至指定的角色后，该角色下的用户方可访问该设备的数据。
添加设备分组
- 管理员可以创建设备分组，并把设备分配至指定的分组中，实现分组管理，该分组也可以授权给指定用户，该用户可以访问该组内所有设备的信息。
查看设备历史记录
- 管理员可以通过后台查看某台设备的历史记录信息，导出历史记录，聚合统计等。
规则定义
- 系统管理员可以通过后台自定义指标监控的规则，例如过去5分钟内，温度高于30度，则触发短信通知管理员用户。监控规则定义包含了两部分：
- 指标监测条件，例如过去5分钟，温度平均值 > 30度
- 触发动作，例如发送短信通知用户，温度异常。
可视化图表
- 系统提供可视化的方式，让管理员可以查看当前系统的历史与当前状态。可视化图表包括：
- 过去n小时的温度曲线图
- 过去n天，每天触发报警的次数
系统设计
系统架构
- 本系统采用微服务架构，对于Wi-Fi/4g共享设备基于MQTT 通信协议，设备通过mqtt链接到MQTT Broker服务器后，数据由Broker转发至物联网平台，并把数据存储于数据库中。
设备层
- 设备层是每个终端都会安装一个通讯模块，用于与服务器通信，模块同时会配备一个mcu，若用户需要可以用于收集来自485的传感器采集信号。设备终端采集的数据包括：温度数据、湿度数据等、同时终端模块还可以接收来自服务器的控制请求，执行电机的档位调节。数据采集后，通过MQTT协议上传至服务器，并由服务器执行后续的分析与操作。
- 设备同时监控来自用户的控制请求，当用户下发电机转速控制指令后，执行对电机的转速调节操作。
服务器层
- 服务器采用微服务架构，MQTT broker负责消息的订阅与发布，同时实现群组控制。
- 其中基础设施层包括时序数据库、关系数据库、消息队列，用于存储系统中的数据。
- 设备管理模块包括如下几个功能：
- 设备的绑定接口、解绑接口
- 设备的当前状态数据获取接口
- 设备的历史数据查询接口
- 设备的群组接口
- 规则引擎功能包括：
- 指标表达式定义，统计时间维度和对应指标的汇总值，支持如下aggregate操作：avg平均值、min最小值、max最大值、sum求和，另外定义规则的阈值，当规则求值超过或低于阈值时，自动触发规则动作，例如发送短信通知用户。
- 联系人管理，用于保存通知的对象
- 任务调度系统功能包括：
用户层
- 对于用户终端，可以通过APP进行设备的绑定和控制操作，APP端包括如下功能：
- 用户登陆注册
- 设备的绑定与解绑
- 设备状态的读取，如当前温度等数据
- 设备控制，包括大棚点击的转速调节、转动时间调节。
- 设备历史状态查询
- 用户除了可以通过APP实现移动端的简单控制与数据查看外，还可以通过电脑端网页实现更多的功能与报表查看操作。网页端功能包括：
- 数据大屏，展示当前所有设备的传感器数据、过去7天的传感器历史数据、过去24小时的分钟数据等
- 用户管理，查看系统当前的注册用户信息
- 设备管理，查看系统的设备信息、设备状态、设备控制等操作
- 设备群组，查看/建立/解散群组、实现群组控制功能
- 报警规则，用户可以定义报警规则，根据用户定义相关的参数阈值规则，超过或低于阈值时，自动发送短信通知管理员
权限架构
- 权限架构如下图所示：
系统功能模块表
