隨著工業物聯(lian)網時代的(de)(de)到來，企業用戶對(dui)建(jian)立(li)數控(kong)(kong)機(ji)(ji)床在日常生(sheng)產(chan)(chan)中的(de)(de)監(jian)控(kong)(kong)和報(bao)(bao)(bao)警平臺(tai)的(de)(de)需求越(yue)來越(yue)大。通過搭(da)建(jian)對(dui)于數控(kong)(kong)機(ji)(ji)床的(de)(de)監(jian)控(kong)(kong)和報(bao)(bao)(bao)警平臺(tai)，企業用戶可(ke)以隨時了(le)解(jie)自己生(sheng)產(chan)(chan)線的(de)(de)工作(zuo)情況，及時獲得異常反饋，從而合理(li)安排生(sheng)產(chan)(chan)，規避風險等。TDengine作(zuo)為一款新(xin)型(xing)的(de)(de)，面向物聯(lian)網的(de)(de)單機(ji)(ji)開源的(de)(de)數據引擎，以其輕(qing)體量、部署(shu)快(kuai)、高(gao)(gao)寫(xie)入(ru)查詢性能(neng)、低資源占用、高(gao)(gao)并發、實時響應等特(te)點，大大降低了(le)監(jian)控(kong)(kong)報(bao)(bao)(bao)警平臺(tai)部署(shu)的(de)(de)成本(ben)，提高(gao)(gao)了(le)效率。
技術架構及特點
TDengine的引入使得(de)數控機床的監控系(xi)統架構(gou)變得(de)極(ji)其簡單(dan)。平臺(tai)架構(gou)如下圖所示：
采集(ji)器采集(ji)的(de)數(shu)控機床的(de)監控數(shu)據(ju)(ju)匯集(ji)到MQTT Server上。隨后(hou)，數(shu)據(ju)(ju)輪詢模塊(kuai)定期(qi)循(xun)環從MQTT Server上拉取(qu)數(shu)據(ju)(ju)，并轉換為TDengine理解的(de)SQL語句寫入引(yin)擎。TDengine后(hou)面可(ke)接入各(ge)種應用(yong)程序，實時查(cha)詢最新數(shu)據(ju)(ju)。少(shao)量的(de)TDengine的(de)配置信息等也會經過ETL模塊(kuai)轉換寫入一個(ge)關系型數(shu)據(ju)(ju)庫（Relational Database），方便各(ge)個(ge)應用(yong)查(cha)詢使(shi)用(yong)。
TDengine的(de)(de)(de)引入使(shi)得(de)(de)架構(gou)變得(de)(de)極(ji)其簡單。一方面(mian)，TDengine本身帶有緩存功(gong)能，從而使(shi)得(de)(de)在應用中不需要再(zai)部署其他的(de)(de)(de)緩存數(shu)據庫來維持數(shu)據的(de)(de)(de)高可靠(kao)。另一方面(mian)，TDengine的(de)(de)(de)高并(bing)發(fa)性(xing)(xing)能，使(shi)得(de)(de)TDengine在處理高頻(pin)率的(de)(de)(de)寫入任務的(de)(de)(de)同(tong)時，可以(yi)(yi)同(tong)時拉起(qi)成百上千的(de)(de)(de)查詢。而TDengine的(de)(de)(de)實時性(xing)(xing)和低資(zi)源占用的(de)(de)(de)特(te)點也使(shi)得(de)(de)TDengine可以(yi)(yi)并(bing)發(fa)支持各種實時請求。
數據模型介紹及寫入和查詢
數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的監控(kong)量，包括時(shi)間戳和報(bao)警(jing)信息(xi)在內有多達60幾個字(zi)段。其中大(da)(da)部分字(zi)段為整形或(huo)浮點型。由于(yu)涉(she)及非ASCII碼字(zi)符，其中的報(bao)警(jing)信息(xi)為nchar類型。報(bao)警(jing)信息(xi)字(zi)段的長(chang)度(du)約有1K左右，而且大(da)(da)部分時(shi)候為空。數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的監控(kong)采集(ji)頻(pin)率(lv)為10秒(miao)鐘一次，源源不斷(duan)地寫入TDengine。
由于數(shu)控機床采集數(shu)據schema的(de)相似性，在(zai)建表時，可(ke)以采用建表：
create table cnc_st (cnc_dqtime timestamp, ….) tags (cnc_id binary(64));
然后對于每臺數(shu)控機床創建一(yi)張單(dan)獨的(de)表：
create table cnc_9293078 using cnc_st tags ('cnc_9293097');
利用超級表(biao)建表(biao)來處理(li)數控(kong)機床的(de)監控(kong)有很(hen)大的(de)優勢：
- 一方面，超級表可以看成是很多表的集合。在對多表進行查詢時，可以通過對超級表的查詢在一個SQL語句中完成，避免進行多個SQL語句的查詢。
- 另一方面，通過超級表，可以實現表與表之間數據的聚合。
在(zai)數(shu)控機床(chuang)的監控中，經常(chang)需要(yao)進行查詢的是各機床(chuang)最新(xin)采集(ji)數(shu)據的展示(shi)和刷新(xin)。在(zai)TDengine中，這個(ge)可(ke)以通過一條SQL語句很容易(yi)實現：
select last_row(*) from cnc_st group by tbname;
其中，tbname為關鍵(jian)(jian)表名關鍵(jian)(jian)字，用以按(an)表名對結果(guo)進行分組。TDengine的應用大大簡化了數據實時獲取的流程，提高了響(xiang)應度。
小結
不同于(yu)其(qi)他的(de)大數(shu)(shu)據(ju)處理系統，TDengine部署極其(qi)方便(bian)。這(zhe)使得(de)在搭(da)建(jian)數(shu)(shu)控(kong)(kong)機(ji)床監控(kong)(kong)平臺(tai)的(de)過程中(zhong)，用戶可以(yi)花極少的(de)時(shi)間在數(shu)(shu)據(ju)庫系統的(de)搭(da)建(jian)上(shang)，大幅(fu)縮短工程周期。另(ling)外，TDengine的(de)高性能、低(di)資源消耗(hao)、實時(shi)響應以(yi)及高并發等特點，都使得(de)它在一邊(bian)寫入數(shu)(shu)據(ju)的(de)過程中(zhong)，可以(yi)實時(shi)服務多個應用的(de)請求。真正做到(dao)實時(shi)響應，實時(shi)監控(kong)(kong)。
