隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，企業(yè)用戶對(duì)建立數(shù)控機(jī)床在日常生產(chǎn)中的監(jiān)控和報(bào)警平臺(tái)的需求越來(lái)越大。通過(guò)搭建對(duì)于數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控和報(bào)警平臺(tái)，企業(yè)用戶可以隨時(shí)了解自己生產(chǎn)線的工作情況，及時(shí)獲得異常反饋，從而合理安排生產(chǎn)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)等。TDengine作為一款新型的，面向物聯(lián)網(wǎng)的單機(jī)開源的數(shù)據(jù)引擎，以其輕體量、部署快、高寫入查詢性能、低資源占用、高并發(fā)、實(shí)時(shí)響應(yīng)等特點(diǎn)，大大降低了監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)部署的成本，提高了效率。

技術(shù)架構(gòu)及特點(diǎn)

TDengine的引入使得數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)變得極其簡(jiǎn)單。平臺(tái)架構(gòu)如下圖所示：

采集器采集的數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)匯集到MQTT Server上。隨后，數(shù)據(jù)輪詢模塊定期循環(huán)從MQTT Server上拉取數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為TDengine理解的SQL語(yǔ)句寫入引擎。TDengine后面可接入各種應(yīng)用程序，實(shí)時(shí)查詢最新數(shù)據(jù)。少量的TDengine的配置信息等也會(huì)經(jīng)過(guò)ETL模塊轉(zhuǎn)換寫入一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（Relational Database），方便各個(gè)應(yīng)用查詢使用。

TDengine的引入使得架構(gòu)變得極其簡(jiǎn)單。一方面，TDengine本身帶有緩存功能，從而使得在應(yīng)用中不需要再部署其他的緩存數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)維持?jǐn)?shù)據(jù)的高可靠。另一方面，TDengine的高并發(fā)性能，使得TDengine在處理高頻率的寫入任務(wù)的同時(shí)，可以同時(shí)拉起成百上千的查詢。而TDengine的實(shí)時(shí)性和低資源占用的特點(diǎn)也使得TDengine可以并發(fā)支持各種實(shí)時(shí)請(qǐng)求。

數(shù)據(jù)模型介紹及寫入和查詢

數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控量，包括時(shí)間戳和報(bào)警信息在內(nèi)有多達(dá)60幾個(gè)字段。其中大部分字段為整形或浮點(diǎn)型。由于涉及非ASCII碼字符，其中的報(bào)警信息為nchar類型。報(bào)警信息字段的長(zhǎng)度約有1K左右，而且大部分時(shí)候?yàn)榭?。?shù)控機(jī)床的監(jiān)控采集頻率為10秒鐘一次，源源不斷地寫入TDengine。

由于數(shù)控機(jī)床采集數(shù)據(jù)schema的相似性，在建表時(shí)，可以采用超級(jí)表建表：

create table cnc_st (cnc_dqtime timestamp, ….) tags (cnc_id binary(64));

然后對(duì)于每臺(tái)數(shù)控機(jī)床創(chuàng)建一張單獨(dú)的表：

create table cnc_9293078 using cnc_st tags ('cnc_9293097');

利用超級(jí)表建表來(lái)處理數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控有很大的優(yōu)勢(shì)：

1. 一方面，超級(jí)表可以看成是很多表的集合。在對(duì)多表進(jìn)行查詢時(shí)，可以通過(guò)對(duì)超級(jí)表的查詢?cè)谝粋€(gè)SQL語(yǔ)句中完成，避免進(jìn)行多個(gè)SQL語(yǔ)句的查詢。
2. 另一方面，通過(guò)超級(jí)表，可以實(shí)現(xiàn)表與表之間數(shù)據(jù)的聚合。

在數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控中，經(jīng)常需要進(jìn)行查詢的是各機(jī)床最新采集數(shù)據(jù)的展示和刷新。在TDengine中，這個(gè)可以通過(guò)一條SQL語(yǔ)句很容易實(shí)現(xiàn)：

select last_row(*) from cnc_st group by tbname;

其中，tbname為關(guān)鍵表名關(guān)鍵字，用以按表名對(duì)結(jié)果進(jìn)行分組。TDengine的應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取的流程，提高了響應(yīng)度。

小結(jié)

不同于其他的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，TDengine部署極其方便。這使得在搭建數(shù)控機(jī)床監(jiān)控平臺(tái)的過(guò)程中，用戶可以花極少的時(shí)間在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的搭建上，大幅縮短工程周期。另外，TDengine的高性能、低資源消耗、實(shí)時(shí)響應(yīng)以及高并發(fā)等特點(diǎn)，都使得它在一邊寫入數(shù)據(jù)的過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)服務(wù)多個(gè)應(yīng)用的請(qǐng)求。真正做到實(shí)時(shí)響應(yīng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控。