隨著工業(yè)物聯網時代的到來，企業(yè)用戶對建立數控機床在日常生產中的監(jiān)控和報警平臺的需求越來越大。通過搭建對于數控機床的監(jiān)控和報警平臺，企業(yè)用戶可以隨時了解自己生產線的工作情況，及時獲得異常反饋，從而合理安排生產，規(guī)避風險等。TDengine作為一款新型的，面向物聯網的單機開源的數據引擎，以其輕體量、部署快、高寫入查詢性能、低資源占用、高并發(fā)、實時響應等特點，大大降低了監(jiān)控報警平臺部署的成本，提高了效率。

技術架構及特點

TDengine的引入使得數控機床的監(jiān)控系統架構變得極其簡單。平臺架構如下圖所示：

采集器采集的數控機床的監(jiān)控數據匯集到MQTT Server上。隨后，數據輪詢模塊定期循環(huán)從MQTT Server上拉取數據，并轉換為TDengine理解的SQL語句寫入引擎。TDengine后面可接入各種應用程序，實時查詢最新數據。少量的TDengine的配置信息等也會經過ETL模塊轉換寫入一個關系型數據庫（Relational Database），方便各個應用查詢使用。

TDengine的引入使得架構變得極其簡單。一方面，TDengine本身帶有緩存功能，從而使得在應用中不需要再部署其他的緩存數據庫來維持數據的高可靠。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的同時，可以同時拉起成百上千的查詢。而TDengine的實時性和低資源占用的特點也使得TDengine可以并發(fā)支持各種實時請求。

數據模型介紹及寫入和查詢

數控機床的監(jiān)控量，包括時間戳和報警信息在內有多達60幾個字段。其中大部分字段為整形或浮點型。由于涉及非ASCII碼字符，其中的報警信息為nchar類型。報警信息字段的長度約有1K左右，而且大部分時候為空。數控機床的監(jiān)控采集頻率為10秒鐘一次，源源不斷地寫入TDengine。

由于數控機床采集數據schema的相似性，在建表時，可以采用超級表建表：

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

然后對于每臺數控機床創(chuàng)建一張單獨的表：

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

利用超級表建表來處理數控機床的監(jiān)控有很大的優(yōu)勢：

1. 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。
2. 另一方面，通過超級表，可以實現表與表之間數據的聚合。

在數控機床的監(jiān)控中，經常需要進行查詢的是各機床最新采集數據的展示和刷新。在TDengine中，這個可以通過一條SQL語句很容易實現：

select last_row(*) from cnc_st group by tbname;

其中，tbname為關鍵表名關鍵字，用以按表名對結果進行分組。TDengine的應用大大簡化了數據實時獲取的流程，提高了響應度。

小結

不同于其他的大數據處理系統，TDengine部署極其方便。這使得在搭建數控機床監(jiān)控平臺的過程中，用戶可以花極少的時間在數據庫系統的搭建上，大幅縮短工程周期。另外，TDengine的高性能、低資源消耗、實時響應以及高并發(fā)等特點，都使得它在一邊寫入數據的過程中，可以實時服務多個應用的請求。真正做到實時響應，實時監(jiān)控。