物联网设备实时监控预警

更新时间：2022-12-01

概览

监控、预警工厂设备的用电情况。

需求场景

用户拥有大量的大功率设备，如果没有在下班之前及时关闭，会造成用电浪费，甚至引起重大安全事故。每个设备上的传感器定时（5~30秒不等）将设备当前的情况推送到 物联网核心套件（IoT Core）或 物接入（IoT Hub）的 MQTT 当中作为 source，在我们 BSC 中创建 FLINK_STREAM/SQL 类型的作业用于设备关键信息的提取，并实时将处理结果推送到 物联网核心套件（IoT Core）或 物接入（IoT Hub）的 MQTT 当中，方便下游 规则引擎（Rule Engine）和 时序时空数据库（TSDB）消费。用户可以基于 智能小程序 开发小程序或第三方平台调用 TSDB 的数据 API，并完成数据展示、历史数据分析、故障预警等功能。可以有效发现安全隐患、及时更换老旧设备、发现异常用电情况，为工厂运转节省成本、提升安全系数。

方案概述

用户设备 → IoT Hub → BSC → IoT Hub → Rule Engine → TSDB → 小程序

配置步骤

一个完整的 Flink SQL 作业由 source 表、sink 表和 DML 语句构成。

定义 MQTT Source 表

FLINK

SET job.stream.timeType = 'PROCESSTIME'; -- 设置 PROCTIME
CREATE TABLE source_mqtt_table (
        `modbus` ROW(
            `request` ROW(
                `startAddr` BIGINT,
                `length` BIGINT
            ),
            `response` STRING,
            `parsedResponse` ARRAY < ROW(
                `desc` STRING,
                `type` STRING,
                `unit` STRING,
                `value` STRING,
                `errno` BIGINT
            ) >
        )
        `metrics` ROW(
            `Settingtime_m` BIGINT,
            `Building` BIGINT,
            `Floor` BIGINT,
            `Company` BIGINT,
            `Equipment` BIGINT,
            `C_Temperature` DOUBLE,
            `S_Temperature` BIGINT,
            `Cabinet` BIGINT,
            `Runningtime_m` BIGINT,
            `Runningtime_h` BIGINT,
            `Settingtime_h` BIGINT
        )
    ) WITH (
        'connector.type' = 'MQTT',
        'format.encode' = 'JSON',
        'connector.url' = 'tcp://xxxxxxxxxx.mqtt.iot.gz.baidubce.com:1883',
        'connector.topic' = 'Device1',
        'connector.username' = 'xxxxxxxxxx/yyyyyy',
        'connector.password' = 'xxxxxxxx',
        'connector.semantic' = 'at_least_once'
    );

定义 MQTT Sink 表

FLINK

CREATE TABLE sink_mqtt_table (
        `field` STRING,
        `timestamp` BIGINT,
        `value` DOUBLE,
        `Company` BIGINT,
        `Building` BIGINT,
        `Floor` BIGINT,
        `Cabinet` BIGINT,
        `Equipment` BIGINT
    ) WITH (
        'connector.type' = 'MQTT',
        'format.encode' = 'JSON',
        'connector.url' = 'tcp://xxxxxxx.mqtt.iot.gz.baidubce.com:1883',
        'connector.topic' = 'Device1_Unnested',
        'connector.username' = 'xxxxxx/yyyyy',
        'connector.password' = 'xxxxxxxx'
    );

编写数据提取DML语句

解析 source 表中的复杂嵌套 json，提取出设备的关键信息，如位置编号、运行状态，并使用 PROCTIME 来为输出结果添加一条记录

FLINK

INSERT INTO
    sink_mqtt_table
SELECT
    `desc` AS field,
    TO_BIGINT(CURRENT_TIMESTAMP) AS `timestamp`,
    CAST(`value` AS DOUBLE) AS `value`,
    Company,
    Building,
    `Floor`,
    Cabinet,
    Equipment
FROM
    source_mqtt_table,
    UNNEST(sink_mqtt_table.parsedResponse) AS A(`desc`, `type`, `unit`, `value`, `errno`)
WHERE
    `desc` NOT IN (
        'Company',
        'Building',
        'Floor',
        'Cabinet',
        'Equipment'
    )

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