隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，企業(yè)用戶對建立數(shù)控機床在日常生產(chǎn)中的監(jiān)控和報警平臺的需求越來越大。通過搭建對于數(shù)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(chǎn)線的工作情況，及時獲得異常反饋，從而合理安排生產(chǎn)，規(guī)避風險等。TDengine作為一款新型的，面向物聯(lián)網(wǎng)的單機開源的數(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(shù)架構(gòu)及特點

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

采集器采集的數(shù)控機床的監(jiān)控數(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語句寫入引擎。TDengine后面可接入各種應用程序，實時查詢最新數(shù)據(jù)。少量的TDengine的配置信息等也會經(jīng)過ETL模塊轉(zhuǎn)換寫入一個關系型數(shù)據(jù)庫（Relational Database），方便各個應用查詢使用。

TDengine的引入使得架構(gòu)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(shù)據(jù)庫來維持數(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(shù)據(jù)模型介紹及寫入和查詢

數(shù)控機床的監(jiān)控量，包括時間戳和報警信息在內(nèi)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(shù)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(shù)控機床采集數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(xiàn)表與表之間數(shù)據(jù)的聚合。

在數(shù)控機床的監(jiān)控中，經(jīng)常需要進行查詢的是各機床最新采集數(shù)據(jù)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(xiàn)：

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(jié)果進行分組。TDengine的應用大大簡化了數(shù)據(jù)實時獲取的流程，提高了響應度。

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)控機床監(jiān)控平臺的過程中，用戶可以花極少的時間在數(shù)據(jù)庫系統(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、實時響應以及高并發(fā)等特點，都使得它在一邊寫入數(shù)據(jù)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。