监测节点：由软硬两部分组成。基于腾讯物联网终端操作系统 TencentOS tiny开发固件，将兼容腾讯云的硬件设备与腾讯云IoT explorer进行了协议级的对接。
本地网关：此部分以通信协议转换为主，不解析具体数据，仅需按前文指引配置即可。
物联网接入层：基于腾讯云IoT explorer产品，提供了解密、接入、转发的相关功能。在获取数据后，进行了基于http协议的转推动作，传递给下游 API 网关。
中间件层：基于API 网关提供了衔接及负载均衡等能力，基于鉴权、流控等能力，衔接云函数，提供可靠的数据输入输出服务。
逻辑层：基于云函数，实现了接收数据入库（数据固化）、定时统计汇总（数据分析）、输出应用数据（数据输出，支撑展示）的能力。
存储层：基于云数据库 TencentDB for MySQL，进行监测数据、汇总数据、平台配置的存储。
展示层：基于腾讯云图，提供了地图展示、数据展示、折线图展示等能力。并配置提供联动处理，提高了响应速度，减少了资源文件的重复传输。

模块实现

整体系统，以数据为核心，进行了相关设计，所以本部分有两个组成部分：

数据结构：讲解各环节的核心数据结构与关联模式。
模块说明：讲解各功能模块的实现与对应源码。

数据结构

IoT explorer(物联网开发平台)推送数据结构

以API网关推送进来，由云函数在环境变量 event 中提取到的原始数据。

其中主要的部分：

非'body' 部分，为api网关相关信息
'body' = IoT explorer 原始数据
'body'->'payload' = 终端节点上报的原始数据，经base64编码

{
    "body": "{\"payload\":\"eyJtZXRob2QiOiJyZXBvcnQiLCJjbGllbnRUb2tlbiI6IjIwMjAtMDgtMThUMTE6MTc6NDkuNDAzWiIsInBhcmFtcyI6eyJQTTFfQ0YxIjo1LCJQTTJkNV9DRjEiOjYsIlBNMTBfQ0YxIjo3LCJQTTEiOjUsIlBNMmQ1Ijo2LCJQTTEwIjo3LCJwYXJ0aWNsZXNfMGQzIjo3OTIsInBhcnRpY2xlc18wZDUiOjI1NCwicGFydGljbGVzXzEiOjE1LCJwYXJ0aWNsZXNfMmQ1IjozLCJwYXJ0aWNsZXNfNSI6MywicGFydGljbGVzXzEwIjowLCJ2ZXJzaW9uIjoxNTEsIkVycm9yIjowfX0=\", \"seq\":18639, \"timestamp\":1597749469,\"topic\":\"$thing/up/property/?????/?????\", \"devicename\":\"?????\", \"productid\":\"?????\"}",
    "headerParameters": {},
    "headers": {
        "accept-encoding": "gzip",
        "content-length": "511",
        "content-type": "application/json",
        "endpoint-timeout": "15",
        "host": "service-???-???.gz.apigw.tencentcs.com",
        "user-agent": "Go-http-client/1.1",
        "x-anonymous-consumer": "true",
        "x-api-requestid": "???03a993936ae191f44651???",
        "x-b3-traceid": "???03a993936ae191f44651???",
        "x-qualifier": "$LATEST"
    },
    "httpMethod": "POST",
    "path": "/??????",
    "pathParameters": {},
    "queryString": {},
    "queryStringParameters": {},
    "requestContext": {
        "httpMethod": "POST",
        "identity": {},
        "path": "/??????",
        "serviceId": "service-?????",
        "sourceIp": "?.?.?.?",
        "stage": "release"
    }
}

'body' 解base64编码后：

{
    "clientToken": "2020-08-18T11:17:49.403Z",
    "method": "report",
    "params": {
        "Error": 0,
        "PM1": 5,
        "PM10": 7,
        "PM10_CF1": 7,
        "PM1_CF1": 5,
        "PM2d5": 6,
        "PM2d5_CF1": 6,
        "particles_0d3": 792,
        "particles_0d5": 254,
        "particles_1": 15,
        "particles_10": 0,
        "particles_2d5": 3,
        "particles_5": 3,
        "version": 151
    }
}

数据库表单结构

数据库详细格式，请参考 github-sql

各表用途：

config：系统配置表
space：地点表。记录节点部署地点。
client：节点表。记录节点信息及最新关键信息，关联space表。
base_data：日志表。记录每次上报的信息，关联space、client表。
aggregate_data：汇总信息表。记录按小时、天等时段汇总的数据信息。
temp_base_data：临时日志表。上报设备名如不在节点表内，则存入此表，主要用于调测。

API接口数据结构

模块说明

数据入库

模块功能：接收IoT explorer推送数据，匹配并转换后，入数据库
使用产品：API 网关、无服务器云函数
关联源码：github-upload
部署方式：请参考相关文章在线甲醛监测 “4.2.2 无服务器云函数/4.2.3 云API网关” 章节

终端在线更新

模块功能：按3分钟触发，更新终端信息，用于快速查询与展示
使用产品：云函数
关联源码：github-client_active_new
部署方式：请参考相关文章在线甲醛监测 “4.2.2 无服务器云函数/4.2.3 云API网关” 章节，但改为“定时触发”模式

数据统计

模块功能：按小时及天触发，统计监测数据，用于快速查询与展示
使用产品：云函数
关联源码：github-aggregate
部署方式：请参考相关文章在线甲醛监测 “4.2.2 无服务器云函数/4.2.3 云API网关” 章节，但改为“定时触发”模式

数据接口-终端汇总信息表

模块功能：通过API网关提供数据查询能力，响应云图调用，提供终端汇总信息表
使用产品：API 网关、云函数
关联源码：github-client_info
部署方式：请参考相关文章在线甲醛监测 “4.2.2 无服务器云函数/4.2.3 云API网关” 章节

数据接口-终端单点信息表

模块功能：通过API网关提供数据查询能力，响应云图调用，提供终端单点信息表
使用产品：API 网关、云函数
关联源码：github-client_data
部署方式：请参考相关文章在线甲醛监测 “4.2.2 无服务器云函数/4.2.3 云API网关” 章节

数据展示

模块功能：提供WEB端展示能力，含地图绘点、列表展示、折线展示等
使用产品：腾讯云图
关联源码：无，当前为手工配置
部署方式：请参考相关文章在线甲醛监测 “4.2.4 腾讯云图” 章节，但数据源选择时，改为使用“API”。其中“首页”地图使用“数据接口-终端汇总信息表”接口、“单点数据页”使用“数据接口-终端单点信息表”接口。具体调用的接口URL，请对应API网关提供的服务链接。

成本分析

成本分析.png

上图表数为每节点每15秒上报一次的计算结果。

硬件部分由于厂商与采购量的差异，价格不同。此处以云服务成本计算，如果10000节点规模，每节点每分钟上报一次，单节点云服务年成本：

二期架构单节点年成本 2.83元 (数据库/年+云图/年)/10000+(API网关+云函数+对象存储)/4=(468+48)/10000+(9+2.1+0.02)/4
三期架构单节点年成本 0.95元 (消息队列/年+数据库/年*2+云图/年)/10000+(云函数+对象存储)/4=(3228+468*2+48)/10000+(2.1+0.02)/4

后续计划

完成三期建设，计划内容涉及：

交互建设(doing): 增加小程序能力，提供移动端查询能力，及告警推送能力。
管控优化1(doing): 增加日志服务，用于数据对账，应对多环节数据处理中，可能出现的数据丢失或错乱情况。
管控优化2(todo): 增加消息队列 CKafka，应对网络异常、数据库异常情况下的数据堆积与丢失风险。并进一步以此平台，提供数据开放订阅基础。

三期架构图预告

v3_架构图.png

注：浅蓝色标明的是相对二期的架构变更重点。

三期版本部分完成效果

WEB端展示

v3_yuntu_index.png

v3_yuntu_site.png

小程序端Demo

v3_yuntu_mapp.png

手搓一个分布式大气监测系统

手搓一个分布式大气监测系统（六）云端能力更新、说明及源码放出

前述

架构组成

二期架构图

部署维度

功能维度