工业设备数据采集与可视化平台

这是我目前正在开发的主力项目，解决工业现场「数据在设备里，人看不到」的问题。目标是做一个轻量、可自部署的工业数据平台，不依赖昂贵的商业 SCADA 系统。

问题背景

工厂里有大量 PLC、传感器、仪表，数据都锁在设备内部或者只有本地面板能看。运维人员想知道「3 号产线昨天的平均温度是多少」，往往需要翻纸质记录或者去现场看。

这个平台要解决的核心问题：

数据接入：自动采集多协议设备数据（OPC-UA / MQTT）
历史存储：按时序高效存储，支持长达数年的历史查询
实时可视化：Web 端仪表盘，支持多设备、多测点配置
告警管理：阈值告警 + 通知推送

系统架构

┌──────────────────────────────────────────────────┐
│                    前端（Next.js）                 │
│  实时仪表盘 │ 历史查询 │ 设备管理 │ 告警中心       │
└──────────────────┬───────────────────────────────┘
                   │ REST + WebSocket
┌──────────────────┴───────────────────────────────┐
│                  后端（Node.js）                   │
│  设备服务 │ 数据服务 │ 告警服务 │ 用户认证          │
└──────┬─────────────────────────┬─────────────────┘
       │                         │
┌──────┴──────┐           ┌──────┴──────┐
│  InfluxDB   │           │ PostgreSQL  │
│ (时序数据)   │           │ (配置/用户)  │
└─────────────┘           └─────────────┘
       ↑
┌──────┴──────────────────────┐
│       协议接入层              │
│  OPC-UA Client │ MQTT Sub   │
└─────────────────────────────┘
       ↑              ↑
    PLC/SCADA     传感器节点

前端设计

仪表盘支持拖拽布局（基于 react-grid-layout），每个 Widget 可以配置：

数据源（设备 + 测点）
图表类型（折线、仪表盘、数值卡片、状态灯）
时间范围
刷新频率

实时数据通过 WebSocket 推送，避免频繁轮询：

// 前端订阅实时数据
const ws = new WebSocket('ws://api/realtime')
ws.onmessage = (event) => {
  const { deviceId, metric, value, timestamp } = JSON.parse(event.data)
  updateDashboardWidget(deviceId, metric, value)
}

时序数据存储

InfluxDB 存储所有采集数据，schema 设计：

measurement: device_metrics
tags:
  - site (工厂)
  - device_id
  - metric
fields:
  - value (float)
timestamp: nanosecond precision

历史查询支持降采样（Flux 查询语言）：

from(bucket: "iot-data")
  |> range(start: -7d)
  |> filter(fn: (r) => r.device_id == "plc-001" and r.metric == "temperature")
  |> aggregateWindow(every: 1h, fn: mean)  // 按小时平均
  |> yield()

告警引擎

告警规则存储在 PostgreSQL，后端每隔 30s 对最新数据批量评估：

interface AlertRule {
  deviceId: string
  metric: string
  condition: 'gt' | 'lt' | 'eq'
  threshold: number
  severity: 'info' | 'warning' | 'critical'
  notifyChannels: ('webhook' | 'email')[]
}

连续 N 个采样点触发才算告警（避免毛刺误报），恢复正常后自动 resolve。