第一章 系统概述
IoT 智能监控平台面向工业物联网，支持设备接入、实时遥测、历史查询、规则告警、ISA-95 工厂建模、可视化组态、趋势预测、看板设计及开放 API。
第二章 系统架构
2.1 系统架构图
数据流简述：
- 设备 → MQTT/OPC → 接入网关（协议解析、鉴权、标准化）
- 标准化消息 → Kafka（削峰、解耦、回放）
- 消费端并行：写时序库 + 规则引擎 + 实时聚合 + SignalR 推送
- 元数据（设备、点位、规则、图表）→ PostgreSQL
- 前端通过 REST + SignalR 做实时监控，通过时序 API 做历史查询
2.2 技术架构图
下图展示前端技术栈、YARP 网关、ASP.NET Core 8 微服务、Iot.Infrastructure 共享层及开源中间件的完整技术组成与依赖关系。
后端 (.NET 8)
| 模块 | 推荐技术 | 说明 | | --- | --- | --- | | Web API | ASP.NET Core 8 Minimal API / Controller | 统一网关 + 各微服务 | | 实时通信 | SignalR + Redis Backplane | 多实例推送、订阅点位变化 | | 消息队列 | Apache Kafka（首选）或 RabbitMQ | 海量吞吐、可回放 | | MQTT Broker | EMQX 集群 | 百万连接、规则桥接 Kafka | | 时序数据库 | TDengine 或 TimescaleDB | 海量写入 + 高效聚合查询 | | 关系库 | PostgreSQL 16 | 设备/点位/用户/规则/图表元数据 | | 缓存 | Redis Cluster | 设备在线状态、最新值、规则上下文 | | 对象存储 | MinIO | 报表导出、固件、图表快照 | | 日志检索 | Elasticsearch + Serilog | 告警日志、操作审计 | | 任务调度 | Hangfire 或 Quartz.NET | 定时报表、数据归档 | | 规则引擎 | NRules + 自研 DSL，或 Microsoft RulesEngine | 阈值、组合条件、联动 | | ORM | EF Core 8 + Dapper（时序热点查询） | 元数据用 EF，时序用原生 SQL | | 认证 | IdentityServer / Keycloak + JWT | RBAC、多租户 | | API 文档 | Swagger / OpenAPI | 前后端协作 | | 容器编排 | Kubernetes + Docker | 水平扩展 |
前端 (Vue 2)
| 模块 | 推荐技术 | 说明 | | --- | --- | --- | | 框架 | Vue 2.7 + Vue Router + Vuex | 与你要求一致 | | UI | Element UI 2.x | 管理后台成熟方案 | | 实时 | @microsoft/signalr | 订阅点位实时值 | | 图表 | ECharts 5 + vue-echarts | 实时曲线、历史趋势、大屏 | | 看板设计器 | Grid Layout + JSON Schema | 拖拽式图表/组件定义 | | HTTP | Axios + 请求拦截 | Token、租户头 | | 表格 | vxe-table | 海量点位列表虚拟滚动 | | 构建 | Vue CLI / Webpack 5 | 生产打包 |
海量场景关键选型
| 场景 | 选型 | 原因 | | --- | --- | --- | | 设备接入 | EMQX + 边缘网关 | 单集群百万连接，规则直接转发 Kafka | | 时序写入 | TDengine 超级表 | 按设备/点位自动分表，压缩比高，聚合快 | | 实时推送 | SignalR + Redis | 避免每个 API 实例维护全量 WebSocket | | 规则计算 | Kafka Consumer 独立服务 | 与写入解耦，可单独扩容 | | 历史查询 | 时序库 + 预聚合表 | 原始 1s 数据 + 1min/1h 降采样 |
2.3 微服务端口
| 服务 | 端口 | 职责 | | --- | --- | --- | | Gateway | 5000 | API 网关 | | Device.Api | 5001 | 设备/点位/规则 | | Telemetry.Api | 5002 | 遥测 | | Analytics.Api | 5003 | 分析 | | Alert.Api | 5004 | 告警/预测 | | Dashboard.Api | 5005 | 看板 | | Visual.Api | 5006 | 组态 | | Admin.Api | 5008 | 系统管理 | | Realtime.Hub | 5010 | SignalR | | 前端 | 8080 | Web UI |
第三章 部署说明
3.1 环境要求
- .NET 8 SDK
- Node.js 18+
- PostgreSQL/TimescaleDB
- Redis/Valkey
- Kafka
- Docker（可选）
3.2 一键启动
1. 安装依赖后双击 start-all.bat
2. 自动启动 Docker 基础设施（或本地 PG/Redis/Kafka）
3. 编译并启动全部微服务与前端、遥测模拟器
4. 访问 http://localhost:8080，网关 http://localhost:5000
3.3 一键停止
运行 stop-all.bat 关闭全部服务。
3.4 Docker 全量部署
1. docker compose -f deploy/docker-compose/docker-compose.yml up -d
2. 包含 TimescaleDB、Valkey、Kafka、全部 API 与前端容器
3.5 验证
运行 deploy/scripts/test-all-apis.ps1 进行 API 自动化验证。
第四章 系统登录
4.1 功能说明
账号密码登录，JWT 认证，按角色加载动态菜单。
4.2 操作步骤
1. 访问 http://localhost:8080
2. 输入 admin / admin123
3. 点击登录进入看板
4.3 界面截图
第五章 监控看板
5.1 功能说明
展示设备总数、在线设备、活跃告警、采集点位统计卡片，以及 SignalR 实时遥测折线图。
5.2 操作步骤
登录后默认进入本页；观察统计卡片数值；实时曲线随模拟器上报自动刷新。
5.3 界面截图
监控看板主界面
第六章 实时监控
6.1 功能说明
分页展示全部点位的设备名、点位名、编码、当前值、单位、质量码、更新时间；支持手动刷新与 SignalR 实时推送。
6.2 操作步骤
菜单「实时监控」→ 查看表格；点击「刷新」拉取最新值；开启「SignalR实时」接收推送；底部分页切换。
6.3 界面截图
实时监控列表
第七章 设备管理
7.1 功能说明
设备列表支持搜索、分页；可展开行查看下属点位；支持新增/编辑/删除设备及绑定 ISA-95 工厂节点。
7.2 操作步骤
菜单「设备管理→设备列表」；搜索框输入关键字回车；「新增设备」填写表单；展开行管理点位；「点位管理」跳转专用页。
7.3 界面截图
设备列表
新增设备对话框
第八章 点位管理
8.1 功能说明
按设备筛选点位，支持采集点位与计算点位（公式 avg/max/min 等），提供公式验证与分页。
8.2 操作步骤
菜单「点位管理」；下拉选择设备；「新增点位」配置类型与公式；计算点位点击「验证公式」。
8.3 界面截图
点位管理
第九章 历史查询
9.1 功能说明
多点位、时间范围、粒度（原始/1m/1h/1d）时序查询，ECharts 折线图与表格，支持 CSV 导出。
9.2 操作步骤
菜单「历史查询」；选择点位与时间；选粒度后点「查询」（默认自动加载近24小时）；「导出CSV」下载。
9.3 界面截图
历史查询
第十章 规则引擎
10.1 功能说明
阈值/表达式规则，作用域为点位/设备/分组；支持可视化条件、告警级别、持续时间及启停。
10.2 操作步骤
菜单「规则引擎」；「新增规则」配置条件；列表开关启停；编辑或删除规则。
10.3 界面截图
规则列表
新增规则
第十一章 告警中心
11.1 功能说明
按全部/活跃/已确认/已解决 Tab 分页查看告警，支持确认与解决。
11.2 操作步骤
菜单「告警中心」；切换 Tab；对活跃告警「确认」或「解决」。
11.3 界面截图
告警中心
第十二章 物可视
12.1 功能说明
场景列表管理 2D/3D/地图组态；设计器拖拽节点绑定点位；全屏场景监控。
12.2 操作步骤
「场景列表」管理场景；「设计」进入组态；「监控」全屏运行。
12.3 界面截图
场景列表
组态设计
场景监控
第十三章 趋势分析
13.1 功能说明
多点位趋势分析，数据清洗与 Z-Score 异常点标注。
13.2 操作步骤
菜单「趋势分析」；选点位与时间；配置清洗后「分析」。
13.3 界面截图
趋势分析
第十四章 预测分析
14.1 功能说明
SSA 时序预测，可配置预测点数、训练窗口及清洗选项。
14.2 操作步骤
菜单「预测分析」；选点位与参数；「开始预测」等待完成。
14.3 界面截图
预测分析
第十五章 看板设计
15.1 功能说明
拖拽式自定义看板，绑定点位实时数据。
15.2 操作步骤
菜单「看板设计」；选择看板；拖入组件并绑定点位后保存。
15.3 界面截图
看板设计
第十六章 开放 API
16.1 功能说明
管理对外 API 客户端，生成 ApiKey/Secret，配置权限与启停。
16.2 操作步骤
菜单「开放 API」；「新增客户端」；分页管理密钥。
16.3 界面截图
开放API管理
第十七章 工厂建模
17.1 功能说明
ISA-95 树形模型，节点 CRUD 及设备绑定。
17.2 操作步骤
菜单「工厂建模」；维护树节点；「绑定设备」挂接设备。
17.3 界面截图
工厂建模
第十八章 用户管理
18.1 功能说明
用户增删改查、角色分配（admin 不可删）。
18.2 操作步骤
「用户管理」→ 新增/编辑用户；底部分页浏览。
18.3 界面截图
用户管理
第十九章 角色管理
19.1 功能说明
角色维护及菜单权限树勾选。
19.2 操作步骤
「角色管理」→ 编辑角色勾选菜单权限。
19.3 界面截图
角色管理
第二十章 菜单管理
20.1 功能说明
动态菜单配置，影响登录后侧边栏。
20.2 操作步骤
「菜单管理」→ 配置路径与排序；分页管理。
20.3 界面截图
菜单管理
第二十一章 日志查询
21.1 功能说明
服务/操作/API 日志筛选与分页查询。
21.2 操作步骤
「日志查询」→ 设筛选条件 →「查询」。
21.3 界面截图
日志查询
附录 常见问题
502 错误
检查网关与各微服务是否启动，重新运行 start-all.bat。
历史查询无数据
确认时间范围与遥测模拟器/Ingest Worker 正常运行。
