智慧餐食机物联网平台的功能结构
该架构遵循分层设计原则,从设备端到用户端,层层递进,保证系统的解耦和可扩展性。
核心设计理念: 平台化、模块化、微服务架构。所有功能模块均作为可独立部署和升级的服务,通过API网关进行统一管理和调度。
按照模块化思想,从设备、通信、硬件、软件几个技术维度,并覆盖所有终端(APP/小程序/PC管理平台/移动运维端) 进行组织,完全呼应了职位要求中“继承现有架构、模块化设计、软硬结合”的核心要点。
智慧餐食机物联网平台功能结构表
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一级模块 |
二级模块 |
三级模块/功能点 |
所属终端/层面 |
核心功能描述 |
涉及技术/协议 |
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1. 设备与通信基础模块 |
1.1 设备模型 |
设备唯一标识(SN) |
设备端/平台端 |
定义设备的唯一身份标识 |
MQTT, TLS/SSL |
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设备型号管理(包子机/面条机) |
平台端 |
管理不同型号设备的特性与参数 |
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设备影子(Device Shadow) |
平台端 |
存储设备上报状态及应用下发指令,解决异步通信 |
JSON, MQTT |
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1.2 通信协议 |
数据上行(发布) |
设备端/平台端 |
设备上报状态、告警、业务数据 |
MQTT Pub |
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指令下行(订阅) |
设备端/平台端 |
平台下发远程控制、配置指令 |
MQTT Sub |
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设备认证与安全连接 |
设备端/平台端 |
基于Device Secret建立安全连接 |
TLS/SSL, 对称加密 |
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2. 硬件端功能模块 |
2.1 嵌入式软件 |
传感器数据采集 |
设备端(MCU) |
采集温度、压力、物料余量等 |
串口通信, ADC |
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协议封装与解析 |
设备端(通信模组) |
将数据封装为平台定义的JSON格式 |
JSON Parser |
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本地控制逻辑 |
设备端(主控) |
执行制作流程、接收云端指令并执行 |
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自检与告警 |
设备端(主控) |
设备上电、运行时自检,异常即时上报 |
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3. 平台端核心服务模块 |
3.1 设备管理服务 |
设备注册与生命周期管理 |
平台端(微服务) |
设备的注册、激活、禁用、注销 |
RESTful API |
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设备状态实时监控 |
平台端(微服务) |
维护设备在线/离线状态、最新数据 |
WebSocket, MQTT |
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远程控制服务 |
平台端(微服务) |
接收应用端指令,通过设备影子下发 |
MQTT |
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3.2 远程监控服务 |
数据流处理 |
平台端(微服务) |
实时处理海量设备上报的数据流 |
流式计算(如Flink) |
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实时数据展示 |
PC管理平台 / 移动运维端 |
以可视化方式展示设备运行参数 |
Web前端图表库 |
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3.3 告警中心服务 |
告警规则引擎 |
平台端(微服务) |
灵活配置告警规则(如余量<10%触发预警) |
规则引擎(如Drools) |
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多通道通知 |
平台端(微服务) |
通过短信、App推送、钉钉等通知运维人员 |
消息队列(如RabbitMQ) |
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告警工单联动 |
平台端(微服务) |
重大告警自动生成运维工单 |
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3.4 订单交易服务 |
订单生成与状态同步 |
平台端(微服务) |
处理用户订单,将制作指令下发至设备 |
RESTful API |
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支付集成 |
平台端(微服务) |
集成微信、支付宝支付能力 |
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3.5 数据智能服务 |
经营数据分析 |
PC管理平台 |
生成销售额、订单量、设备利用率等报表 |
数据仓库,SQL |
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预测性维护 |
平台端(微服务) |
基于历史数据预测设备潜在故障 |
机器学习算法 |
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4. 用户交互端模块 |
4.1 C端用户(APP/小程序) |
首页与地图 |
APP/小程序 |
展示附近设备、餐品列表、优惠信息 |
地图SDK(如高德) |
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购物车与支付 |
APP/小程序 |
餐品选择、在线支付、订单管理 |
微信/支付宝SDK |
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订单交互 |
APP/小程序 |
查看实时制作状态、取餐码 |
WebSocket |
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4.2 B端运营(PC管理平台) |
设备监控总览 |
PC管理平台(Web) |
地图模式查看所有设备分布与健康状态 |
数据可视化,Vue/React |
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运维工单系统 |
PC管理平台(Web) |
创建、指派、跟踪、处理运维工单 |
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商品与供应链管理 |
PC管理平台(Web) |
管理餐品、配方、价格、库存预警 |
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数据报表与BI |
PC管理平台(Web) |
多维度经营数据统计与分析 |
图表库(如ECharts) |
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4.3 B端运维(移动端/H5) |
我的工单 |
移动运维端(H5) |
运维人员接收、处理、完成工单 |
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扫码运维 |
移动运维端(H5) |
扫描设备二维码快速查看详情和执行操作 |
扫码SDK |
设计说明
- 1. 模块化架构:表格严格按层级划分,从基础通信到上层应用,每个模块(微服务)职责单一,可独立开发、部署和扩展。
- 2. 继承与优化:此结构是在“前面架构师”工作的基础上,对设备管理、监控、告警、数据分析等核心物联网模块进行了重点细化和增强,而非推倒重来。
- 3. 软硬结合:明确了硬件端(嵌入式软件)的功能,以及通过MQTT协议与云端交互的细节,满足了职位对“硬件知识”的要求。
- 4. 全端覆盖:清晰列出了C端(APP/小程序)、B端运营(PC平台)、B端运维(移动H5)的不同功能,体现了复合型架构设计能力。