時序數(shù)據(jù)庫(TSDB)是一種專為處理時間序列數(shù)據(jù)而設(shè)計的軟件系統(tǒng)。時間序列數(shù)據(jù)是按照時間順序排列的數(shù)據(jù)點序列,通常用于跟蹤和分析隨時間變化的模式。與其他數(shù)據(jù)類型相比,時間序列數(shù)據(jù)的一個重要特點是時間信息是數(shù)據(jù)的一部分。因此,時序數(shù)據(jù)庫能夠高效地接收、存儲和查詢大量帶有時間戳的數(shù)據(jù),適用于處理來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)流。
時序數(shù)據(jù)庫按照時間序列格式存儲數(shù)據(jù),并根據(jù)時間戳對數(shù)據(jù)進行排序。這種結(jié)構(gòu)便于從時間維度對數(shù)據(jù)進行高效的查詢和分析。當(dāng)時序數(shù)據(jù)庫接收到新數(shù)據(jù)時,它會根據(jù)時間戳將其添加到已有數(shù)據(jù)之后,形成一個連續(xù)的時間序列。數(shù)據(jù)庫會利用各種索引和壓縮技術(shù)來高效地存儲這些數(shù)據(jù),從而在查詢特定時間段或模式時能夠快速獲取數(shù)據(jù)。
時序數(shù)據(jù)庫在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如傳感器、執(zhí)行器和聯(lián)網(wǎng)的機器)實時采集環(huán)境、設(shè)備和過程的數(shù)據(jù),產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。時間序列數(shù)據(jù)對于工業(yè)場景特別重要,它反映了變量隨時間的變化歷史,有助于進行趨勢分析、異常檢測和預(yù)測分析。利用這些數(shù)據(jù),工業(yè)領(lǐng)域可以監(jiān)測性能、識別模式、發(fā)現(xiàn)低效環(huán)節(jié),并且能夠預(yù)見未來事件。
盡管時序數(shù)據(jù)庫非常適合處理時間序列物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),但它們并非獨立運行的實體。實際上,它們只是龐大物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中的一個組成部分。為了順利地融入該生態(tài)系統(tǒng),時序數(shù)據(jù)庫需要一個高效的通信協(xié)議。該協(xié)議必須能夠穩(wěn)定而有效地傳輸由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的大規(guī)模、高速的時間序列數(shù)據(jù)。
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是一種輕量級的消息傳輸協(xié)議,用于在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù),在物聯(lián)網(wǎng)場景中被廣泛使用。它特別適用于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的環(huán)境,并在其他協(xié)議表現(xiàn)不佳的場景表現(xiàn)出色。
MQTT 基于發(fā)布-訂閱模式。設(shè)備或“客戶端”訂閱主題。當(dāng)一個消息發(fā)布到一個主題時,MQTT Broker 負(fù)責(zé)讓所有訂閱者收到消息。這種模式既高效又靈活,可以在各種設(shè)備和系統(tǒng)之間進行通信,而不需要他們直接連接。
MQTT 專為物聯(lián)網(wǎng)場景而設(shè)計,在時間序列數(shù)據(jù)中扮演著關(guān)鍵角色。其能夠應(yīng)對不穩(wěn)地連接并確保消息傳遞的特性,使其非常適用于將時間序列數(shù)據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)送到時序數(shù)據(jù)庫。MQTT 的輕量級特性意味著它能夠處理來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),使其成為數(shù)據(jù)管道中不可或缺的重要組成部分。
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,許多應(yīng)用場景展示了 MQTT 與時序數(shù)據(jù)庫集成帶來的多樣性和強大性。例如,工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控、能源管理、預(yù)測性維護、質(zhì)量控制和缺陷檢測、供應(yīng)鏈和物流等場景都利用了 MQTT 與時序數(shù)據(jù)庫集成,實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)采集、存儲和分析。