ThingsBoard 架构详解

ThingsBoard 是一个开源的物联网（IoT）平台，用于数据收集、处理、可视化和设备管理。其架构设计兼顾可扩展性、高可用性和灵活性，适用于从中小项目到大规模部署的多种场景。

核心架构组成

ThingsBoard 的整体架构主要由以下几个核心组件构成：

• Web UI / REST API：提供用户界面和对外接口，支持设备管理、仪表盘配置、规则链编辑等操作。
• Core Services：包括设备服务、资产服务、客户管理、用户认证等业务逻辑模块。
• Rule Engine（规则引擎）：基于节点的可视化规则链，用于处理设备消息、触发动作（如告警、转发、存储等）。
• Transport Layer（传输层）：支持 MQTT、CoAP、HTTP 等协议，负责设备与平台之间的通信。
• Persistence Layer（持久化层）：使用 Cassandra 或 PostgreSQL 存储时序数据和实体元数据。
• Actor System（基于 Akka 的 Actor 模型）：用于高效处理并发设备消息，提升系统吞吐量。

数据流示意图（文字描述）

1. 设备通过 MQTT/HTTP/CoAP 向 ThingsBoard 发送遥测数据或属性更新。
2. 传输层接收请求并将其转换为内部消息格式。
3. 消息被路由至对应的设备 Actor 进行处理。
4. 规则引擎根据预设的规则链对消息进行过滤、转换、聚合或触发动作。
5. 处理结果可能写入数据库、发送通知、调用外部 API 或更新仪表盘。

部署模式

ThingsBoard 支持多种部署方式：

• 单机模式：适用于开发和测试，所有组件运行在同一 JVM 中。
• 微服务模式：将 Web UI、MQTT 传输、规则引擎、核心服务等拆分为独立服务，便于水平扩展和高可用部署。

技术栈

• 后端语言：Java（Spring Boot）
• 并发模型：Akka Actor
• 数据库：Cassandra（时序数据）、PostgreSQL（关系型数据）
• 前端框架：Angular（旧版）或 React（新版）
• 消息队列：Kafka（可选，用于微服务间通信）

扩展与集成

ThingsBoard 提供丰富的扩展能力：

• 自定义规则节点（Rule Node）
• REST API 集成第三方系统
• 插件机制（旧版本）或微服务扩展（新版本）
• 支持 OAuth2、LDAP 等认证方式