# 智慧水务管理系统数据库设计文档

## 文档概述

本目录包含智慧水务管理系统的完整数据库设计，包括 PostgreSQL + TDengine + Flyway 版本管理。

## 目录结构

```
db/
├── README.md                     # 本文档
├── flyway.conf                   # Flyway 配置文件
├── migration/                    # Flyway 迁移脚本目录
│   └── V1.1__Add_Indexes_And_Triggers.sql  # 性能优化迁移
├── postgresql/                   # PostgreSQL 数据库脚本
│   └── V1__init.sql            # 完整的 PostgreSQL DDL 脚本
├── tdengine/                    # TDengine 时序数据库脚本
│   └── init.sql               # TDengine 建表脚本
└── seed/                       # 初始化数据脚本
    └── V1__seed.sql          # 初始化数据脚本
```

## 数据库设计

### 1. PostgreSQL 数据库设计

#### 核心模块

**用户权限体系 (sys_*)**
- `sys_dept`: 部门管理（水利局/水务公司/运维单位）
- `sys_user`: 用户管理
- `sys_role`: 角色管理（admin/leader/manager/operator/tech）
- `sys_menu`: 菜单管理
- `sys_user_role`: 用户-角色关联
- `sys_role_menu`: 角色-菜单关联
- `sys_operation_log`: 操作日志

**物联网设备管理 (iot_*)**
- `iot_device_model`: 设备模型定义
- `iot_device`: 设备实例管理
- `iot_telemetry_cache`: 设备遥测数据缓存
- `iot_device_heartbeat`: 设备心跳记录
- `iot_firmware`: 设备固件管理
- `iot_firmware_upgrade`: 设备固件升级记录

**营业收费 (rev_*)**
- `rev_customer`: 用水户管理
- `rev_meter`: 水表档案
- `rev_reading_schedule`: 抄表计划
- `rev_reading`: 抄表记录
- `rev_water_rate`: 水费标准
- `rev_bill`: 水费账单
- `rev_payment`: 收费记录

**巡检系统 (patrol_*)**
- `patrol_route`: 巡检路线
- `patrol_task`: 巡检任务
- `patrol_record`: 巡检记录
- `patrol_standard`: 巡检标准

**报警管理 (alert_*)**
- `alert_rule`: 报警规则
- `alert_event`: 报警事件
- `alert_handle_record`: 报警处理记录
- `alert_notify_scheme`: 通知方案

**系统管理**
- `sys_config`: 系统参数配置
- `sys_dict`: 数据字典
- `flyway_schema_history`: Flyway 迁移历史

#### 空间数据支持
- 使用 PostGIS 扩展支持空间数据
- 设备位置使用 `GEOMETRY(Point, 4326)` 存储
- 支持地理位置查询和分析

### 2. TDengine 时序数据库设计

#### 时序数据表结构

**设备遥测数据超级表**
- `iot_flow_data`: 水表流量数据
- `iot_pressure_data`: 压力传感器数据
- `iot_water_quality_data`: 水质监测数据
- `iot_level_data`: 液位传感器数据
- `iot_valve_data`: 阀门状态数据
- `iot_status_data`: 设备状态数据

**片区和设备类型子表**
- 按片区和设备类型创建对应子表
- 支持不同数据处理级别（raw/processed/aggregated）

**统计和质量数据表**
- `iot_device_stats`: 设备运行统计
- `iot_data_quality_stats`: 数据质量统计
- `water_supply_stats`: 供水运行统计

### 3. Flyway 版本管理

#### 迁移脚本
- `V1__init.sql`: 初始化数据库结构
- `V1.1__Add_Indexes_And_Triggers.sql`: 性能优化和索引创建
- `V1__seed.sql`: 初始化数据

#### 配置文件
- `flyway.conf`: Flyway 配置
- 支持自动迁移和版本管理

## 部署说明

### 1. 环境要求

**PostgreSQL**
- 版本: PostgreSQL 16+
- 扩展: PostGIS
- 端口: 5432
- 数据库: water_mgt

**TDengine**
- 版本: TDengine 3.x
- 端口: 6030
- 数据库: water_mgt

### 2. 初始化步骤

```bash
# 1. 启动数据库服务
systemctl start postgresql
systemctl start taosd

# 2. 安装 PostGIS 扩展
psql -U postgres -d water_mgt -c "CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS postgis;"

# 3. 运行 Flyway 迁移
flyway -configFile=flyway.conf migrate

# 4. 插入初始化数据
psql -U postgres -d water_mgt -f db/seed/V1__seed.sql

# 5. 运行 TDengine 初始化脚本
taos -s "db/tdengine/init.sql"
```

### 3. 数据验证

```sql
-- 检查表数量
SELECT COUNT(*) FROM information_schema.tables WHERE table_schema = 'public';

-- 检查数据量
SELECT '用户数' AS table_name, COUNT(*) AS count FROM sys_user UNION ALL
SELECT '设备数', COUNT(*) FROM iot_device UNION ALL
SELECT '客户数', COUNT(*) FROM rev_customer UNION ALL
SELECT '水表数', COUNT(*) FROM rev_meter;
```

## 使用说明

### 1. 数据访问

**PostgreSQL 查询示例**
```sql
-- 查询在线设备
SELECT device_sn, device_name, status FROM iot_device WHERE status = 'online';

-- 查询区域用水统计
SELECT area, SUM(consumption) as total_usage 
FROM rev_reading r 
JOIN rev_meter m ON r.meter_id = m.id 
JOIN rev_customer c ON m.customer_id = c.id 
GROUP BY area;
```

**TDengine 查询示例**
```sql
-- 查询水表流量数据
SELECT ts, device_sn, metric_value 
FROM jingmang_flow_data 
WHERE ts > NOW() - INTERVAL '1 day'
ORDER BY ts DESC;

-- 计算小时平均流量
SELECT COUNT(*) / 60.0 as avg_flow 
FROM jingmang_flow_data 
WHERE ts > NOW() - INTERVAL '1 hour';
```

### 2. 业务函数

**水费计算**
```sql
SELECT * FROM calculate_water_fee(1, '2026-06');
```

**设备状态监控**
```sql
SELECT * FROM get_device_latest_metrics('JM20260001');
```

**报警历史查询**
```sql
SELECT * FROM get_alert_history('精芒片区', 7);
```

## 性能优化

### 1. 索引策略
- 为常用查询字段创建索引
- 复合索引优化多条件查询
- 分区索引处理大数据量

### 2. 查询优化
- 使用物化视图缓存常用统计
- 限制查询时间范围
- 使用连接池管理数据库连接

### 3. 存储优化
- 时序数据使用 TDengine 存储
- 历史数据定期归档
- 冷热数据分离存储

## 安全配置

### 1. 用户权限
- 最小权限原则
- 角色权限分离
- 密码策略

### 2. 数据安全
- 敏感数据加密
- 审计日志记录
- 定期数据备份

### 3. 网络安全
- 数据库访问限制
- SSL/TLS 加密传输
- 防火墙配置

## 维护文档

### 1. 日常维护
- 数据库备份策略
- 性能监控
- 故障排查

### 2. 版本升级
- 迁移脚本管理
- 数据兼容性检查
- 回滚计划

### 3. 容量规划
- 数据增长预估
- 存储容量规划
- 性能容量评估

## 相关文档

- [系统架构文档](../docs/architecture.md)
- [API 接口文档](../docs/api.md)
- [部署运维文档](../docs/deployment.md)

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## 联系信息

- **创建者**: bot_dev1
- **创建时间**: 2026-06-15
- **最后更新**: 2026-06-15
- **版本**: v1.0