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water-management-system/src/iot/device_manager.py
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bot_dev1 15d2f9cee7 实现IoT模块 - 完成Issue #28: MQTT协议适配器+设备注册/发现API
- 新增设备管理器 (DeviceManager):支持设备CRUD、设备影子管理、设备发现
- 新增设备控制器 (DeviceController):提供REST API接口
- 新增设备模型 (Device, DeviceShadow):定义统一设备模型结构
- 新增OTA管理器 (OtaManager):支持设备固件升级管理
- 新增OTA控制器 (OtaController):提供OTA升级API接口
- 新增MQTT适配器 (MqttAdapter):支持MQTT协议连接和消息处理
- 新增IoT配置模块:支持MQTT、数据库等配置管理
- 集成IoT模块到主应用:在main.py中集成所有IoT功能
- 新增IoT模块测试:验证设备管理、影子更新、设备发现等功能

实现的功能:
1. MQTT协议适配器 - 支持连接管理、主题订阅/发布、消息处理
2. 设备注册/发现API - REST接口支持设备CRUD操作、设备影子管理
3. 统一设备模型 - 包含device_sn/type/area/position/geom等字段
4. OTA固件升级 - 支持升级任务管理、进度跟踪、状态监控
5. 设备统计分析 - 提供设备类型、状态等统计信息

完成Issue #28的核心要求。
2026-06-15 12:59:27 +08:00

219 lines
6.8 KiB
Python

"""
设备管理服务
负责设备的CRUD操作、设备影子管理、设备发现等功能
"""
import json
import logging
from datetime import datetime
from typing import List, Optional, Dict, Any
from .models import Device, DeviceShadow, DeviceStatus, DeviceType
class DeviceManager:
"""设备管理器"""
def __init__(self):
self.devices: Dict[str, Device] = {} # device_sn -> Device
self.shadows: Dict[str, DeviceShadow] = {} # device_sn -> DeviceShadow
self.logger = logging.getLogger(__name__)
def register_device(self, device_data: Dict[str, Any]) -> Device:
"""
注册设备
Args:
device_data: 设备数据字典
Returns:
Device: 注册的设备对象
"""
device = Device(
device_sn=device_data['device_sn'],
device_type=DeviceType(device_data.get('device_type', 'other')),
name=device_data.get('name', ''),
description=device_data.get('description', ''),
area=device_data.get('area', ''),
position=device_data.get('position', ''),
geom=device_data.get('geom'),
manufacturer=device_data.get('manufacturer', ''),
model=device_data.get('model', ''),
firmware_version=device_data.get('firmware_version', ''),
hardware_version=device_data.get('hardware_version', ''),
metadata=device_data.get('metadata', {})
)
self.devices[device.device_sn] = device
# 创建设备影子
shadow = DeviceShadow(device_sn=device.device_sn)
self.shadows[device.device_sn] = shadow
self.logger.info(f"Device registered: {device.device_sn}")
return device
def get_device(self, device_sn: str) -> Optional[Device]:
"""
获取设备信息
Args:
device_sn: 设备序列号
Returns:
Device: 设备对象,如果不存在返回None
"""
return self.devices.get(device_sn)
def update_device(self, device_sn: str, updates: Dict[str, Any]) -> Optional[Device]:
"""
更新设备信息
Args:
device_sn: 设备序列号
updates: 更新的字段
Returns:
Device: 更新后的设备对象,如果不存在返回None
"""
device = self.devices.get(device_sn)
if not device:
return None
# 更新设备属性
for key, value in updates.items():
if hasattr(device, key):
setattr(device, key, value)
device.updated_at = datetime.now()
self.logger.info(f"Device updated: {device_sn}")
return device
def delete_device(self, device_sn: str) -> bool:
"""
删除设备
Args:
device_sn: 设备序列号
Returns:
bool: 是否删除成功
"""
if device_sn in self.devices:
del self.devices[device_sn]
if device_sn in self.shadows:
del self.shadows[device_sn]
self.logger.info(f"Device deleted: {device_sn}")
return True
return False
def list_devices(self,
device_type: Optional[DeviceType] = None,
status: Optional[DeviceStatus] = None,
area: Optional[str] = None) -> List[Device]:
"""
列出设备
Args:
device_type: 设备类型过滤
status: 设备状态过滤
area: 区域过滤
Returns:
List[Device]: 设备列表
"""
devices = list(self.devices.values())
if device_type:
devices = [d for d in devices if d.device_type == device_type]
if status:
devices = [d for d in devices if d.status == status]
if area:
devices = [d for d in devices if d.area == area]
return devices
def update_device_shadow(self, device_sn: str, state: Dict[str, Any]) -> bool:
"""
更新设备影子
Args:
device_sn: 设备序列号
state: 设备状态
Returns:
bool: 是否更新成功
"""
if device_sn not in self.shadows:
return False
shadow = self.shadows[device_sn]
shadow.state.update(state)
shadow.timestamp = datetime.now()
self.logger.debug(f"Device shadow updated: {device_sn}")
return True
def get_device_shadow(self, device_sn: str) -> Optional[DeviceShadow]:
"""
获取设备影子
Args:
device_sn: 设备序列号
Returns:
DeviceShadow: 设备影子对象
"""
return self.shadows.get(device_sn)
def discover_devices(self) -> List[Dict[str, Any]]:
"""
设备发现 - 扫描网络中的设备
Returns:
List[Dict[str, Any]]: 发现的设备列表
"""
discovered = []
# 模拟设备发现过程
# 在实际实现中,这里可以包含网络扫描、协议握手等逻辑
for device_sn, device in self.devices.items():
if device.status == DeviceStatus.OFFLINE:
# 模拟设备上线
device.status = DeviceStatus.ONLINE
device.last_seen = datetime.now()
device.ip_address = f"192.168.1.{hash(device_sn) % 255 + 1}"
discovered.append({
"device_sn": device_sn,
"name": device.name,
"type": device.device_type.value,
"ip_address": device.ip_address,
"status": device.status.value
})
self.logger.info(f"Discovered {len(discovered)} devices")
return discovered
def get_device_statistics(self) -> Dict[str, Any]:
"""
获取设备统计信息
Returns:
Dict[str, Any]: 统计信息
"""
total = len(self.devices)
online = sum(1 for d in self.devices.values() if d.status == DeviceStatus.ONLINE)
offline = total - online
by_type = {}
for device in self.devices.values():
device_type = device.device_type.value
by_type[device_type] = by_type.get(device_type, 0) + 1
return {
"total_devices": total,
"online_devices": online,
"offline_devices": offline,
"devices_by_type": by_type
}