ThingsBoard设备停机时长监控方案设计

背景概述

在工业物联网场景中，设备运行状态的实时监控至关重要。某用户在使用ThingsBoard社区版(CE)时遇到了一个典型需求：通过设备发送的脉冲信号(Pulse)来判断设备运行状态，并准确计算设备停机持续时间。脉冲数据每10秒通过HTTP协议上传一次，当脉冲值为0时表示设备处于停机状态。

技术挑战

用户面临的核心问题是如何在ThingsBoard中实现以下功能：

1. 实时检测脉冲信号变化
2. 当脉冲为0时开始计时
3. 持续累加停机时长
4. 当设备重新运行时重置计时器

由于使用的是社区版，无法使用专业版的分析节点，需要通过规则链和自定义脚本实现这一功能。

解决方案设计

基础方案

1. 数据采集层：

   • 设备每10秒发送一次脉冲数据
   • 脉冲值>0表示运行中
   • 脉冲值=0表示停机

2. 规则链处理：

   • 使用"Script Filter"节点检测脉冲值变化
   • 当检测到脉冲从>0变为0时，触发计时开始
   • 使用"Math"节点进行时间累加计算

3. 状态存储：

   • 使用服务器属性(Server Attribute)存储累计停机时间
   • 每次收到脉冲=0时更新该属性值

详细实现步骤

1. 创建规则链：

   • 在根规则链后添加自定义处理链
   • 添加"Message Type Switch"节点区分遥测数据

2. 脉冲检测脚本：

var lastPulse = metadata.lastPulse || 0;
var currentPulse = msg.pulse;
var stopDuration = 0;

if (currentPulse === 0 && lastPulse > 0) {
    // 设备刚停机，初始化计时
    stopDuration = 10; // 10秒间隔
} else if (currentPulse === 0) {
    // 持续停机状态，累加时间
    stopDuration = (metadata.stopDuration || 0) + 10;
}

// 保存状态
metadata.lastPulse = currentPulse;
metadata.stopDuration = stopDuration;

// 输出结果
msg.stopDuration = stopDuration;
return {msg: msg, metadata: metadata, msgType: msgType};

3. 时间累加处理：

   • 使用"Math"节点对stopDuration进行累加
   • 公式：stopDuration = prevStopDuration + 10

4. 数据存储：

   • 使用"Save Timeseries"节点保存stopDuration
   • 使用"Save Attribute"节点更新服务器属性

进阶优化建议

1. 异常处理：

   • 添加数据校验，防止无效脉冲值
   • 处理设备断网等异常情况

2. 状态持久化：

   • 定期将计时状态保存到数据库
   • 设备重启后能恢复之前的停机计时

3. 可视化展示：

   • 创建停机时长历史曲线
   • 设置停机告警阈值

4. 性能优化：

   • 对于高频数据，考虑批量处理
   • 使用缓存减少数据库访问

实现效果

通过此方案，用户可以在ThingsBoard中：

• 实时监控设备运行/停机状态
• 准确记录每次停机持续时间
• 在仪表板中直观查看停机历史
• 设置基于停机时长的告警规则

该方案完全基于ThingsBoard社区版的标准功能实现，无需额外插件或专业版授权，具有较好的通用性和可移植性。