Удалённый контроль IoT-устройств

---

Компоненты приложения

1. IoT-устройство (Микроконтроллер):
   • Отвечает за сбор данных с датчиков и их отправку на сервер (POST /sensors).
   • Периодически опрашивает сервер на наличие команд (GET /commands).
2. Веб-приложение (Пользовательский интерфейс): Служит для взаимодействия пользователя с системой:
   • отправки команд на устройства (POST /commands)
   • просмотра данных с датчиков (GET /sensors).
3. Nginx (Прокси-сервер):
   • Принимает все входящие HTTP-запросы и направляет их на соответствующий API-сервер.
   • Может использоваться для SSL-терминирования и балансировки нагрузки.
4. API-сервер (FastAPI-приложение): Центральный компонент, который обрабатывает все запросы:
   • Для входящих данных с датчиков: получает запросы, добавляет задачи в очередь sensors data.
   • Для исходящих команд: получает запросы от веб-приложения, добавляет задачи в очередь commands data и, что очень важно, забирает команды из этой очереди по запросу от IoT-устройства.
   • Для логгирования команд: после отправки команды в очередь, добавляет информацию о событии в очередь commands log.
5. RabbitMQ (Брокер сообщений): Надёжное хранилище для всех асинхронных задач. Выделено три отдельные очереди:
   • sensors data: Для данных, поступающих с устройств.
   • commands data: Для команд, ожидающих исполнения устройством.
   • commands log: Для записи истории команд в базу данных.
6. Воркеры (Рабочие процессы Celery): Автономные процессы, которые слушают очереди и выполняют "тяжёлую" работу.
   • Воркер для данных с датчиков: Забирает задачи из очереди sensors data, записывает данные в Postgres и обновляет Redis-кэш.
   • Воркер для логгирования: Забирает задачи из очереди commands log и записывает историю команд в Postgres.
7. Хранилище данных:
   • Redis-кэш: Хранит самые свежие данные с датчиков для быстрого доступа.
   • Postgres: Долгосрочное хранилище для всех исторических данных с датчиков и истории команд.

Сценарии работлы

1. Сбор данных с сенсоров
   1. IoT-устройство считывает данные и отправляет их на Nginx (POST /sensors).
   2. Nginx перенаправляет запрос на API-сервер.
   3. API-сервер добавляет задачу в очередь sensors data в RabbitMQ и сразу возвращает подтверждение устройству (201 Created).
   4. Воркер для данных забирает задачу из очереди, сохраняет данные в Postgres и обновляет Redis-кэш.
   5. Пользователь с помощью веб-приложения запрашивает данные со своих устройств (GET /sensors).
   6. API-сервер проверяет наличие данных датчиков в Redis-кэше, возвращает их если они етсь
2. Отправка команды устройству
   1. Пользователь с помощью веб-приложения направляет запрос с командой на Nginx (POST /commands).
   2. Nginx перенаправляет запрос на API-сервер.
   3. API-сервер добавляет задачу в очередь commands data и сразу возвращает подтверждение веб-приложению (201 Created). Также API-сервер сразу же добавляет сообщение о созданной задаче в очередь commands log.
   4. Воркер для истории команд забирает сообщение из очереди commands log и сохраняет данные в базу Postgres.
   5. IoT-устройство опрашивает API-сервер на наличие новых команд (GET /commands).
   6. API-сервер синхронно забирает задачу из очереди commands data и возвращает её в ответе (200 OK)
   7. IoT-устройство выполняет команду.