架构概述

driver-box 是一款基于 Go 语言开发的轻量级物联网边缘计算平台,采用微内核 + 插件的架构设计,专注于解决设备数据接入、协议适配和数据输出三大核心问题。

架构总览

driver-box 的架构设计遵循以下核心原则:

可扩展性: 插件机制支持任意协议快速接入,无需修改核心代码
配置驱动: 纯配置文件管理设备和模型,Lua 脚本实现灵活的数据转换
事件驱动: 松耦合的事件系统实现数据在组件间的灵活流转
高内聚低耦合: 各层职责清晰,接口标准化,易于维护和扩展

flowchart BT
    subgraph Export["数据输出层"]
        E1[Gateway Export<br/>WebSocket实时推送]
        E2[Mirror Export<br/>设备虚拟化]
        E3[LinkEdge Export<br/>场景联动]
        E4[History Export<br/>历史数据存储]
    end

    subgraph Core["核心平台层"]
        C1[配置服务<br/>设备模型管理]
        C2[设备影子<br/>状态缓存与同步]
        C3[事件服务<br/>松耦合通信]
        C4[资源库<br/>Lua脚本驱动]
    end

    subgraph Plugin["协议接入层"]
        P1[Modbus Plugin]
        P2[MQTT Plugin]
        P3[HTTP Plugin]
        P4[TCP Plugin]
    end

    P1 --> C1
    P2 --> C1
    P3 --> C1
    P4 --> C1

    C1 --> C2
    C2 --> C3
    C3 --> E1
    C3 --> E2
    C3 --> E3
    C3 --> E4

三层架构职责:

层次	职责	关键组件
协议接入层 (Plugin)	负责与物理设备通信,实现各种工业协议的适配	Modbus、MQTT、HTTP、TCP 等协议插件
核心平台层 (Core)	设备配置管理、状态缓存、事件调度,是系统的核心中枢	配置服务、设备影子、事件服务、资源库
数据输出层 (Export)	将设备数据分发到不同的目标系统	Gateway、Mirror、LinkEdge、History Export

启动流程

sequenceDiagram
    participant Main as main.go
    participant PM as 插件管理器
    participant EM as 导出管理器
    participant Core as 核心服务
    participant Cache as Core Cache
    participant Shadow as 设备影子
    Plugin->>PM: 注册所有协议插件<br/>(Modbus/MQTT/HTTP等)
    Export->>EM: 注册所有导出模块<br/>(Gateway/Mirror/LinkEdge等)
    Main->>EM: Init()
    Note over EM: 初始化所有导出模块
    Main->>Cache: InitCoreCache(plugins)
    Note over Cache: 加载 res/driver 配置<br/>验证配置合法性
    Main->>Shadow: initDeviceShadow()
    Note over Shadow: 创建设备影子实例
    Main->>PM: Initialize(config)
    Note over PM: 启动所有插件<br/>建立设备连接
    Main->>EM: TriggerEvents(DeviceAdded)
    Note over EM: 通知导出模块设备上线
    Main-->>X: 系统启动完成

启动关键步骤:

插件注册 - 扫描并注册所有协议插件和导出模块
Export 初始化 - 初始化所有导出模块,准备接收数据
配置加载 - 加载 res/driver 目录下的配置文件,构建设备模型缓存
影子启动 - 创建设备影子实例,初始化状态管理
插件启动 - 调用各插件的 Initialize() 方法,建立设备连接
事件触发 - 触发 DeviceAdded 事件,通知 Export 模块设备上线

环境变量

变量名	说明	默认值
`DRIVERBOX_RESOURCE_PATH`	资源目录路径	`./res`
`DRIVERBOX_HTTP_LISTEN`	HTTP 服务监听地址	`:8080`
`DRIVERBOX_LOG_PATH`	日志目录路径	`./logs`
`LOG_LEVEL`	日志级别	`info`

driver-box API

driver-box 提供了完整的 Go SDK API,支持设备管理、数据读写、配置管理、事件处理等核心功能。开发者可以通过 Go 代码直接调用这些接口,实现与 driver-box 框架的深度集成。

详细的 API 文档请参考: SDK API

driver-box 的 Go SDK 主要包含以下模块:

设备操作 API: 设备点位的读取和写入
核心缓存 API: 设备模型、设备实例、连接的查询和管理
设备影子 API: 设备实时状态和点位值的缓存管理
事件处理 API: 系统事件的触发和监听
定时任务 API: 基于 cron 表达式的任务调度
服务管理 API: 服务元数据和控制
日志 API: 统一的日志记录接口
组件管理 API: Plugin 和 Export 模块的注册和管理