TDengine 如何进行数据建模（） tdengine数据库开源

小 T 导读：在使用 TDengine 的时候，通过官网的技术文档可以学习到建库（database）、建表（table）的各种 SQL 语句，但是一旦要跟自己的具体业务场景结合，经验不足的朋友可能会不知道到底如何下手，本文将分享一些常见的建模方式，希望帮助大家更好地落地 TDengine。

不同于 OpenTSDB、Prometheus 等时序数据库（Time-Series Database），TDengine 允许一个表有多个列（即每条记录中，多个采集量共用一个时间戳的存储方式），这样在建表时可以有更大的灵活性。
智能电表是个典型的可以按照设备建表，多列存储时序数据的例子。但在实际使用过程中，情况可能会更复杂，一定要结合本身数据的情况来灵活设计表结构。
按照设备建表，在官网文档中已经有详细的例子和介绍，本文除了介绍一个设备一张表的建模方式外，还会对另外几种建模方式做一个补充。
1、按照设备建表的标准情形上文中的智能电表例子就是一个设备一张表的标准情形。这种标准情形有以下特点：
(1) 相同类型的设备，采集指标完全相同。（比如上文例子中的智能电表，只采集电流、电压、相位三个指标）
(2) 就同一个设备而言，各采集指标同时采集，采集时间戳相同。
(3) 就同一个设备而言，各采集指标每次采集的数据最好是在同一个消息中上报到 TDengine，而非分别上报。
这种情况的处理最简单：

采用多列模式，即为每个类型的设备创建一张多列超级表。
为该类型的每个设备创建一张子表。
子表从第二列起，每一列均为一个采集指标。

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图一：TDengine database 表设计
以智能电表为例：

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图二：一个采集点一张表

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图三：超级表使用实例
2、按照设备建表，但同类型设备的采集指标不完全相同实际生产中，同类型的设备有时候采集指标也不完全相同，这种情况下有以下特点：
(1) 相同类型的设备，采集指标大体相同，但每个设备可能有少量个性化的指标。（前提：所有个性化指标总数加上共有指标总数不超过 1024 个，2.1.7.0 版本后总数为不超过 4096 个）
(2) 就同一个设备而言，各采集指标同时采集，采集时间戳相同。
(3) 就同一个设备而言，各采集指标每次采集的数据在同一个消息中上报到 TDengine，而非分别上报。
这种情况类似于 1，但区别是每个设备可能有个性化的采集指标。针对这种情形的处理思路常称为“大宽表”：

创建一个多列超级表，包含所有不同的采集指标列，为所有采集指标的全集。
为每个设备创建一张子表。
子表从第二列起，每一列均为一个采集指标。
数据写入时，对于该设备不具备的采集指标填入 null 值。

图示和图三接近，不同处在于建立超级表时，采集指标需要按照最多的设备去处理。
3、按照采集指标建表-1 更复杂的场景中，设备的固定表结构很难抽象出来，或者表结构经常改变，无法固定，此时需要有更灵活的处理思路。以下任一个特点满足时，需考虑按指标建表的思路：
(1) 相同类型的设备，采集指标无法固定，或者每个设备有大量个性化的指标。（前提：所有个性化指标总数加上共有指标总数超过 1024，2.1.7.0 版本后为指标总数超过 4096 个）
(2) 就同一个设备而言，各采集指标有各自的采集时间戳。（即同一个设备的不同采集指标的采集时间、采集周期等无法保证相同）
(3) 就同一个设备而言，各采集指标每次采集的数据分多个消息上报到 TDengine，且时间延迟无法确定。
这种情形要求更高的灵活性。一般处理思路如下：

创建单列的超级表，即时间戳+采集值，而在标签项中增加采集指标 ID 这一标签。
每个设备的每个采集指标单独创建一张表，在标签项中增加具体的采集指标 ID。
不同数据类型的采集指标要划归不同超级表，比如数值型、布尔型和字符串型的数据应该分别归入三类对应的超级表。

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图四：单列模型建模示例

示例如下：

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图五：单列模型建模实例
4、按照采集指标建表-2 此场景可能出现在工业物联网 PLC 数据采集中。
(1) 相同类型的设备，采集指标无法固定。
(2) 就同一设备而言，各采集指标有各自的采集频率，不过采集频率是确定的，比如 PLC1~PLC10 的采集频率是 10ms，PLC11~PLC20 的采集频率是 20ms。
(3) 就同一设备而言，后续可能会动态添加 PLC 通道。期望可以在不修改代码的情况下动态增加超级表的列。
(4) 希望通过一个超级表来统一管理。
建模思路：

创建多列的超级表，采集字段不同的数据类型各设置建立一个。即时间戳+采集值 int+采集值 double+ 采集值 nchar……，而在标签项中增加采集指标 ID 这一标签。
每个设备的采集指标单独创建一张表，在标签项中增加具体的采集指标 ID。
其中时间戳必填的列，剩余列则要根据测点类型填写，比如测点上报的是整形数据，就只需要设置time、采集值 int 这两列，其余列为 null。

示例如下：

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图六：按照采集指标建模实例
以上为几种常见建模方式，覆盖了大部分的实际场景，当然实际业务中的情况是多种多样的，如果以上建模思路不能满足，也欢迎和加入 TDengine 的用户社区，我们一起交流。
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