Thiết kế hệ thống đọc đồng hồ nước thời gian thực: Bài học từ thực tế

Từ giao thức truyền thông đến lưu trữ time-series, đây là kiến trúc hệ thống đọc đồng hồ nước thời gian thực mà ANSOL đã triển khai cho hơn 200,000 điểm đo.

Engineering 1/12/2025 14 phút đọc

#IoT #đồng hồ nước #timescaledb #real-time #MQTT

Bài toán thực tế

Một công ty cấp nước với 200,000 điểm đo cần thu thập chỉ số tiêu thụ mỗi 15 phút. Đó là 800,000 bản ghi mỗi giờ, 19.2 triệu bản ghi mỗi ngày.

Lựa chọn giao thức truyền thông

Giao thức	Ưu điểm	Nhược điểm	Phù hợp
LoRaWAN	Chi phí thấp, pin bền	Băng thông hẹp	Khu vực nông thôn
NB-IoT	Phủ sóng rộng	Chi phí SIM	Đô thị
RS-485	Tin cậy cao	Cần dây	Khu công nghiệp
MQTT/4G	Linh hoạt	Chi phí data	Đặc biệt

Kiến trúc thu thập dữ liệu

[Đồng hồ] → [Concentrator/RTU] → [MQTT Broker] → [Stream Processor] → [TimescaleDB]
                                                        ↓
                                                 [Alert Engine]

Lưu trữ với TimescaleDB

TimescaleDB (extension của PostgreSQL) là lựa chọn tốt nhất cho time-series trong ngành cấp nước:

CREATE TABLE meter_readings (
  time        TIMESTAMPTZ NOT NULL,
  meter_id    UUID NOT NULL,
  value_m3    NUMERIC(10,3),
  signal_rssi INT
);
SELECT create_hypertable('meter_readings', 'time');

Kết quả thực tế

Sau 18 tháng vận hành với 200,000 điểm đo: tỉ lệ mất dữ liệu < 0.3%, phát hiện rò rỉ tăng 340%, chi phí vận hành giảm 28%.