核心概念与系统架构
本节主要介绍 DTS 的核心概念，并展示系统的整体架构设计。
系统架构
DTS（Digital Twin Service，数字孪生服务）采用分层架构设计，实现了从物理/虚拟设备的连接接入、协议解析、孪生建模，到规则引擎计算、数据持久化及上层应用消费的完整闭环。
系统的整体架构图如下所示：
架构各层功能说明
1. 设备与数据源层
- 物理物联网设备：现场部署的各类传感器、网关采集终端、智能仪表等，负责将物理世界的数据进行采集。
- 视频流媒体设备：网络监控摄像机、IPC、NVR 等音视频采集设备。
- 虚拟/第三方设备数据：不具备直接通信能力的虚拟设备、或者是从第三方系统接口拉取的逻辑数据。
2. 数据接入与协议解析层
- 网关通道：针对不同数据协议提供相匹配的网关服务（物联网网关、视频网关、Dumb网关）。接收设备使用
GatewayKey/GatewaySecret进行鉴权和安全接入。 - 消息解析：对于非标准数据格式，通过沙箱运行的消息解析脚本（JavaScript）将上报的透传二进制或非标 JSON 转换为 DTS 系统内标准的 BV JSON 数据。
3. 系统核心与规则引擎层
- 孪生本体建模：通过定义产品 Profile（属性、事件、服务）对实体模型进行本体抽象，并实例化生成具体的数字孪生实体。
- 任务与规则引擎：配置“触发条件（定时/属性/事件） $\rightarrow$ 生效条件 $\rightarrow$ 执行任务”链条，实现实体状态的自动联动控制和业务流转。
- 数据推送函数：作为引擎的核心动作执行插件，提供时序数据过滤、Http 请求转发、RedisMQ 订阅通知以及数据归档能力。
4. 存储与持久化层
- 关系数据库：存放产品 Profile 定义、实体元信息、系统配置信息以及很少变化的“持久型属性”（如固件版本、设备名称）。
- 时序数据库：高并发写入设备上报的“遥测型属性”历史时序记录（如每秒温度变化）以及事件触发的历史流水，供后续诊断分析使用。
5. 服务集成与应用消费层
- 订阅与分发：支持将实时消息分发给配置了订阅规则的应用消费者，通道包括 HTTP 回调、RedisMQ 消息队列以及 WebSocket 长连接。
- 查询 API：向外部业务系统或 DTC 平台提供高性能的历史时序数据查询能力。
- 应用终端：直接对接 DTC（Digital Twin Center）业务系统及低代码设计器，快速呈现孪生体模型及其实时或历史数据图表。
核心概念
本节主要介绍 DTS 的核心概念。
产品与实体
| 名词 | 描述 |
|---|---|
| 产品 | 一类具有相同功能的实体的集合，产品定义了一类实体的标准属性、事件、服务，其Profile可以理解为该类实体的本体描述。DTS为每个产品颁发全局唯一的productId。 |
| 实体 | 可以是物理存在的、可通过网络连接的单个物联网设备，也可以是虚拟的设备或其他物体。DTS为实体颁发、自定义的或从数字孪生服务导入的实体唯一标识deviceId，一般由字母、数字和特殊字符组成，具有配套密钥deviceSecret，由DTS配套生成，一般为8-32个16进制字符。实体需要通过网关连接DTS。 |
| 生命周期 | 实体生命周期分为永久实体和临时实体。永久实体是指长时间存在于系统中的实体，不会被系统主动删除。临时实体是指短时间存在于系统中的实体，系统通过心跳机制管理其生命周期，存活超时后系统自动删除。 |
产品描述 Product Profile
产品Profile用于向DTS描述一类实体的共性属性、事件、服务，是该类实体的本体定义。用户通过定义产品Profile，在DTS中构建一类实体的抽象模型并实例化为具体实体，向外提供该实体的数据流服务，使数据消费者容易理解并访问该实体提供的属性、事件、服务功能模型，如颜色、开关等。产品Profile从属性、事件、服务三个方面，分别描述该实体的当前状态、产生事件、对外提供的反控方式。
产品Profile具有预先定义的产品库，在产品库中选择“品牌”及产品可以实现快捷创建。
| 名词 | 描述 |
|---|---|
| 产品Profile | 对一类实体的功能描述，包括一类实体的属性、服务和事件。通过定义一种物的描述语言来描述产品模型，称之为Profile，采用JSON格式，可以根据产品Profile组装上报实体的数据。 |
| 属性 | 对一个具体状态量、参数量或可配置量的定义，例如温度、速度、位置、模式。 例如对于独立的温度和湿度测量时序数据，可以用一个“温湿度传感器”实体的“温度”、“湿度”两个属性分别进行定义，实现实体属性的正向映射。属性有两种更新类型：遥测型属性（默认）：动态或快变数据的更新方式，对数据消费者来说，这些传感器的测量值仅实时有意义，过时的数据就没用了，同时它们的更新频率往往很高，所以默认不存入数据库，仅每个心跳周期内存储第一条数据。对于历史数据流的诊断分析应用，可以选择将其进行时序数据记录，存入专门的时序数据库； 持久型属性：静态或慢变属性的更新方式，如设备的固件版本、设备名称，它们一般很少变化，每次属性更新都会存储到数据库。 |
| 事件 | 实体主动发出的、具有时间点意义的事实，例如告警、碰撞、进入区域、任务完成、状态异常。事件是包含事实描述的通知信息，可包含多个输出参数。事件可以被订阅和推送。 |
| 服务 | 外部可对实体发起的操作，实体以服务的方式提供，例如启动设备、切换模式、打开舱门、执行仿真动作。实体的服务是对反向控制接口调用或能力的封装。 |
网关
网关是 DTS 进行设备数据接入与协议解析的核心通道。网关不能在界面上随意创建；每一个运行的网关在底层都必须有对应的网络协议接收服务支持（例如服务器端运行的 HTTP 或 MQTT 数据接收解析程序），不同的协议（如 HTTP、MQTT、流媒体等）和数据格式需使用相匹配的网关。网关负责聚合与代理其下属子实体的数据流，执行设备鉴权，并处理非标协议解析。
目前，产品需要关联到网关下，才能与 DTS 完成数据交互。DTS 内置提供了一个“通用网关”，支持使用标准 HTTP 协议的实体快速接入。若标准协议无法满足要求，开发者需要根据接入协议定制开发对应的实体接入服务（关于接入协议规范，请参考实体接入）。
网关根据管理和接入协议类型分为以下三类：
| 名词 | 描述 |
|---|---|
| Dumb网关 | 系统内置的逻辑虚拟网关。它不需要任何底层的物理网络通道或协议接收服务。专门用于在逻辑上管理无需网络连接的虚拟实体（如组合实体），以维持数字孪生模型层次结构的完整性。 |
| 物联网网关 | 依托底层特定的数据通信协议（如 HTTP、MQTT 等）接收服务运行的网关通道。专门用于代理挂载在该协议下的多个物理子实体，完成数据的集中上报与指令下发。 |
| 视频网关 | 依托底层的视讯/流媒体处理服务（如系统内置的视频流媒体中间件）运行的网关通道。专门用于接入和管理流媒体设备（如国标 GB28181、RTSP、WebRTC 等协议的相机、摄像头），实现视频流的传输和状态监控。 |
消息解析
实体映射（数据上行）时，针对采用透传/自定义数据格式的实体，需要在DTS编写消息解析脚本，将实体上报的二进制数据或自定义的JSON数据，转换为BV JSON数据格式；
实体反控（数据下行）时，将DTS下发的BV JSON格式数据，转换为实体或服务支持的格式。
任务
任务是自动化的业务逻辑规则，在满足触发条件时，DTS会自动执行预设的任务，如实现实体事件之间的联动。任务可用于各种复杂场景或具体业务运营场景。针对AI算法，在其服务化的基础上，可以在DTS产品-服务中进行注册，然后就可以在任务管理中编辑任务，通过调度和使用快速进行落地。
订阅关系
在DTS的所有资源（产品、实体、孪生体等）中与订阅者创建订阅关系，当订阅的资源发生变更的业务信息（如实体数据上报、事件数据上报、属性数据上报、实体状态变化等）时，将所选择资源的消息流转至目标订阅者。
订阅者
订阅者指需要从DTS进行订阅的服务端或应用平台。消费者指在DTS平台为订阅者的应用端创建的扩展体系。在消费者扩展体系内可以创建组织架构、用户组、用户并为用户指定角色。可以根据订阅者服务端或应用平台内部的用户体系创建消费者，配置订阅后，DTS会将资源下所有实体的已订阅类型的消息转发⾄指定的消费者。
应用流程
在实际业务场景中，使用 DTS 服务通常遵循以下标准流程：
- 本体建模（定义产品 Profile）：首先在平台中创建产品，根据实体设备的硬件和业务需求，定义其属性、事件和服务，构建实体的数字孪生本体描述。
- 网关关联与脚本开发：将产品关联到对应的接入网关下。如果产品数据格式为透传/自定义，则需编写消息解析脚本（上行映射与下行控制），使平台能与设备端进行数据交互。
- 实体注册与数据上报：在产品下单个或批量注册设备实体，获取设备证书（
productId、deviceId、deviceSecret）。设备使用证书进行身份鉴权，并向网关发送上报数据请求。 - 配置自动化任务：在任务管理中，通过规则引擎配置“触发条件 $\rightarrow$ 生效条件 $\rightarrow$ 执行任务”链条，实现实体状态联动（例如：温度过高触发反控降温）、数据推送转发或时序记录。
- 数据订阅与可视化对接：通过订阅管理将实时数据流转发至第三方系统，或在低代码设计器中直接绑定实体数据集，快速搭建和预览数字孪生看板。
最后编辑：北京-产品-yantings 更新时间：2026-07-16 17:25
