c# 如何设计智能设备 数据结构（比如小米）

采用 领域模型（Domain Model）+ 设备能力模型（Capability）+ 属性模型（Property）+ 服务模型（Service） 的设计方式

智能家居中可能有：

温湿度传感器：温度、湿度、电池电量。
智能开关：开关状态、功率、电压、电流。
空调：开关、模式、温度、风速、摆风。
扫地机器人：运行状态、清扫模式、电量、清扫区域。
门锁：门锁状态、用户、密码、开锁记录。
这些设备的属性差异很大，而且同一种设备也可能支持不同的功能。

核心思路是：设备本身只描述身份和基本信息，具体功能通过动态能力和属性扩展。

MongoDB：设备数据解构
- devices
- device_services
- device_properties
- device_states

2.3 属性模型

实际项目中，将动态属性值使用 JsonElement 表示，尤其是需要兼容不同设备协议和 JSON 数据源时。

using System.Text.Json;

public class DeviceProperty
{
    public string Id { get; set; } = string.Empty;

    public string Name { get; set; } = string.Empty;

    // temperature、humidity、power、on
    public string Code { get; set; } = string.Empty;

    // bool、int、long、float、double、string
    public string DataType { get; set; } = "string";

    // 属性值
   public JsonElement Value { get; set; }

    // 单位
    public string? Unit { get; set; }

    // read、write、notify
    public List<string> Access { get; set; } = [];

    // MIoT PIID
    public int? InstanceId { get; set; }

    public DateTime? UpdatedAt { get; set; }
}

赋值：

var temperature = new DeviceProperty
{
    Id = "temperature",
    Code = "temperature",
    DataType = "float",
    Value = JsonSerializer.SerializeToElement(26.5),
    Unit = "celsius"
};

var power = new DeviceProperty
{
    Id = "power",
    Code = "power",
    DataType = "float",
    Value = JsonSerializer.SerializeToElement(120.5),
    Unit = "watt"
};

var isOn = new DeviceProperty
{
    Id = "on",
    Code = "on",
    DataType = "bool",
    Value = JsonSerializer.SerializeToElement(true)
};

读取：

double temp = temperature.Value.GetDouble();

double watts = power.Value.GetDouble();

bool status = isOn.Value.GetBoolean();

JSON 序列化时，数字仍然是数字，布尔值仍然是布尔值

output

{
  "id": "device-001",
  "name": "客厅空调",
  "manufacturer": "Xiaomi",
  "model": "AC-001",
  "deviceType": "climate",
  "protocol": "MIOT",
  "identifier": "123456789",
  "isOnline": true,
  "services": [
    {
      "id": "service-001",
      "name": "空调服务",
      "type": "climate",
      "instanceId": 2,
      "properties": [
        {
          "id": "prop-001",
          "name": "开关",
          "code": "on",
          "dataType": "bool",
          "value": true,
          "access": ["read", "write", "notify"]
        },
        {
          "id": "prop-002",
          "name": "目标温度",
          "code": "target_temperature",
          "dataType": "float",
          "value": 25,
          "unit": "celsius",
          "access": ["read", "write", "notify"]
        }
      ],
      "actions": [],
      "events": []
    }
  ]
}