domain-iot

IoT 领域

第 3 层：领域约束

领域约束 → 设计影响

领域规则	设计约束	Rust 影响
网络不可靠	离线优先	本地缓冲
电源限制	高效代码	睡眠模式、尽量少分配
资源限制	小型化	必要时使用 no_std
安全性	加密通信	TLS、签名固件
可靠性	自我恢复	看门狗、错误处理
OTA 更新	安全升级	回滚能力

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关键约束

网络不可靠

RULE: Network can fail at any time
WHY: Wireless, remote locations
RUST: Local queue, retry with backoff

电源管理

RULE: Minimize power consumption
WHY: Battery life, energy costs
RUST: Sleep modes, efficient algorithms

设备安全

RULE: All communication encrypted
WHY: Physical access possible
RUST: TLS, signed messages

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向下追溯 ↓

从约束追溯到设计（第 2 层）：

"Need offline-first design"
    ↓ m12-lifecycle: Local buffer with persistence
    ↓ m13-domain-error: Retry with backoff

"Need power efficiency"
    ↓ domain-embedded: no_std patterns
    ↓ m10-performance: Minimal allocations

"Need reliable messaging"
    ↓ m07-concurrency: Async with timeout
    ↓ MQTT: QoS levels

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环境比较

环境	技术栈	Crate
Linux 网关	tokio + std	rumqttc、reqwest
MCU 设备	embassy + no_std	embedded-hal
混合型	拆分工作负载	两者

关键 Crate

用途	Crate
MQTT（std）	rumqttc、paho-mqtt
嵌入式	embedded-hal、embassy
异步（std）	tokio
异步（no_std）	embassy
日志记录（no_std）	defmt
日志记录（std）	tracing

设计模式

模式	用途	实现方式
发布/订阅	设备通信	MQTT 主题
边缘计算	本地处理	上传前过滤
OTA 更新	固件升级	签名 + 回滚
电源管理	电池续航	睡眠 + 唤醒事件
存储转发	网络可靠性	本地队列

代码模式：MQTT 客户端

use rumqttc::{AsyncClient, MqttOptions, QoS};

async fn run_mqtt() -> anyhow::Result<()> {
    let mut options = MqttOptions::new("device-1", "broker.example.com", 1883);
    options.set_keep_alive(Duration::from_secs(30));

    let (client, mut eventloop) = AsyncClient::new(options, 10);

    // Subscribe to commands
    client.subscribe("devices/device-1/commands", QoS::AtLeastOnce).await?;

    // Publish telemetry
    tokio::spawn(async move {
        loop {
            let data = read_sensor().await;
            client.publish("devices/device-1/telemetry", QoS::AtLeastOnce, false, data).await.ok();
            tokio::time::sleep(Duration::from_secs(60)).await;
        }
    });

    // Process events
    loop {
        match eventloop.poll().await {
            Ok(event) => handle_event(event).await,
            Err(e) => {
                tracing::error!("MQTT error: {}", e);
                tokio::time::sleep(Duration::from_secs(5)).await;
            }
        }
    }
}

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常见错误

错误	违反的领域规则	修复方法
没有重试逻辑	数据丢失	指数退避
无线电始终开启	电池耗电	发送间隔期间休眠
MQTT 未加密	安全风险	TLS
没有本地缓冲区	网络中断 = 数据丢失	在本地持久化

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追溯到第 1 层

约束	第 2 层模式	第 1 层实现
离线优先	存储转发	本地队列 + 刷新
电源效率	睡眠模式	基于计时器唤醒
网络可靠性	重试	tokio-retry、退避
安全性	TLS	rustls、native-tls

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相关技能

适用场景	参见
嵌入式模式	domain-embedded
异步模式	m07-concurrency
错误恢复	m13-domain-error
性能	m10-performance