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star-cloud/.agents/skills/iot-communication/SKILL.md
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[DOCS]:初始化 MQTT 架構實作計畫與相關技術規範
1. 新增 MQTT 即時通訊與 Topic 規範文件 (.agents/skills/mqtt-communication-specs/SKILL.md)。
2. 建立 MQTT 基礎架構實作計畫文件 (docs/mqtt-implementation-plan.md)。
3. 更新全域開發框架規範 (framework.md),納入 Go Gateway 與 EMQX 架構說明。
4. 重構 IoT 通訊處理規範 (iot-communication/SKILL.md),支援 HTTP 與 MQTT 雙軌管線。
5. 更新背景 API 規範 (api-rules.md) 與技能觸發規則 (skill-trigger.md) 以符合新架構。
2026-04-14 13:02:08 +08:00

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name: IoT 通訊與高併發處理規範
description: 規範智能販賣機與 Cloud 平台間的高頻通訊處理流程,包含 API 接收、異步隊列、業務邏輯拆分與日誌記錄。
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# IoT 通訊與高併發處理規範 (IoT Communication Skill)
本規範確保 Star-Cloud 系統在處理成千上萬台機台的高頻發報時,能維持伺服器響應速度與資料一致性。
## 1. 處理管線 (Processing Pipeline)
所有來自機台的非即時性資料(日誌、心跳、狀態上報)必須遵循以下 pipeline。依據通訊協議不同進入點有兩條路徑
### 1.1 HTTP 管線 (低頻/大檔操作)
適用於 B000, B009, B012, B014 等低頻或大資料量的端點:
1. **API Controller (接收層)**:驗證 Request 合法性,隨即分派 (Dispatch) 任務至 Queue並回傳 `202 Accepted`
2. **Job (異步層)**:由背景 Worker 讀取隊列任務,呼叫對應 Service 處理。
3. **Service (邏輯層)**:封裝商業邏輯,更新資料庫。
4. **Model (儲存層)**:執行資料存取。
### 1.2 MQTT 管線 (高頻/即時操作)
適用於 B010 (心跳), B013 (異常), B600 (交易) 等高頻或即時性端點:
1. **Go Gateway (接收層)**:訂閱 EMQX Topic提取 `serial_no`,包裝成標準 JSON。
2. **Redis List (橋接層)**Go 執行 `RPUSH mqtt_incoming_jobs {json}`
3. **Laravel `mqtt:listen` (消費層)**:常駐指令 `BLPOP` 取出 JSON根據 `type` 分派至對應 Job。
4. **Job ➜ Service ➜ Model**:與 HTTP 管線後半段相同。
> [!TIP]
> 兩條管線的 **Job / Service / Model 層完全共用**,差異僅在「進入點」。這確保了業務邏輯不會因為通訊協議不同而分裂。
> [!IMPORTANT]
> **嚴禁**在 API Controller 直接進行資料庫寫入操作(針對機台發訊端點)。
## 2. 異步任務實作範例
### 2.1 API Endpoint
```php
public function storeLog(Request $request, int $id): JsonResponse
{
// 1. 驗證
$data = $request->validate([...]);
// 2. 異步分派
ProcessMachineLog::dispatch($id, $data);
// 3. 快速回應
return $this->successResponse([], 'Accepted', 202);
}
```
### 2.2 Job 處理邏輯
Job 應保持單純,僅作為 Service 的觸發點:
```php
public function handle(MachineService $service): void
{
$service->recordLog($this->machineId, $this->logData);
}
```
## 3. 隊列配置規範
- **連接驅動 (Driver)**:預設使用 `Redis` 以確保高併發吞吐量。
- **重試機制 (Retry)**IoT 任務應設定合理的重試次數,避免因網路短暫波動遺失日誌。
- **失敗處理 (Failed Jobs)**:關鍵業務(如訂單同步)必須監控 `failed_jobs`
## 4. 速率限制 (Rate Limiting)
### 4.1 HTTP 端點
- 所有的 IoT HTTP API 必須在 `routes/api.php` 中使用 `throttle:api` 或自定義 Middleware。
- 針對單一機台 ID 應限制其每一分鐘的最高連線數,防止遭受攻擊或機台 Bug 導致的連線暴衝。
### 4.2 MQTT 端點
- 限速由 **EMQX Broker** 的 Rate Limiting 功能負責(非 Laravel Middleware
- Go Gateway 層可額外實作簡易的 Token Bucket當某台機台每秒超過閾值時丟棄訊息並記錄 Warning Log。
## 5. 檢核項目 (Checklist)
- [ ] 是否使用了 `ApiResponse` Trait
- [ ] 業務邏輯是否已封裝至 `App\Services`
- [ ] 是否使用了 Redis Queue 進行非同步處理?
## 6. API 規格定義 (API Specifications)
> [!IMPORTANT]
> **規格分離原則**:本技能僅規範「通訊處理邏輯」。關於具體的欄位定義與資料格式,請參閱對應的專屬技能規範:
> - **HTTP 端點**[API 技術規格與通訊協議規範](file:///home/mama/projects/star-cloud/.agents/skills/api-technical-specs/SKILL.md)
> - **MQTT 端點**[MQTT 即時通訊與 Topic 規範](file:///home/mama/projects/star-cloud/.agents/skills/mqtt-communication-specs/SKILL.md)
### 常見端點處理模式
1. **B010 (心跳)**:高頻點,走 **MQTT 管線** (`machine/+/heartbeat`)。更新 `last_heard_at` 與感測器快照。
2. **B013 (異常)**:事件驅動點,走 **MQTT 管線** (`machine/+/error`)。寫入 `machine_logs` 並觸發告警。
3. **B600 (交易)**:高價值點,走 **MQTT 管線** (`machine/+/transaction`)。建立 `Transaction` 紀錄並支援重試。
4. **B012 (商品同步)**:大資料量,走 **HTTP 管線**。應確保 Service 層具備緩存 (Cache) 機制。
5. **B055 (遠端出貨)**:雲端下發指令,走 **MQTT 下行管線** (`machine/{id}/command`)。
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> [!CAUTION]
> **身份識別機制**:禁止在 Body 傳輸 `machine` 或 `key`。系統強制透過 `Bearer Token` 識別並自動關聯資料。