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IoT 通訊與高併發處理規範	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。

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, B005, B009, B012, B014, B017, B018 等低頻、同步需求或大資料量的端點：

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/B601/B602 (交易生命週期) 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 starcloud_database_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。

Caution

Redis Key 前綴一致性：Laravel 的 Redis 驅動會自動在 Key 前加上 REDIS_PREFIX (預設為 star_cloud_database_)。Go Gateway 不使用 Laravel Redis 客戶端，因此已透過讀取 .env 中的 MQTT_REDIS_PREFIX 來確保雙方前綴一致。另外，EMQX 認證使用 Redis Hash (HSET)，嚴禁使用 String (SET)。

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

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：

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
• MQTT 端點：MQTT 即時通訊與 Topic 規範

常見端點處理模式

1. $SYS Events：由 Broker 自動觸發，走 MQTT 管線。用於毫秒級更新機台的 online/offline 狀態與 last_heartbeat_at。
2. B010 (心跳)：高頻點，走 MQTT 管線 (machine/+/heartbeat)。更新 last_heartbeat_at 與感測器快照。
3. B013 (異常)：事件驅動點，走 MQTT 管線 (machine/+/error)。寫入 machine_logs 並觸發告警。
4. B600/B601/B602 (交易生命週期)：高價值點，走 MQTT 管線 (machine/+/transaction)。透過 action 欄位區分 create (交易建立) / invoice (發票) / dispense (出貨結果)。
5. 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。
6. 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。