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# 智慧蚕房环境监测与智能调控系统
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面向养蚕场景的环境实时监测、告警通知、设备联动控制与视频监控平台。系统通过 MQTT 接收蚕房传感器/网关上报的温度、湿度、光照、CO₂ 等环境参数,支持阈值配置、异常告警、设备控制、GB28181 视频监控、连续录制与历史回放、RBAC 权限管理与审计日志。
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系统提供 **Web 后台**、**React Native 移动端 APP**、**微信小程序** 三端界面,后端统一由 **Go 服务**提供 API。
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## 1. 核心能力
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### 1.1 环境实时监测
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- 通过 MQTT 订阅遥测 Topic,接收设备上报数据
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- 支持温度、湿度、光照、CO₂ 等指标
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- 遥测数据优先写入 Apache IoTDB,IoTDB 不可用时降级写入 PostgreSQL
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- 后端提供遥测列表、设备最新值、指标列表、历史聚合趋势 API
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- 设备离线检测:5 分钟无数据自动标记离线,下发 info 命令作心跳唤醒
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### 1.2 阈值配置与告警
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- 支持按传感器配置上下限阈值、严重等级和防抖时间
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- MQTT 入站遥测自动匹配设备、传感器和阈值规则
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- 超限触发告警事件,恢复正常后发送恢复事件
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- 支持告警列表、详情、确认、解除及告警关联视频片段查询
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### 1.3 设备控制
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- 支持单设备控制和批量控制,命令通过 MQTT 下行 Topic 发布
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- 默认下行 Topic 格式:`silk/{deviceKey}/down/cmd`
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- 支持红外设备控制(短连接、命令驱动型,需下发命令触发响应)
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- 红外设备主题持久化存储,防止后端重启丢失
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### 1.4 视频监控(GB28181)
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- 基于 WVP-PRO + ZLMediaKit 实现 GB28181 摄像头注册与信令控制
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- 摄像头配置管理(GB 设备 ID、通道 ID、流地址)
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- 实时点播:摄像头 → ZLMediaKit → FLV 流 → Web/APP/小程序播放
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- Go 后端 `/live/proxy` 接口直接代理 ZLM FLV 流,解决移动端跨域问题
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- 连续录制:`recorder-go` 拉取 ZLM FLV 流,按 5 分钟分段落 Ceph S3
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- 历史回看:按日期查询录像片段,支持播放、下载
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- 设备状态同步:后端每 30 秒查询 WVP 设备在线状态
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### 1.5 RBAC 权限管理
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- 4 个角色:`admin`(管理员)、`operator`(操作员)、`viewer`(查看者)、`farmer`(养殖员)
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- 15 个权限码:涵盖看板、蚕房、设备、阈值、告警、视频、能耗、日志、用户、审计
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- 后端 `RequirePermission` 中间件校验权限码,admin 自动放行
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- 前端路由守卫 + 菜单动态过滤 + `<HasPermission>` 按钮级控制
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- 新用户注册默认角色为 `viewer`
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### 1.6 通知与实时推送
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- WebSocket 网关位于 `/ws`,使用 JWT 鉴权
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- 广播事件:`telemetry.all`、`telemetry`、`alarm`、`alarm.recovery`
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- Web/APP/小程序均接入 WebSocket 实时订阅
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- 登录后自动连接 WebSocket,登出自动断开
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### 1.7 能耗管理
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- 设备能耗数据采集与统计
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- 能耗趋势图表展示
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## 2. 技术架构
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┌──────────────┐ MQTT ┌──────────────┐
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│ 传感器/模拟器 │ ───────────────▶ │ VerneMQ:1883 │
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└──────────────┘ └──────┬───────┘
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│
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┌─────────────────────┼─────────────────────┐
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▼ ▼ ▼
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┌────────────────┐ ┌──────────────────┐ ┌──────────────┐
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│ Go 后端 :3000 │ │ recorder-go :9090 │ │ WVP :18080 │
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│ (Gin + GORM) │ │ (连续录制服务) │ │ ZLM :8081 │
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└───┬────┬───┬───┘ └────────┬─────────┘ └──────┬───────┘
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│ │ │ │ │
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┌───────┘ │ └──────┐ │ │
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▼ ▼ ▼ ▼ ▼
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PostgreSQL IoTDB Valkey Ceph S3 GB28181 摄像头
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:5432 :18081 :6379 :7480
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业务数据 时序遥测 缓存/通知 录像存储
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│
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┌────────────┼────────────┐
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▼ ▼ ▼
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┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐
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│ Web 后台 │ │ 安卓 APP │ │ 微信小程序 │
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│ React │ │ RN 0.74 │ │ Taro │
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│ :5174 │ │ │ │ │
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└──────────┘ └──────────┘ └──────────────┘
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```
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## 3. 技术栈
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| 层级 | 技术 |
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|---|---|
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| Go 后端 | Go 1.22+、Gin、GORM、JWT、slog、WebSocket |
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| 录制服务 | Go、AWS SDK v2(S3)、HTTP 拉流 |
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| Web 前端 | React 18、Vite、Ant Design、Ant Design Pro、Axios、ECharts |
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| 移动端 APP | React Native 0.74、React Navigation、React Native Paper、Zustand |
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| 微信小程序 | Taro 4、React、TypeScript、SCSS |
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| 业务数据库 | PostgreSQL 16 |
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| 时序数据库 | Apache IoTDB 2.0.8(REST API) |
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| 缓存/通知 | Valkey(Redis 兼容) |
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| 设备通信 | VerneMQ(MQTT 3.1.1) |
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| 视频流媒体 | WVP-PRO 2.7.4、ZLMediaKit(GB28181) |
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| 对象存储 | Ceph RGW(S3 兼容) |
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| 编译工具 | Go(交叉编译 Linux amd64) |
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## 4. 目录结构
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```text
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silk/
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├─ server-go/ # Go 后端服务(端口 3000)
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│ ├─ cmd/server/main.go # 入口
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│ ├─ internal/
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│ │ ├─ config/ # 环境变量配置
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│ │ ├─ database/ # GORM 数据库连接与自动迁移
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│ │ ├─ handler/ # HTTP handler(auth/device/alarm/video 等)
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│ │ ├─ middleware/ # JWT 鉴权、RBAC 权限、CORS、限流、安全头
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│ │ ├─ model/ # GORM 数据模型 + 权限种子数据
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│ │ ├─ service/ # MQTT、IoTDB、S3、Media、Transcode 服务
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│ │ └─ ws/ # WebSocket 网关
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│ ├─ go.mod
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│ └─ start.sh # 服务器启动脚本
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├─ wvp/
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│ ├─ recorder-go/ # Go 录制服务(端口 9090)
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│ │ ├─ main.go # 拉流录制 + S3 上传
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│ │ └─ go.mod
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│ ├─ docker-compose.yml # WVP + ZLMediaKit + MySQL + Redis 容器
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│ └─ server.env # WVP 配置
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├─ web/ # React Web 后台(端口 5174)
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│ ├─ src/
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│ │ ├─ pages/ # 登录、仪表盘、蚕房、设备、控制、红外、
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│ │ │ # 阈值、告警、视频、能耗、日志
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│ │ ├─ components/ # HasPermission、StatCard、VideoPlayer
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│ │ ├─ dal/ # 数据访问层
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│ │ ├─ api/http.ts # Axios 实例与 JWT 注入
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│ │ ├─ layout/BasicLayout.tsx # 布局 + 菜单权限过滤
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│ │ └─ router.tsx # 路由守卫 + 权限控制
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│ ├─ server.cjs # 生产环境静态服务 + API 代理
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│ └─ vite.config.ts
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├─ app/ # React Native 移动端 APP
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│ ├─ src/
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│ │ ├─ api/ # API 客户端(auth/device/alarm/video 等)
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│ │ ├─ screens/ # 登录、仪表盘、蚕房、设备、告警、视频、设置
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│ │ ├─ navigation/ # 底部 Tab 导航
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│ │ ├─ store/ # Zustand 状态管理(auth + app)
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│ │ ├─ components/ # StatCard、MiniChart
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│ │ └─ utils/ # WebSocket、格式化
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│ ├─ android/ # Android 原生工程
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│ ├─ .env # API_BASE_URL 配置
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│ └─ package.json
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├─ miniapp/ # 微信小程序(Taro)
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│ ├─ src/
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│ │ ├─ pages/ # 登录、仪表盘、蚕房、设备、告警、视频、设置
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│ │ ├─ api/ # API 客户端
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│ │ ├─ store/ # Zustand 状态管理
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│ │ ├─ components/ # StatCard、MiniChart
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│ │ └─ app.config.ts # 小程序配置(页面、TabBar)
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||
│ └─ package.json
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├─ tools/
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│ ├─ simulator/ # MQTT 设备模拟器
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│ └─ iotdb/ # 本地 Apache IoTDB 部署
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├─ 变更记录.md # 项目变更记录
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├─ 故障排查处理记录.md # 故障排查与处理记录
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├─ 部署指南(物理机).md # 服务器部署指南
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└─ 物联网设备接口和数据格式.md # 设备接口文档
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```
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## 5. 后端模块
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| 模块 | 路径 | 功能 |
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|---|---|---|
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| Auth | `handler/auth.go` | 注册、登录、JWT、修改密码 |
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| Users | `handler/user.go` | 用户管理(权限码 `user:manage`) |
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| Rooms | `handler/room.go` | 蚕房增删改查 |
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| Devices | `handler/device.go` | 设备增删改查、状态同步 |
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| Sensors | `handler/sensor.go` | 传感器增删改查 |
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| Thresholds | `handler/threshold.go` | 阈值规则配置 |
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| Telemetry | `handler/telemetry.go` | 遥测列表、指标、最新值、历史趋势 |
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| Alarms | `handler/alarm.go` | 告警生成、确认、解除、查询 |
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| AlarmClip | `handler/alarm_clip.go` | 告警关联视频片段 |
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| Control | `handler/control.go` | MQTT 控制命令下发 |
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| Notification | `handler/notification.go` | Redis 站内通知 |
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| Video Camera | `handler/video_camera.go` | 摄像头管理、WVP 状态同步 |
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||
| Video Stream | `handler/video_stream.go` | 实时点播、FLV 代理 |
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| Video Record | `handler/video_record.go` | 录制启停、活跃录制查询 |
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| Video Clip | `handler/video_clip.go` | 历史录像片段查询、播放、下载 |
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||
| Storage | `handler/storage.go` | S3 存储管理 |
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| Permission | `handler/permission.go` | 权限码查询、角色权限查询 |
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| Audit | `handler/audit.go` | 审计日志(权限码 `audit:read`) |
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| Health | `handler/health.go` | PostgreSQL、Redis、IoTDB 健康检查 |
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| WebSocket | `ws/gateway.go` | `/ws` 实时通道,广播遥测与告警 |
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## 6. 前端页面
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### 6.1 Web 后台
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| 路由 | 页面 | 权限码 |
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|---|---|---|
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| `/login` | 登录 | - |
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| `/dashboard` | 仪表盘 | `dashboard:view` |
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| `/houses` | 蚕房管理 | `room:read` |
|
||
| `/devices` | 设备管理 | `device:read` |
|
||
| `/energy` | 能耗管理 | `energy:view` |
|
||
| `/control` | 设备控制 | `device:control` |
|
||
| `/ir` | 红外遥控 | `device:control` |
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||
| `/thresholds` | 阈值配置 | `threshold:read` |
|
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| `/alerts` | 告警中心 | `alarm:read` |
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| `/videos` | 视频监控 | `video:read` |
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| `/logs` | 控制日志 | `log:read` |
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### 6.2 移动端 APP / 微信小程序
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底部 Tab:仪表盘、蚕房、设备、告警、视频
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| 页面 | 功能 |
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|---|---|
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| 登录 | 用户登录,JWT 持久化 |
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| 仪表盘 | 环境概览、趋势图、告警概况 |
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| 蚕房 | 蚕房列表与详情 |
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| 设备 | 设备列表、状态、控制命令下发 |
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| 告警 | 告警列表、确认、解除 |
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| 视频 | 摄像头列表、实时播放、历史回看 |
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| 设置 | 用户信息、服务器配置、退出登录 |
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## 7. 主要 API
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后端地址:`http://<服务器IP>:3000/api/v1`
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鉴权:除 `GET /health`、`POST /auth/login`、`POST /auth/register` 外,所有接口需 JWT:
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```text
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Authorization: Bearer <accessToken>
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```
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| API | 说明 |
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|---|---|
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| `GET /health` | 健康检查 |
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| `POST /auth/register` | 用户注册(默认 viewer) |
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| `POST /auth/login` | 用户登录 |
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| `GET /auth/me` | 当前用户信息与权限 |
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| `GET /permissions` | 全部权限码列表 |
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| `GET /permissions/roles` | 角色及权限映射 |
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| `GET /users` | 用户列表(`user:manage`) |
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| `GET /rooms` / `POST /rooms` / `PATCH /rooms/:id` / `DELETE /rooms/:id` | 蚕房管理 |
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| `GET /devices` / `POST /devices` / `PATCH /devices/:id` | 设备管理 |
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| `GET /sensors` / `POST /sensors` / `PATCH /sensors/:id` | 传感器管理 |
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| `GET /thresholds` / `POST /thresholds` / `PATCH /thresholds/:id` | 阈值管理 |
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| `GET /telemetry` | 遥测数据列表 |
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| `GET /telemetry/:deviceKey/latest` | 设备最新遥测 |
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| `GET /telemetry/:deviceKey/metrics` | 设备可用指标 |
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| `GET /telemetry/:deviceKey/:metric/history` | 历史聚合趋势 |
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| `GET /alarms` / `GET /alarms/:id` | 告警列表/详情 |
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| `POST /alarms/:id/ack` | 确认告警(`alarm:ack`) |
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| `POST /alarms/:id/resolve` | 解除告警(`alarm:ack`) |
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| `POST /control/send` | 单设备控制(`device:control`) |
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| `POST /control/batch` | 批量控制(`device:control`) |
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| `GET /video/cameras` / `POST /video/cameras` | 摄像头列表/新增 |
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| `GET /video/cameras/:id/live/proxy` | 实时 FLV 流代理 |
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| `GET /video/cameras/:id/playback` | 历史录像片段查询 |
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| `POST /video/cameras/:id/record/start` | 启动录制(`video:record`) |
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| `POST /video/cameras/:id/record/stop` | 停止录制(`video:record`) |
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| `GET /video/recordings/active` | 活跃录制列表 |
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| `GET /notifications` | 站内通知列表 |
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| `GET /audit-logs` | 审计日志(`audit:read`) |
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## 8. 权限矩阵
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| 权限码 | 说明 | admin | operator | viewer | farmer |
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|---|---|:---:|:---:|:---:|:---:|
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| `dashboard:view` | 看板查看 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
|
||
| `room:read` | 蚕房查看 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
|
||
| `room:write` | 蚕房管理 | ✓ | ✓ | - | - |
|
||
| `device:read` | 设备查看 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
|
||
| `device:control` | 设备控制 | ✓ | ✓ | - | ✓ |
|
||
| `threshold:read` | 阈值查看 | ✓ | ✓ | ✓ | - |
|
||
| `threshold:write` | 阈值管理 | ✓ | ✓ | - | - |
|
||
| `alarm:read` | 告警查看 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
|
||
| `alarm:ack` | 告警确认 | ✓ | ✓ | - | ✓ |
|
||
| `video:read` | 视频查看 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
|
||
| `video:record` | 视频录制 | ✓ | ✓ | - | - |
|
||
| `energy:view` | 能耗查看 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
|
||
| `log:read` | 日志查看 | ✓ | ✓ | - | - |
|
||
| `user:manage` | 用户管理 | ✓ | - | - | - |
|
||
| `audit:read` | 审计查看 | ✓ | - | - | - |
|
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## 9. MQTT 接口
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### 9.1 遥测上行
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||
订阅 Topic:`silk/+/+/+/up/telemetry`
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|
||
Payload 示例:
|
||
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||
```json
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||
{
|
||
"msgId": "msg-1782833925818-1",
|
||
"ts": 1782833925818,
|
||
"metrics": {
|
||
"temperature": 26.8,
|
||
"humidity": 75.2,
|
||
"lux": 320,
|
||
"co2": 820
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 9.2 控制下行
|
||
|
||
下行 Topic:`silk/{deviceKey}/down/cmd`
|
||
|
||
Payload 示例:
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"action": "on",
|
||
"value": true,
|
||
"ts": "2026-06-30T10:00:00.000Z"
|
||
}
|
||
```
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||
## 10. 数据存储
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||
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### 10.1 PostgreSQL(业务数据)
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||
|
||
保存用户、蚕房、设备、传感器、阈值、告警、摄像头、录像片段、审计日志、权限等业务数据。GORM 自动迁移建表,系统启动时自动初始化权限种子数据。
|
||
|
||
```env
|
||
PG=postgresql://postgres:pan@localhost:5432/silk
|
||
```
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||
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||
### 10.2 Apache IoTDB(时序遥测)
|
||
|
||
保存高频时序遥测数据,后端通过 REST API 写入和查询。
|
||
|
||
```env
|
||
IOTDB_URL=http://localhost:18081
|
||
```
|
||
|
||
IoTDB 路径示例:`root.silk.telemetry.`sensor-001`.temperature`
|
||
|
||
### 10.3 Valkey/Redis(缓存与通知)
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||
|
||
用于权限缓存(5 分钟有效期)、站内通知列表。
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||
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||
### 10.4 Ceph S3(录像存储)
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||
|
||
录制片段按 5 分钟分段,每段独立 S3 对象 + DB 记录。
|
||
|
||
```env
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||
S3_ENDPOINT=http://100.83.103.1:7480
|
||
S3_ACCESS_KEY=silk-app
|
||
S3_SECRET_KEY=Silk-App-Secret-2026!
|
||
S3_BUCKET=silk-video-events
|
||
```
|
||
|
||
## 11. 服务器部署
|
||
|
||
详细部署流程参见 [部署指南(物理机).md](部署指南(物理机).md)。
|
||
|
||
### 11.1 服务架构
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||
|
||
```text
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||
服务器 (100.83.103.1)
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||
├── Go 后端 :3000 API 后端 (Gin)
|
||
├── 前端静态服务 :5174 Node.js server.cjs
|
||
├── Go 录制服务 :9090 recorder-go
|
||
├── PostgreSQL 16 :5432 业务数据库
|
||
├── IoTDB 2.0.8 :18081 时序数据库
|
||
├── Valkey :6379 缓存
|
||
├── VerneMQ :1883 MQTT broker
|
||
├── Ceph RGW :7480 S3 对象存储
|
||
└── Docker
|
||
├── WVP :18080 GB28181 信令
|
||
├── ZLMediaKit :8081 流媒体
|
||
├── MySQL :3306 WVP 数据库
|
||
└── Redis :6379 WVP 缓存
|
||
```
|
||
|
||
### 11.2 Go 后端编译部署
|
||
|
||
```powershell
|
||
# 交叉编译
|
||
cd e:\silk\server-go
|
||
$env:GOOS="linux"; $env:GOARCH="amd64"
|
||
go build -o server-go-linux ./cmd/server
|
||
$env:GOOS=""; $env:GOARCH=""
|
||
|
||
# 上传 + 启动(使用 sshpass + ConnectTimeout 避免卡死)
|
||
C:\msys64\usr\bin\sshpass.exe -p "pan" C:\msys64\usr\bin\scp.exe -o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=/dev/null -o LogLevel=ERROR -o ConnectTimeout=10 e:\silk\server-go\server-go-linux pan@100.83.103.1:/home/pan/silk/server-go/
|
||
C:\msys64\usr\bin\sshpass.exe -p "pan" C:\msys64\usr\bin\ssh.exe -o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=/dev/null -o LogLevel=ERROR -o ConnectTimeout=10 pan@100.83.103.1 "fuser -n tcp -k 3000 2>/dev/null; sleep 1; chmod +x /home/pan/silk/server-go/server-go-linux; setsid bash /home/pan/silk/server-go/start.sh </dev/null >/home/pan/silk/server-go/server-go.log 2>&1 &"
|
||
```
|
||
|
||
### 11.3 Go 后端环境变量
|
||
|
||
| 变量 | 默认值 | 说明 |
|
||
|------|--------|------|
|
||
| `PG` | `postgresql://postgres:pan@localhost:5432/silk` | PostgreSQL 连接串 |
|
||
| `REDIS` | `redis://:pan@localhost:6379` | Valkey/Redis 连接串 |
|
||
| `JWT_SECRET` | `silk-secret-please-change-me` | JWT 签名密钥 |
|
||
| `JWT_EXPIRES_IN` | `2h` | JWT 有效期 |
|
||
| `MQTT` | `mqtt://pan:pan@localhost:1883` | MQTT 连接串 |
|
||
| `IOTDB_URL` | `http://127.0.0.1:18081` | IoTDB REST API |
|
||
| `WVP_API_BASE` | `http://localhost:18978` | WVP API 地址(生产应为 18080) |
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| `ZLM_API_BASE` | `http://100.83.103.1:8081` | ZLMediaKit API |
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| `RECORDER_API_BASE` | `http://localhost:9090` | 录制服务地址 |
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| `S3_ENDPOINT` | `http://100.83.103.1:7480` | Ceph S3 端点 |
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| `S3_ACCESS_KEY` | `silk-app` | S3 Access Key |
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| `S3_SECRET_KEY` | `Silk-App-Secret-2026!` | S3 Secret Key |
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| `S3_BUCKET` | `silk-video-events` | S3 Bucket |
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| `PORT` | `3000` | 监听端口 |
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| `DEFAULT_ADMIN_USERNAME` | `admin` | 默认管理员 |
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| `DEFAULT_ADMIN_PASSWORD` | `silk@123` | 默认密码 |
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## 12. 本地开发
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### 12.1 Web 前端
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```powershell
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cd e:\silk\web
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npm install
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npm run dev # 开发模式,端口 5173,代理 /api 到 :3000
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npm run build # 生产构建
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```
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### 12.2 React Native APP
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```powershell
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cd e:\silk\app
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npm install
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# 配置后端地址(.env 文件)
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# API_BASE_URL=http://<服务器IP>:3000/api/v1
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# 启动 Metro
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npx react-native start
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# 编译安装 Debug APK
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npx react-native run-android
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# 编译 Release APK
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cd android
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.\gradlew.bat assembleRelease
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# 输出:android/app/build/outputs/apk/release/app-release.apk
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```
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### 12.3 微信小程序
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```powershell
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cd e:\silk\miniapp
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npm install
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npm run dev:weapp # 微信小程序开发模式
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npm run build:weapp # 生产构建
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npm run dev:h5 # H5 开发模式
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npm run build:h5 # H5 生产构建
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```
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### 12.4 设备模拟器
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```powershell
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cd e:\silk\tools\simulator
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npm install
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npm run start
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```
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### 12.5 默认管理员
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```text
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用户名:admin
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密码:silk@123
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```
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## 13. Git 注意事项
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不要提交依赖目录和本地运行产物。`.gitignore` 应包含:
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```gitignore
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node_modules/
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dist/
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*.log
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.env
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server-go-linux
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recorder-go-linux
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*.apk
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android/app/build/
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ios/Pods/
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```
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如误将 `node_modules` 加入索引:
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```powershell
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git rm -r --cached server-go web app miniapp tools/simulator
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```
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