Sensor Data Collector後端資料模型實作建議
by ChatGPT

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Q:
我要規劃一個IoT感測器資料搜集平台，本系統的參與角色有以下：
1. 雲端系統：後端API使用Django搭配Rest-framework實作，包含資料輸入與匯出功能。前端使用Vue.js實作，包含管理介面、資料展示Dashboard、帳號權限設定等。資料庫使用PostgreSQL16.3，系統架構使用docker進行架設。每個平台使用者皆隸屬於某客戶公司，使用者可加入不同角色（Groups）。
2. Device：地端蒐集器，負責集中處理所有地端Sensor Data，並上傳給雲端系統。每個設備皆會隸屬於某間公司，一個設備可以連接管理多個感測器。
3. Sensor：感測器，有多種感測器包含但不限於溫度、濕度、PM2.5、PM10、照度等。Sensor種類可以直接在後台進行管理，包含該Sensor回傳的資料型態、最大最小值等。

請先幫我撰寫適合後端用的models。
帳號權限我想用Django原生的User（使用onetoone擴充）與Group實作。
程式架構請用以下應用分類：
accounts
devices
sensors

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A:
根據您的需求，我將根據 Django 的最佳實踐，將模型分別放在 `accounts`、`devices` 和 `sensors` 三個應用中。以下是每個應用的 `models.py` 文件內容，包括相關的模型定義和關聯設定。

### 1. `accounts` 應用

此應用主要負責用戶帳號管理，包括公司資訊和用戶擴充資料。

# accounts/models.py

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User
from django.db.models.signals import post_save
from django.dispatch import receiver

class Company(models.Model):
    """
    公司模型，每個用戶隸屬於某個公司。
    """
    name = models.CharField(max_length=255, unique=True)
    address = models.TextField(blank=True, null=True)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)
    
    def __str__(self):
        return self.name

class Profile(models.Model):
    """
    用戶擴充模型，透過 OneToOneField 擴充 Django 原生 User 模型。
    """
    user = models.OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE, related_name='profile')
    company = models.ForeignKey(Company, on_delete=models.CASCADE, related_name='users')
    # 其他擴充欄位可以在此添加，例如電話、地址等
    phone = models.CharField(max_length=20, blank=True, null=True)
    
    def __str__(self):
        return f"{self.user.username} Profile"

# Signal 來自動建立或更新 Profile
@receiver(post_save, sender=User)
def create_or_update_user_profile(sender, instance, created, **kwargs):
    if created:
        Profile.objects.create(user=instance)
    instance.profile.save()

**說明：**

- **Company 模型**：儲存公司相關資訊，每個用戶和設備都會關聯到一個公司。
- **Profile 模型**：擴充 Django 的 `User` 模型，透過 `OneToOneField` 與 `User` 相關聯，並新增 `company` 欄位來表示用戶所屬的公司。您可以根據需要在此模型中添加更多擴充欄位。
- **Signal**：當 `User` 創建或更新時，自動創建或更新對應的 `Profile`。

### 2. `devices` 應用

此應用負責管理設備（Device），每個設備隸屬於一個公司，並可管理多個感測器。

# devices/models.py

from django.db import models
from accounts.models import Company
from django.contrib.auth.models import User

class Device(models.Model):
    """
    設備模型，每個設備隸屬於某個公司，並可以管理多個感測器。
    """
    name = models.CharField(max_length=255)
    device_id = models.CharField(max_length=100, unique=True)
    company = models.ForeignKey(Company, on_delete=models.CASCADE, related_name='devices')
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)
    
    def __str__(self):
        return f"{self.name} ({self.device_id})"

**說明：**

- **Device 模型**：包含設備名稱、唯一的 `device_id`、所屬公司以及其他描述性欄位。
- **關聯**：每個設備透過 `ForeignKey` 關聯到 `Company`，確保設備屬於特定公司。

### 3. `sensors` 應用

此應用負責管理感測器類型和具體的感測器實例。

# sensors/models.py

from django.db import models
from devices.models import Device

class SensorType(models.Model):
    """
    感測器類型模型，用於管理不同種類的感測器。
    """
    DATA_TYPE_CHOICES = [
        ('float', 'Float'),
        ('integer', 'Integer'),
        ('string', 'String'),
        ('boolean', 'Boolean'),
        # 根據需要添加更多資料型態
    ]
    
    name = models.CharField(max_length=100, unique=True)
    data_type = models.CharField(max_length=50, choices=DATA_TYPE_CHOICES)
    min_value = models.FloatField(blank=True, null=True)
    max_value = models.FloatField(blank=True, null=True)
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    
    def __str__(self):
        return self.name

class Sensor(models.Model):
    """
    感測器模型，每個感測器隸屬於某個設備，並有特定的感測器類型。
    """
    name = models.CharField(max_length=255)
    sensor_id = models.CharField(max_length=100, unique=True)
    device = models.ForeignKey(Device, on_delete=models.CASCADE, related_name='sensors')
    sensor_type = models.ForeignKey(SensorType, on_delete=models.PROTECT, related_name='sensors')
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)
    
    def __str__(self):
        return f"{self.name} ({self.sensor_id})"

    class Meta:
        unique_together = ('device', 'sensor_id')

**說明：**

- **SensorType 模型**：管理不同類型的感測器，包括名稱、資料型態、最小值和最大值等。`DATA_TYPE_CHOICES` 定義了感測器資料的可能型態。
- **Sensor 模型**：代表具體的感測器實例，包含感測器名稱、唯一的 `sensor_id`、所屬設備以及感測器類型。`unique_together` 確保同一設備下的 `sensor_id` 唯一。
- **關聯**：
- 每個感測器透過 `ForeignKey` 關聯到 `Device`，確保感測器屬於特定設備。
- 每個感測器透過 `ForeignKey` 關聯到 `SensorType`，確保感測器具有特定的類型定義。

### 4. 其他建議

**使用 Docker 部署：**

確保在 `Dockerfile` 和 `docker-compose.yml` 中正確配置這些應用的相依性和服務。例如，確保 PostgreSQL 服務正確設定，並且每個應用的資料庫遷移能夠順利進行。

**權限管理：**

利用 Django 的 `Group` 模型來管理不同角色的權限。在 `accounts` 應用中，您可以根據需求創建不同的群組（例如：管理員、一般使用者等），並分配適當的權限。

**資料驗證與約束：**

根據需求，您可以在模型中添加更多的驗證邏輯，例如在 `Sensor` 模型中確保 `sensor_id` 的格式，或在 `SensorType` 模型中根據 `data_type` 限制 `min_value` 和 `max_value` 的適用性。

**範例管理命令：**

在每個應用中創建相應的 `admin.py` 文件，讓您能夠透過 Django 管理介面管理這些模型。

# accounts/admin.py

from django.contrib import admin
from .models import Company, Profile

admin.site.register(Company)
admin.site.register(Profile)

# devices/admin.py

from django.contrib import admin
from .models import Device

admin.site.register(Device)

# sensors/admin.py

from django.contrib import admin
from .models import SensorType, Sensor

admin.site.register(SensorType)
admin.site.register(Sensor)