大家好我是Java1234_小锋老师分享一套锋哥原创的基于Spark实时物联网设备故障预警 数据分析与预测 系统(Python版本pyspark可视化大屏KafkaFastAPIVue3)项目介绍随着工业互联网与智能制造的深入推进工厂现场部署了大量物联网传感设备。这些设备在运行过程中持续产生温度、振动、电流、电压、湿度等高频遥测数据。若仍采用传统的人工巡检或离线批处理分析方式难以及时发现设备劣化趋势容易造成非计划停机、产品质量波动甚至安全事故。因此构建一套能够对设备状态进行实时感知、快速分析与风险预警的系统具有明确的工程应用价值和教学研究意义。本文设计并实现了“基于Spark实时物联网设备故障预警系统”。系统采用前后端分离架构前端基于 Vue3、Element Plus 与 ECharts 构建管理后台与可视化数据大屏后端采用 Python 语言与 FastAPI 框架提供 REST 接口完成认证鉴权、设备管理、传感器查询、预警处理、个人中心等业务数据采集与传输环节引入 Kafka 作为高吞吐消息中间件实时计算环节基于 Spark StreamingStructured Streaming完成窗口聚合、异常清洗与风险统计预测环节结合 Spark ML 线性回归模型对风险评分进行建模预测并输出 RMSE、MAE、MAPE 等误差指标。持久化存储采用 MySQL数据库命名为 db_iot_fault业务表均以 t_ 前缀规范命名。系统实现了管理员登录与个人中心、设备类型与设备档案管理、传感器历史数据查询、故障预警处理、实时统计分析、风险预测评估以及数据大屏展示等功能。通过模拟物联网设备数据流验证了从采集、传输、计算到展示的完整闭环。测试结果表明系统能够稳定完成实时统计与预警推送预测模块可对风险走势给出可解释的量化评估满足本科毕业设计对完整性、可用性与技术综合性的要求。源码下载链接: https://pan.baidu.com/s/1roSBANb7IpQZxgxAtUq0lw?pwd1234提取码: 1234系统展示核心代码 预测分析路由 from fastapi import APIRouter, Depends, Query from sqlalchemy.orm import Session from database import get_db from models.prediction import Prediction from models.error_metric import ErrorMetric from schemas import ResponseModel, PageResult, PredictionOut, ErrorMetricOut router APIRouter(prefix/prediction, tags[预测分析]) def _normalize_window_time(wt: str) - str: 将窗口时间规范为完整日期时间显示 if not wt: return text str(wt).strip() if len(text) 13 and text[10] : return f{text}:00:00 if len(text) 16 and text[13] :: return f{text}:00 return text def _to_prediction_out(row: Prediction) - PredictionOut: 转换为输出模型 item PredictionOut.model_validate(row) item.window_time _normalize_window_time(item.window_time) return item router.get(/list, response_modelResponseModel[PageResult[PredictionOut]]) def list_predictions( page: int Query(1, ge1), size: int Query(10, ge1, le100), db: Session Depends(get_db), ): 分页查询预测结果 total db.query(Prediction).count() rows ( db.query(Prediction) .order_by(Prediction.window_time.asc()) .offset((page - 1) * size) .limit(size) .all() ) items [_to_prediction_out(r) for r in rows] return ResponseModel(dataPageResult(totaltotal, itemsitems)) router.get(/compare, response_modelResponseModel[list[PredictionOut]]) def get_compare_chart(db: Session Depends(get_db)): 获取真实值 vs 预测值对比数据 rows db.query(Prediction).order_by(Prediction.window_time.asc()).all() return ResponseModel(data[_to_prediction_out(r) for r in rows]) router.get(/error, response_modelResponseModel[ErrorMetricOut]) def get_error_metric(db: Session Depends(get_db)): 获取最新误差指标 metric ( db.query(ErrorMetric) .order_by(ErrorMetric.create_time.desc()) .first() ) if not metric: return ResponseModel(dataErrorMetricOut(id0, rmse0, mae0, mape0)) return ResponseModel(dataErrorMetricOut.model_validate(metric))template div classpage-container div classpage-card div classpage-title设备管理/div div classtoolbar el-input v-modelkeyword placeholder搜索设备名称/编号 clearable stylewidth:220px keyup.enterloadData / el-button typeprimary clickloadData查询/el-button el-button typesuccess clickopenDialog()新增设备/el-button /div el-table :datatableData stripe border el-table-column propdevice_code label设备编号 min-width120 / el-table-column propname label设备名称 min-width140 / el-table-column proptype_name label设备类型 min-width110 / el-table-column proplocation label安装位置 min-width130 / el-table-column propstatus label状态 min-width90 template #default{ row } el-tag :typestatusType(row.status){{ statusText(row.status) }}/el-tag /template /el-table-column el-table-column propcreate_time label创建时间 min-width170 template #default{ row }{{ formatDateTime(row.create_time) }}/template /el-table-column el-table-column label操作 min-width160 fixedright template #default{ row } el-button link typeprimary clickopenDialog(row)编辑/el-button el-button link typedanger clickhandleDelete(row)删除/el-button /template /el-table-column /el-table el-pagination stylemargin-top:16px;justify-content:flex-end v-model:current-pagepage v-model:page-sizesize :totaltotal layouttotal, prev, pager, next changeloadData / /div el-dialog v-modeldialogVisible :titleform.id ? 编辑设备 : 新增设备 width520px el-form :modelform label-width90px el-form-item label设备编号el-input v-modelform.device_code //el-form-item el-form-item label设备名称el-input v-modelform.name //el-form-item el-form-item label设备类型 el-select v-modelform.type_id stylewidth:100% el-option v-fort in types :keyt.id :labelt.name :valuet.id / /el-select /el-form-item el-form-item label安装位置el-input v-modelform.location //el-form-item el-form-item label状态 el-select v-modelform.status stylewidth:100% el-option label在线 valueonline / el-option label离线 valueoffline / el-option label故障 valuefault / /el-select /el-form-item /el-form template #footer el-button clickdialogVisible false取消/el-button el-button typeprimary clicksaveDevice保存/el-button /template /el-dialog /div /template script setup /** * 设备管理页面 */ import { ref, reactive, onMounted } from vue import request from /utils/request import { formatDateTime } from /utils/format import { ElMessage, ElMessageBox } from element-plus const tableData ref([]) const types ref([]) const keyword ref() const page ref(1) const size ref(10) const total ref(0) const dialogVisible ref(false) const form reactive({ id: null, device_code: , name: , type_id: null, location: , status: online }) function statusType(s) { return { online: success, offline: info, fault: danger }[s] || info } function statusText(s) { return { online: 在线, offline: 离线, fault: 故障 }[s] || s } async function loadTypes() { const res await request.get(/device/types) types.value res.data } async function loadData() { const res await request.get(/device/list, { params: { page: page.value, size: size.value, keyword: keyword.value } }) tableData.value res.data.items total.value res.data.total } function openDialog(row) { if (row) Object.assign(form, { id: row.id, device_code: row.device_code, name: row.name, type_id: row.type_id, location: row.location, status: row.status }) else Object.assign(form, { id: null, device_code: , name: , type_id: types.value[0]?.id, location: , status: online }) dialogVisible.value true } async function saveDevice() { const payload { device_code: form.device_code, name: form.name, type_id: form.type_id, location: form.location, status: form.status } if (form.id) await request.put(/device/update/${form.id}, payload) else await request.post(/device/create, payload) ElMessage.success(保存成功) dialogVisible.value false loadData() } async function handleDelete(row) { await ElMessageBox.confirm(确定删除该设备吗, 提示, { type: warning }) await request.delete(/device/delete/${row.id}) ElMessage.success(删除成功) loadData() } onMounted(() { loadTypes(); loadData() }) /script