面试题：利用Bash脚本优化物联网数据采集流程

脚本结构

初始化部分：定义全局变量，如数据库连接信息、传感器配置文件路径等。
函数定义部分：
- 定义数据采集函数，根据不同传感器的配置进行数据采集。
- 定义数据预处理函数，实现数据清洗和单位转换。
- 定义数据存储函数，将预处理后的数据存入数据库。
主程序部分：
- 读取传感器配置文件，获取每个传感器的采集频率和其他相关信息。
- 使用循环和sleep命令，按照不同的采集频率调用数据采集、预处理和存储函数。

处理不同采集频率

配置文件：创建一个传感器配置文件（如sensors.conf），格式如下：
```
sensor1:10:data_type1
sensor2:20:data_type2
```
其中，每行代表一个传感器，冒号分隔的三个部分分别为传感器名称、采集频率（秒）和数据类型。
循环和sleep：在主程序中，读取配置文件，对于每个传感器，使用while true循环，每次循环采集数据、预处理并存储，然后根据采集频率使用sleep命令暂停相应的时间。例如：
```
while read -r sensor freq _; do
    while true; do
        collect_data "$sensor"
        preprocess_data "$sensor"
        store_data "$sensor"
        sleep "$freq"
    done &
done < sensors.conf
```
这里使用&将每个传感器的采集循环放在后台运行，实现多个传感器不同频率采集的并发执行。

数据预处理实现方式

数据清洗：
- 去除空值：假设采集的数据存储在变量data中，可以使用如下方式去除空值：
```
if [ -z "$data" ]; then
    echo "Empty data, skipping"
    return
fi
```
- 去除无效字符：如果数据应该是数字类型，可以使用正则表达式去除非数字字符：
```
data=$(echo "$data" | grep -o '[0-9.]*' | head -n 1)
```
单位转换：
- 根据数据类型在预处理函数中进行相应的单位转换。例如，如果采集的温度数据是华氏度，要转换为摄氏度，可以使用如下公式：
```
if [ "$data_type" = "temperature_f" ]; then
    data=$(echo "scale=2; ($data - 32) * 5 / 9" | bc)
fi
```
这里使用bc命令进行浮点运算。

以下是一个简化的完整示例脚本框架：

#!/bin/bash

# 初始化部分
DB_HOST="localhost"
DB_USER="user"
DB_PASS="password"
DB_NAME="iot_db"
CONFIG_FILE="sensors.conf"

# 数据采集函数
collect_data() {
    local sensor="$1"
    # 这里根据传感器名称实现实际的数据采集逻辑，例如从文件读取或者通过网络获取
    echo "Collected data for $sensor"
}

# 数据预处理函数
preprocess_data() {
    local sensor="$1"
    local data=$(collect_data "$sensor")
    # 数据清洗
    if [ -z "$data" ]; then
        echo "Empty data, skipping"
        return
    fi
    data=$(echo "$data" | grep -o '[0-9.]*' | head -n 1)
    # 单位转换
    # 假设配置文件中第三列是数据类型，这里根据数据类型进行转换
    local data_type=$(grep "^$sensor:" "$CONFIG_FILE" | cut -d: -f3)
    if [ "$data_type" = "temperature_f" ]; then
        data=$(echo "scale=2; ($data - 32) * 5 / 9" | bc)
    fi
    echo "Preprocessed data: $data"
}

# 数据存储函数
store_data() {
    local sensor="$1"
    local data=$(preprocess_data "$sensor")
    # 使用合适的数据库客户端（如mysql命令）将数据存入数据库
    mysql -h "$DB_HOST" -u "$DB_USER" -p"$DB_PASS" "$DB_NAME" -e "INSERT INTO sensor_data (sensor, value) VALUES ('$sensor', '$data')"
}

# 主程序部分
while read -r sensor freq _; do
    while true; do
        collect_data "$sensor"
        preprocess_data "$sensor"
        store_data "$sensor"
        sleep "$freq"
    done &
done < "$CONFIG_FILE"
wait

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面试题答案

脚本结构

处理不同采集频率

数据预处理实现方式