南向采集 → 北向服务双向通信测试报告

测试日期：2026-06-25
测试范围：ShadowCore 统一数据面、Pipeline 扇出、北向反控下发
测试环境：Windows 10，Go 1.x，internal/core 集成测试

1. 背景与目标

架构设计要求：

南向读：ScanEngine → ShadowCore → ShadowBridge → DataPipeline → 北向（MQTT/OPC UA/HTTP 等）
北向写：北向客户端 → WritePoint → 驱动写设备 → ShadowCore 同步 → Pipeline 扇出

本次补齐 北向写入后 Shadow/Pipeline 同步（原先 WritePoint 仅写驱动，影子与北向不会立即更新），并新增端到端集成测试验证双向链路。

2. 代码变更摘要

文件	变更
`internal/core/channel_manager.go`	`WritePoint` 成功后调用 `publishWrittenValue`；只读点位拒绝写入
`internal/core/northbound_southbound_integration_test.go`	新增 5 个集成测试用例

2.1 写入闭环逻辑

北向 MQTT/OPC UA/REST
        │
        ▼
ChannelManager.WritePoint()
        │
        ├──► Driver.WritePoint()  ──► 物理设备
        │
        └──► publishWrittenValue()
                    │
                    ▼
             ShadowCore.WriteShadowDevice(source=write_point)
                    │
                    ▼
             ShadowBridge → DataPipeline → NorthboundManager / WebSocket / 历史

3. 测试用例与结果

3.1 集成测试（`internal/core/northbound_southbound_integration_test.go`）

用例	描述	结果	耗时
`TestSouthToNorth_CollectionPublishesToPipeline`	模拟 ScanEngine 写入 Shadow，验证 Pipeline 收到 2 个点位	✅ PASS	0.03s
`TestNorthToSouth_WritePointUpdatesDeviceAndShadow`	北向写 setpoint=42，验证驱动、Shadow、Pipeline 一致	✅ PASS	0.02s
`TestNorthToSouth_WritePointRejectsReadOnly`	写只读点位 `temp` 应拒绝，驱动无写入	✅ PASS	0.00s
`TestBidirectionalCommunication_FullRoundTrip`	南向上报 20.0 → 北向下发 88.0 → 设备/Shadow/Pipeline 全链路	✅ PASS	0.04s
`TestNorthboundManager_ReceivesPipelineFromWrite`	模拟 NorthboundManager 订阅 Pipeline，验证反控后收到 55.0	✅ PASS	0.02s

命令：

go test ./internal/core/ -run 'TestSouthToNorth|TestNorthToSouth|TestBidirectional|TestNorthboundManager_Receives' -v -count=1

输出摘要：

--- PASS: TestSouthToNorth_CollectionPublishesToPipeline (0.03s)
--- PASS: TestNorthToSouth_WritePointUpdatesDeviceAndShadow (0.02s)
--- PASS: TestNorthToSouth_WritePointRejectsReadOnly (0.00s)
--- PASS: TestBidirectionalCommunication_FullRoundTrip (0.04s)
--- PASS: TestNorthboundManager_ReceivesPipelineFromWrite (0.02s)
PASS
ok  	github.com/anviod/edgex/internal/core	0.187s

3.2 回归测试

范围	结果
`go test ./internal/core/ -run 'Shadow\\|WritePoint\\|Northbound\\|Pipeline'`	✅ PASS (1.582s)

4. 北向协议写入能力现状

协议	上报（读）	反控（写）	写入路径
MQTT	`Publish(v)` via Pipeline	`SubscribeTopic` → `handleWriteRequest` → `sb.WritePoint`	✅ 已实现
OPC UA Server	`Update(v)` via Pipeline	客户端 Write → `sb.WritePoint`	✅ 已实现
edgeOS(MQTT)	`Publish(v)`	`handleWriteCommand` → `sb.WritePoint`	✅ 已实现
edgeOS(NATS)	`Publish(v)`	Request/Reply → `sb.WritePoint`	✅ 已实现
HTTP	定时/批量上报	无订阅写通道	⚠️ 仅上报
Sparkplug B	`Publish(v)`	无写订阅	⚠️ 仅上报
REST API	`/api/values/realtime`	`POST /api/write` → `cm.WritePoint`	✅ 已实现

本次变更使所有经 ChannelManager.WritePoint 的北向写操作均同步 Shadow 并扇出 Pipeline，与南向采集数据同源。

5. 验证场景说明

5.1 南向 → 北向（读）

ScanEngine 采集驱动数据
ShadowCore.WriteShadowDevice(source=scan_engine)
ShadowBridge 订阅变更，推入 DataPipeline
NorthboundManager.handleValue 扇出至 MQTT/OPC UA/Sparkplug/edgeOS

5.2 北向 → 南向（写）

北向客户端发送写命令（MQTT write topic / OPC UA Write / REST /api/write）
ChannelManager.WritePoint 校验 RW 权限
驱动 WritePoint 下发至设备
publishWrittenValue 更新 Shadow（source=write_point）
ShadowBridge → Pipeline → 北向/UI 实时刷新

6. 结论

项目	状态
南向采集 → Shadow → Pipeline → 北向上报	✅ 通过
北向反控 → 驱动写设备	✅ 通过
北向写后 Shadow/Pipeline 同步	✅ 本次补齐
只读点位保护	✅ 通过
端到端双向 round-trip	✅ 通过

总体结论：南向采集与北向服务双向通信链路已打通，北向写入可正确下发至设备，并通过 ShadowCore 统一数据面回传至 Pipeline 与北向订阅方。

7. 后续建议

HTTP/Sparkplug B 写通道：按业务需求增加写订阅或 NCMD 处理
写后读校验：可选在 WritePoint 成功后触发一次即时读确认（Modbus 等）
现场联调：使用 Modbus 仿真器 + MQTT 写 topic 做真实设备 E2E 验证

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