4、数据库模型设计（上）：用户模型、设备模型、固件模型、升级任务模型的ER图设计与Django ORM实现。

好，咱们进入正题。这一章聊数据库模型设计，说白了就是给整个OTA平台搭骨架。骨架搭歪了，后面写再多业务代码也是白搭。我见过不少项目，前期图省事把模型揉在一起，结果后期升级任务一多，查询慢得像蜗牛爬，改都改不动。

今天咱们先搞定四个核心模型：用户模型、设备模型、固件模型、升级任务模型。我会先画ER图，再给Django ORM实现。你跟着走一遍，后面写代码心里就有底了。

4.1 用户模型：谁在用这个平台？

用户模型其实不复杂。但有个坑——千万别直接用Django自带的User模型就完事了。为什么？因为OTA平台里，用户不光是人，还可能是API调用方（比如自动化测试脚本）。

我个人习惯的做法是：继承AbstractUser，加一个user_type字段，区分「管理员」和「普通用户」。另外，OTA平台经常需要记录操作日志，所以加个last_login_ip字段也挺实用。

Django ORM实现如下：

from django.contrib.auth.models import AbstractUser
from django.db import models

class User(AbstractUser):
    USER_TYPE_CHOICES = (
        ('admin', '管理员'),
        ('normal', '普通用户'),
    )
    user_type = models.CharField(
        max_length=20, choices=USER_TYPE_CHOICES, default='normal',
        verbose_name='用户类型'
    )
    last_login_ip = models.GenericIPAddressField(
        blank=True, null=True, verbose_name='最后登录IP'
    )
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True, verbose_name='创建时间')
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True, verbose_name='更新时间')

    class Meta:
        db_table = 'ota_user'
        verbose_name = '用户'
        verbose_name_plural = '用户'

    def __str__(self):
        return self.username

4.2 设备模型：每一台设备都得管起来

设备模型是OTA的核心。你想想看，一台设备从出厂到报废，可能要经历几十次升级。所以设备模型不光要记录设备本身的信息，还得记录它当前在哪个版本、上次升级是什么时候。

我在项目中遇到过一个问题：一开始只记录了设备型号和当前固件版本，结果排查故障时发现，根本不知道设备上次升级是成功还是失败。后来我加了一个last_upgrade_status字段，问题迎刃而解。

Django ORM实现：

class Device(models.Model):
    UPGRADE_STATUS_CHOICES = (
        ('success', '升级成功'),
        ('failed', '升级失败'),
        ('pending', '等待升级'),
    )
    device_id = models.CharField(
        max_length=128, unique=True, verbose_name='设备唯一标识'
    )
    device_name = models.CharField(
        max_length=128, blank=True, verbose_name='设备名称'
    )
    device_type = models.CharField(
        max_length=64, verbose_name='设备型号'
    )
    current_firmware_version = models.CharField(
        max_length=64, blank=True, verbose_name='当前固件版本'
    )
    last_upgrade_status = models.CharField(
        max_length=20, choices=UPGRADE_STATUS_CHOICES,
        default='pending', verbose_name='上次升级状态'
    )
    last_upgrade_time = models.DateTimeField(
        blank=True, null=True, verbose_name='上次升级时间'
    )
    owner = models.ForeignKey(
        User, on_delete=models.CASCADE,
        related_name='devices', verbose_name='所属用户'
    )
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True, verbose_name='创建时间')
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True, verbose_name='更新时间')

    class Meta:
        db_table = 'ota_device'
        verbose_name = '设备'
        verbose_name_plural = '设备'

    def __str__(self):
        return f'{self.device_name}({self.device_id})'

4.3 固件模型：升级包得有「身份证」

固件模型相对简单，但有个细节容易被忽略——固件版本号。很多人直接用字符串存，比如"v1.0.1"。但这样排序和比较就很麻烦。我建议用三个整数字段分别存主版本、次版本、修订号，或者用Django的django-versionfield。

另外，固件文件本身怎么存？小项目可以存本地路径，但生产环境我强烈建议用对象存储（比如OSS、S3）。模型里存一个file_url字段就够了。

Django ORM实现：

class Firmware(models.Model):
    firmware_name = models.CharField(
        max_length=128, verbose_name='固件名称'
    )
    version_major = models.IntegerField(default=0, verbose_name='主版本号')
    version_minor = models.IntegerField(default=0, verbose_name='次版本号')
    version_patch = models.IntegerField(default=0, verbose_name='修订号')
    file_url = models.URLField(
        max_length=512, verbose_name='固件文件地址'
    )
    file_size = models.BigIntegerField(
        default=0, verbose_name='文件大小(字节)'
    )
    md5 = models.CharField(
        max_length=32, verbose_name='文件MD5'
    )
    description = models.TextField(
        blank=True, verbose_name='版本说明'
    )
    uploader = models.ForeignKey(
        User, on_delete=models.SET_NULL,
        null=True, related_name='uploaded_firmwares',
        verbose_name='上传者'
    )
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True, verbose_name='创建时间')
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True, verbose_name='更新时间')

    class Meta:
        db_table = 'ota_firmware'
        verbose_name = '固件'
        verbose_name_plural = '固件'
        # 联合唯一约束：同一固件名称下不能有重复版本号
        unique_together = ('firmware_name', 'version_major', 'version_minor', 'version_patch')

    def __str__(self):
        return f'{self.firmware_name} v{self.version_major}.{self.version_minor}.{self.version_patch}'

    @property
    def version_str(self):
        return f'v{self.version_major}.{self.version_minor}.{self.version_patch}'

4.4 升级任务模型：把设备、固件、用户串起来

升级任务模型是整个平台的「调度中心」。它要回答三个问题：给谁升？升到什么版本？什么时候升？

这里有个设计取舍：任务是一次性的，还是可以重复执行的？我个人建议设计成一次性的。每次升级都生成一条新任务记录，这样便于追溯历史。如果要做定时升级，可以在任务上加一个scheduled_time字段。

Django ORM实现：

class UpgradeTask(models.Model):
    TASK_STATUS_CHOICES = (
        ('pending', '等待执行'),
        ('running', '正在升级'),
        ('success', '升级成功'),
        ('failed', '升级失败'),
    )
    task_name = models.CharField(
        max_length=128, verbose_name='任务名称'
    )
    target_device = models.ForeignKey(
        Device, on_delete=models.CASCADE,
        related_name='upgrade_tasks', verbose_name='目标设备'
    )
    target_firmware = models.ForeignKey(
        Firmware, on_delete=models.CASCADE,
        related_name='upgrade_tasks', verbose_name='目标固件'
    )
    status = models.CharField(
        max_length=20, choices=TASK_STATUS_CHOICES,
        default='pending', verbose_name='任务状态'
    )
    progress = models.IntegerField(
        default=0, verbose_name='升级进度(%)'
    )
    error_message = models.TextField(
        blank=True, verbose_name='错误信息'
    )
    scheduled_time = models.DateTimeField(
        blank=True, null=True, verbose_name='计划执行时间'
    )
    started_time = models.DateTimeField(
        blank=True, null=True, verbose_name='实际开始时间'
    )
    finished_time = models.DateTimeField(
        blank=True, null=True, verbose_name='实际完成时间'
    )
    creator = models.ForeignKey(
        User, on_delete=models.SET_NULL,
        null=True, related_name='created_tasks',
        verbose_name='创建者'
    )
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True, verbose_name='创建时间')
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True, verbose_name='更新时间')

    class Meta:
        db_table = 'ota_upgrade_task'
        verbose_name = '升级任务'
        verbose_name_plural = '升级任务'
        # 按创建时间降序排列，方便查看最新任务
        ordering = ['-created_at']

    def __str__(self):
        return f'{self.task_name} - {self.target_device.device_name}'

4.5 模型之间的关系总结

四个模型的关系其实很清晰：

• User 1:N Device —— 一个用户可以有多个设备
• User 1:N Firmware —— 一个用户可以上传多个固件
• User 1:N UpgradeTask —— 一个用户可以创建多个升级任务
• Device 1:N UpgradeTask —— 一个设备可以有多次升级记录
• Firmware 1:N UpgradeTask —— 一个固件可以被多个升级任务使用

说白了，升级任务就是一张「关联表」，把设备、固件、用户三者串在一起，再加上状态和时间信息。设计好了，后面写业务逻辑就顺了。

嗯，这一章先到这里。下一章咱们继续聊剩下的模型，比如升级策略模型、日志模型，还有怎么用Django的迁移工具把这些模型同步到数据库里。到时候我会分享一些我在生产环境踩过的坑，保证有用。