利用 InfluxDB 云平台获取太阳能存储设备的可见性和控制力

作者：Chris Churilo / 用例, 产品, 开发者
2020 年 6 月 8 日

能源存储和可持续性是夏威夷面临的重大问题，那里每天都有油轮运送石油，只是为了维持照明。由于自然灾害的威胁，能源网的弹性至关重要。需要能源存储来管理进入市场或电网的太阳能数量。正确管理进入电网的电力对于电网稳定性至关重要，因为夏威夷的间歇性能源会涌入电网。正是为了解决夏威夷市场的能源存储问题，Blue Planet Energy 公司应运而生。

Blue Planet Energy 公司销售一种能源存储单元，允许配备太阳能电池板的住宅和商业建筑存储未使用的太阳能。该公司委托 Sudokrew 公司——一家位于夏威夷的全栈开发公司和软件咨询公司——开发 清洁能源存储设备管理和电池智能软件解决方案。

该解决方案需要一个能够随着设备和寄存器数量的增加而扩展的时序数据库，支持 HTTP API 和基本聚合方法，并提供专用托管。Sudokrew 利用 InfluxDB 云平台 创建了一个解决方案，用于收集指标，以帮助远程监控和控制存储单元，延长电池寿命，改善用户体验，并提供卓越的客户服务。以下是该解决方案的概述，最好在它旨在解决的能源存储问题的背景下理解。

应对太阳能存储挑战

太阳能最大的障碍是其来源具有间歇性且难以预测。Blue Planet Energy 正在通过提供从住宅级到公用事业级磷酸铁锂电池的整套存储解决方案来解决间歇性能源发电的问题。Blue Planet Energy 委托 Sudokrew 构建的软件包必须管理销售、部署设备、监控能源使用情况，并提供统一的基础设施来连接每个用户和业务垂直领域。

在部署 InfluxDB 云平台之前，Sudokrew 无法了解其服务器上正在执行的操作，并且经常依赖猜测。“我们使用的数据库就像一个黑匣子系统，”Sudokrew 的开发人员 Tony Gaskell 说。“我们对其几乎没有可见性。我们唯一能判断的是：主进程是否仍在运行？”

尽管他们配置了监控，但警报并未设置为其存储使用量的正确级别。他们需要跟踪对于维护电池或大型存储单元至关重要的信息，例如电池状态和循环次数。Sudokrew 首先确定了最终用户的能源可见性需求，然后着手确定满足这些需求所需的应用程序和基础设施。他们需要设置数据可视化，但首先，他们需要一种接收数据的方式。

作为电池制造商，Blue Planet Energy 具有远见卓识，允许传输来自逆变器的数据，但它仍然缺少一个端点来接收和存储所有这些数据以及来自设施和单个设备的消耗数据。这意味着需要构建将能源硬件连接到软件的端点，以及管理永无止境的数据流所需的基础设施，这些数据流可以存档、召回和索引到用户、经销商和管理员。他们必须解决这些技术挑战

• 所有用户都报告了扩展问题 - 管理员和经销商无法查看设备状态，最终用户面临图形渲染缓慢或根本不显示的问题。此外，报告的问题不一致。
• 数据不可用 - Sudokrew 必须重新考虑其现有数据库，该数据库未能提供他们寻求的数据可见性。使用其现有基础设施，如果空间不足，则需要手动迁移数据。作为单个实例，备份是他们唯一的防线。
• 查询性能不足 - Sudokrew 需要一个解决方案来满足移动和桌面视图的不同数据聚合要求。

上述挑战阻碍了可见性，从而阻碍了 Blue Planet Energy 实施功能的能力。

InfluxDB 为 Sudokrew 的 Blue Planet Energy 解决方案提供支持

了解他们的用例和局限性是选择时序数据库的关键，他们必须预先考虑的设计决策以及由此产生的可能性也是如此。在 Google 搜索了十大时序数据库并获得线索后，Sudokrew 选择了 InfluxDB，它符合他们的数据库标准

• 必须能够随着更多设备和寄存器添加到系统中而扩展
• 应能够支持 HTTP API（这是他们当前与现有数据库交互的方式）
• 应能够支持基本聚合方法
• 最好有一个托管解决方案（作为托管数据库即服务 InfluxDB 云平台提供）

Sudokrew 设计了一个基准测试流程，设置了 InfluxDB 云平台的试用版，并将一些数据从其生产数据库导入到该实例中。他们使用了 Bees With Machine Guns——一个基于 ApacheBench 和 Amazon EC2 构建的开源工具——它允许您启动大量 EC2 实例并 DDoS 您自己的服务器。

这种基础设施满足了 Sudokrew 模拟分布式设备系统的要求，该系统可以将系统扩展到任意数量的设备，并具有可变数量的寄存器。InfluxDB 以优异的成绩通过了他们的基准测试，带来了可观的性能提升。它也很容易融入 Sudokrew 为其现有数据库构建的许多服务中。

部署 InfluxDB 后，Sudokrew 能够专注于应用程序和系统。他们能够将从 eGauge 设备（电池上的传感器）获得的 XML 有效负载中的数据转换为 InfluxDB 模式。Sudokrew 与 eGauge Systems（一家公用事业级能源监控系统制造商，可以接收太阳能系统的生产数据以及常用设备的能源消耗数据）合作，将 eGauge 设备集成到 Blue Planet Energy 应用程序中。eGauge 设备具有密码保护的内置仪表板和内置互联网连接。Sudokrew 建立了一个与 eGauge 的数据管道，通过该管道，他们可以将 eGauge 分配给该系统中的人员。

为了控制数据并避免耗尽存储空间，他们在配置数据库时问自己：“我们预计有多少数据会进来？我们应该保留数据多长时间？应该是什么格式？我们是想保留平均值，还是想保留运行总数？”他们现在可以回答这些问题，因为他们通过使用 InfluxDB 灵活的内置保留策略，控制了数据的处理方式。

由 InfluxDB 提供支持的物联网监控软件

Sudokrew 为 Blue Planet Energy 构建的物联网监控软件具有一个管理门户，可以委派设备和经销商，并将这些设备分配给经销商。InfluxDB 使 Sudokrew 能够存储能源生产和消耗数据以及随时间推移的存储量，然后以用户友好的图形显示它们。

该解决方案的设计包括

• eGauge 设备用作数据记录器
• API 用于将数据拉入 InfluxDB，然后将其提供到他们的应用程序中
• 标签，例如寄存器、单元和序列号，用于识别拉入 InfluxDB 的数据
• Chronograf（InfluxDB 的原生仪表板引擎），用于所有外部设备的聚合视图（Blue Planet Energy 看到的）

<figcaption> Sudokrew 架构的高级概述</figcaption>

获得可见性并实现透明度

获得对其服务器的可见性为 Sudokrew 提供了他们寻求的透明度层。InfluxDB 的开源性质使他们能够了解提出的问题、响应以及响应问题的开发人员。随着保修价值的到来，Sudokrew 可以查看所有设备的平均循环次数，这是他们以前无法做到的。

Sudokrew 构建了他们的监控应用程序，为所有利益相关者创造价值，因为他们意识到透明度对于建立客户关系至关重要。对于 Blue Planet Energy 而言，这些监控应用程序提供了一个机会，通过向客户提供与他们看到的数据相同的数据，从而与客户建立更加和谐的关系。了解使用模式和人们的能源习惯反过来有助于项目所有者做出决策。

Sudokrew 重视 InfluxDB 云平台附带的专用支持，因为它使他们能够专注于应用程序而不是基础设施。“从这里开始，我们有很多地方可以与 InfluxDB 一起前进，”Sudokrew 开发人员 Tony Gaskell 说。“现在我们控制了我们的数据，我们有很多机会。这可能是我们迄今为止从中获得的最好的东西之一。” 通过阅读完整案例研究，了解有关此物联网和传感器监控用例的更多信息。

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