使用InfluxDB Cloud获取太阳能储能设备的可见性和控制权

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

在夏威夷，能源存储和可持续性是重要问题，因为每天都有油轮运来，只是为了保持电灯的亮着。由于自然灾害的威胁，能源电网的弹性至关重要。需要储能来管理进入市场或电网的太阳能。由于夏威夷的能源是间歇性的，会涌入电网，因此正确管理进入电网的电力对于电网稳定至关重要。为了解决夏威夷市场的储能问题，Blue Planet Energy公司应运而生。

Blue Planet Energy公司销售一种储能单元，允许安装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——一家位于夏威夷的全栈开发店和软件咨询公司——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注册数量的增加而扩展的时间序列数据库，支持HTTP API和基本聚合方法，并提供专用托管。Sudokrew利用InfluxDB Cloud创建了一个解决方案，用于收集帮助远程监控和控制存储单元的指标，延长电池寿命，提高用户体验，并提供卓越的客户服务。以下是该解决方案的概述，它最好在解决其初衷的储能问题背景下理解。

应对太阳能储能挑战

太阳能最大的障碍是其来源是间歇性的且难以预测。Blue Planet Energy通过提供一系列从家庭到公用事业级磷酸铁锂电池的储能解决方案来解决问题。Blue Planet Energy委托Sudokrew构建的软件套件必须管理销售、部署设备、监控能源使用，并为每个用户和业务垂直提供统一的基础设施。

在部署InfluxDB Cloud之前，Sudokrew无法了解服务器上正在执行什么操作，通常依赖于猜测。“我们使用的数据库就像一个黑盒子系统，”Sudokrew的开发者Tony Gaskell说。“我们对它的了解不多。我们唯一能确定的是：主要进程仍在运行？”

尽管他们已配置了监控，但警报并未设置到适当的存储使用水平。他们需要跟踪对维护电池或大型储能单元至关重要的信息，例如电池状态和循环计数。Sudokrew首先定义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的必要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法。

作为一家电池制造商，Blue Planet Energy 具有前瞻性，允许逆变器数据传输，但仍然缺少一个端点来接收和存储所有这些数据以及设施和个人设备的使用数据。这意味着需要构建端点，将能源硬件连接到软件，并建立管理数据流的基础设施，这些数据可以被归档、检索和索引供用户、经销商和管理员使用。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，最终用户面临的是渲染缓慢或根本不显示的图表。此外，报告的问题不一致。
• 数据不可用 - Sudokrew 必须重新考虑他们现有的数据库，因为它无法提供他们所寻求的数据可见性。在他们现有的基础设施中，如果空间不足，数据需要手动迁移。作为一个单一实例，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不同的数据聚合需求。

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。

为 Blue Planet Energy 解决方案选择 InfluxDB

了解他们的用例和限制是选择时间序列数据库的关键，同样重要的是他们必须事先考虑的设计决策以及由此产生的可能性。在搜索了前十名时间序列数据库并获得了线索后，Sudokrew 选择了满足其数据库标准的 InfluxDB

• 必须能够随着系统中设备和管理员注册的增加而扩展
• 应能够支持 HTTP API（这是他们目前与现有数据库交互的方式）
• 应能够支持基本的聚合方法
• 更倾向于有一个托管解决方案（作为托管数据库作为服务，InfluxDB Cloud）

Sudokrew 设计了一个基准测试过程，设置了 InfluxDB Cloud 的试用版，并将生产数据库中的部分数据导入该实例。他们使用了“蜜蜂与机枪”——一个基于 ApacheBench 和 Amazon EC2 的开源工具，允许您启动大量 EC2 实例并对自己服务器进行 DDoS。

这个基础设施满足了 Sudokrew 对模拟分布式设备系统的需求，该系统能够扩展到任意数量的设备，每个设备具有可变数量的注册。InfluxDB 以优异的成绩通过了他们的基准测试，带来了显著的性能提升。它还轻松地融入了 Sudokrew 为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。他们能够将来自 eGauge 设备（电池上的传感器）的 XML 有效载荷数据转换为 InfluxDB 架构。Sudokrew 与 eGauge Systems（一家制造公用事业级能源监控系统，可以接收太阳能系统的生产数据和常用设备能源消耗数据的制造商）合作，将 eGauge 设备集成到 Blue Planet Energy 应用程序中。eGauge 设备具有受密码保护的内置仪表板和内置互联网连接。Sudokrew 与 eGauge 建立了数据管道，通过该管道他们可以将 eGauge 分配给系统中的人员。

为了控制数据并避免存储空间不足，他们在配置数据库时自问：“我们预计会收到多少数据？我们应该保留这些数据多长时间？它们应该是什么格式？我们想要保留平均值，还是想要保留累积总和？” 他们现在可以回答这些问题，因为他们通过使用InfluxDB的灵活内置保留策略，获得了对数据处理的控制。

InfluxDB驱动的物联网监控软件

Sudokrew为Blue Planet Energy开发的物联网监控软件有一个管理门户，可以授权设备和经销商，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存储的金额，并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将数据拉入InfluxDB，然后将其提供给他们的应用程序
• 标签如注册号、单位和序列号，以识别拉入InfluxDB的数据
• Chronograf（InfluxDB的本地仪表板引擎），用于查看所有设备的聚合视图（Blue Planet Energy所看到的视图）

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

获得可见性和透明度

对服务器获得可见性为Sudokrew提供了他们所寻求的透明度层。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者。随着保修值的到来，Sudokrew可以查看所有设备的平均周期计数，这是他们之前无法做到的。

Sudokrew构建了监控应用程序，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来说，这些监控应用程序提供了一个机会，通过向客户提供他们所看到的数据，与他们建立更和谐的关系。对使用模式和人们的能源习惯的可见性反过来又帮助项目所有者做出决策。

Sudokrew非常重视InfluxDB Cloud提供的专用支持，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开发者Tony Gaskell说。“现在我们已经控制了我们的数据，我们现在有很多机会。这可能是我们到目前为止从中学到最好的事情。” 通过阅读完整案例研究了解更多关于这个物联网和传感器监控用例的信息。

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