使用InfluxDB和eSoftLink物联网平台实现实时能源管理

作者：Chris Churilo / 产品，用例
2022年7月21日

智能能源物联网平台正在帮助消费者跟踪能源使用情况，甚至可以根据下一份账单的预测来控制支出。然而，专注于物联网和人工智能（AI）的专家eSoftThings，通过其物联网平台eSoftLink，旨在将智能能源管理进一步推向消费者和公用事业公司。

公司构建的解决方案在其eSoftLink平台上部署了InfluxDB和Telegraf，以提供实时能源管理，允许查看到设备级别的使用情况。该解决方案是端到端的——从硬件设备到后端平台，再到移动应用程序。以下是推动他们构建该解决方案的原因以及它是如何工作的。

让智能电表更加智能化

实现节能已成为公用事业公司和消费者的重要目标。根据2012/27/EU能源效率指令，欧盟（EU）设定了到2020年实现20%节能的目标。然而，要节约能源，有必要评估能源消耗并将其与能源生产进行比较。

智能计量是解决能源消耗相关挑战的第一步。智能电表通过提供实时电力和天然气使用数据，允许消费者更明智地做出关于能源使用的决策。

例如，法国实施了Linky计划。Linky（智能电表）通过电力线通信（PLC）连接到集中器。该系统每天上传一次消耗信息（由于PLC隧道小和数据速率有限），分辨率为30分钟。集中器将收集到的电表数据，通过GPRS上传到信息系统。

公用事业公司为客户提供一个网站门户，以年度、月度和每日为基础跟踪他们的能源消耗。虽然这使客户能够进行高级比较（例如比较夏季和冬季的能源消耗），但无法让他们识别出对总体消耗贡献最大的设备。降低能耗需要实时检查每个设备的消耗能力。

设备级别的能耗可见性

如国家科学研究所、牛津大学和美国能源效率经济委员会等主要研究机构的研究表明，消费者获取实时能源消耗反馈可以提高节能。当消费者拥有设备级别的深入数据和实时反馈工具时，他们能够更好地控制能源支出。eSoftThings的技术营销工程师Samuel Chevrier表示：“反馈工具越实时，消费者在一天结束时实现的节能百分比就越高。”这就是eSoftThings推动使用其eSoftLink物联网平台将智能电表转变为物联网系统的原因，以Total Direct Energie为主要客户。

电能表每秒生成消耗数据，并通过物联网链路发送到后端平台。智能电表数据也每秒发送到eSoftLink，以便消费者可以轻松查看和监控他们的能源消耗。

在构建此解决方案时，eSoftThings意识到他们需要一个时间序列数据库来存储和处理智能电表生成的大量带时间戳的数据。毕竟，物联网数据是时间序列数据。Chevrier说：“我们想要一个可以支持此数据量的解决方案，这促使我们部署了时间序列数据库。”

InfluxDB支持大量物联网数据

eSoftThings选择InfluxDB时间序列平台，因为它需要一个高性能的解决方案，具有高写入速度和可扩展性，以及易于查找的文档、社区指导和长期支持。

为确保InfluxDB和Telegraf能够很好地融入系统，eSoftThings进行了负载测试，记录了服务器活动以及Telegraf和InfluxDB的关键性能指标。测试结果证实，InfluxDB和Telegraf是eSoftLink正确的时序平台，并且它们有正确的配置。

通过实施InfluxDB（及其度量收集代理Telegraf），eSoftThings能够收集大量时序数据，提供增值服务同时保持GDPR合规性。eSoftThings使用InfluxDB存储其能源应用程序从传感器收集的时序数据，并使用这些数据帮助实时监控、警报和预测。

eSoftThings的物联网实时能源管理系统如何工作

eSoftLink物联网解决方案使用自建的消息代理来管理数据流。这包括用于快速处理大量数据的Apache Zookeeper和Apache Kafka，用于时序数据的InfluxDB，用于度量收集的Telegraf，以及用于仪表板开发的Chart.js和PHP。

eSoftLink的主要目的是收集来自所有连接到智能电表的物联网节点的数据，并通过可视化呈现这些数据

• 让客户在他们的智能手机上监控他们的能源消耗

• 为公用事业公司管理连接到平台的设备群

平台功能包括数据存储、数据分析、智能合约（人们可以查看和选择从想直接向消费者销售能源的生产者那里提供的报价的应用程序），以及设备管理。

eSoftLink物联网平台的技术架构

eSoftLink架构的三个主要支柱是：物联网节点、后端平台（具有用于安全地管理数据的管理面板），以及最终用户前端（移动/网页应用程序）。

eSoftLink可以连接到广泛的物联网传感器和设备。结合集成空中（OTA）和设备管理功能，它为顾客提供了一种高度动态、灵活且反应迅速的工具，以支持他们的运营和商业活动。数据分析和消息服务器的集成为用户提供了对感兴趣事件实时通知和警报。eSoftLink还允许连接到外部数据湖，以实现获取数据的长期存储和冷分析。这使得可以即时并随着时间的推移从任何数据集中提取最大价值。

配置InfluxDB以确保GDPR合规性

为确保符合GDPR（欧盟法律中关于数据保护和隐私的规定），eSoftThings实现了对数据库架构和设计产生影响的特性。这些特性包括被遗忘权、咨询权、数据可移植性、数据日志访问和匿名化。

在确保GDPR合规性的同时，eSoftThings不得不收集大量个人信息，以向消费者和提供商提供强大的洞察力。鉴于数据量巨大，他们利用了InfluxDB灵活的内置保留策略功能。

实时智能能源管理决策

eSoftLink是一款功能丰富、稳健的端到端物联网平台，旨在作为独立于客户基础设施、边缘或云中的解决方案。其灵活性意味着它可以用作提供商的设备、基础设施和所选云服务之间的集成平台。eSoftLink提供实时数据收集、管理、分析和报告工具，使企业能够快速有效地从收集的数据中受益。

eSoftLink为公用事业提供商的实施提供实时能源监控和报告，具有安全的数据存储和访问。eSoftLink堆栈提供全面范围的REST API，因此连接前端UI，如移动应用程序和网页浏览器，既快速又简单。

eSoftLink的消费者应用程序和提供商应用程序非常强大，因为它们提供了以前无法获得的信息和实时可见性。

消费者移动应用程序提供设备级别的实时消费信息，从而允许消费者控制家庭能源使用。消费者可以立即看到他们可以产生的消费差异，这促使行为改变。

移动应用程序提供可视化和配置选项，以及家庭比较工具，显示客户的家庭消费相对于类似家庭。它还显示实时消费、功率使用和迄今为止的账单。

提供商UI通过允许公用事业公司确保他们可以快速服务和支持消费者而赋予其权力。它允许轻松集中配置平台和设备参数。

提供商UI可视化包括活动会话数、每日连接数、前一天累计的总能量、瞬时功率、创建的用户账户数、每日唯一连接数和会话平均时间。

提供商UI允许解决方案所有者咨询任何用户ID，以访问有关物联网节点是否已配对和连接、是否已插入智能电表以及最新固件更新日期的详细信息。解决方案所有者可以查看和可视化所选期间有关功率曲线、能量和支出的详细信息。

对于下一个迭代，eSoftThings正在努力改进最近部署的两个功能：添加具有执行智能合约功能的区块链和添加NILM功能。

要阅读完整故事，请下载此实时能源管理案例研究。