在我們的“海外某儲(chǔ)能項(xiàng)目”項(xiàng)目中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池安全，采集記錄每次使用的充放電過程、電流/電壓等值，而此類數(shù)據(jù)都帶有時(shí)間戳，是典型的時(shí)序數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對(duì)未來海量的用戶使用數(shù)據(jù)，我們需要選擇一款專業(yè)的時(shí)序數(shù)據(jù)庫（Time Series Database）。

我們的業(yè)務(wù)屬于海外，去年是通過 2.x 版本在海外本地化部署，但由于維護(hù)團(tuán)隊(duì)位于國內(nèi)，首先在網(wǎng)絡(luò)通信上就有不小的麻煩。其次，由于部署的是開源版 TDengine ，需要自己部署優(yōu)化、學(xué)習(xí)文檔、通過社區(qū)反饋問題等等，有不少的時(shí)間成本。后來， TDengine 官方于今年初發(fā)布的時(shí)序數(shù)據(jù)云平臺(tái) TDengine Cloud 便進(jìn)入了我們的視野。由于我們當(dāng)前業(yè)務(wù)量并不大，因此對(duì)我們來說 TDengine Cloud 最直觀的幫助就是：全托管。

云服務(wù)附帶和 TDengine 企業(yè)版同級(jí)別的服務(wù)，因此我們不再需要擔(dān)心部署、優(yōu)化、擴(kuò)容、備份、異地容災(zāi)等事務(wù)，減少了我方開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，可全心關(guān)注核心業(yè)務(wù)。由于我們的設(shè)備量暫時(shí)不多，根據(jù)官方現(xiàn)有的定價(jià)規(guī)則，基礎(chǔ)版本便可滿足。在經(jīng)過計(jì)費(fèi)方案估算器計(jì)算后，最終我們選擇了 1200 元/月的基礎(chǔ)版規(guī)格。

我們針對(duì)每個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備單獨(dú)建表，一類儲(chǔ)能設(shè)備建立一個(gè)超級(jí)表，包括用電量、充電量、用電狀態(tài)、充電狀態(tài)等指標(biāo)，共一百余列，每個(gè)設(shè)備 7*24h 地以每 10 秒一行的頻率寫入數(shù)據(jù)庫。通過“數(shù)據(jù)瀏覽器”的頁面，可以很輕松地看到庫/表的元數(shù)據(jù)信息：

寫入能力分析

TDengine 根據(jù)時(shí)序數(shù)據(jù)的特征專門設(shè)計(jì)的一個(gè)設(shè)備一張表、列式壓縮、標(biāo)簽這幾個(gè)強(qiáng)大的創(chuàng)新點(diǎn)，從根本上解決了數(shù)據(jù)寫入需要加鎖、行式壓縮效率低、靜態(tài)數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)這幾大難題。

我們的數(shù)據(jù)處理流程如下圖所示，某類儲(chǔ)能設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)序數(shù)據(jù)會(huì)以 MQTT 方式上傳，其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給 PostgreSQL，設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)序數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行日志、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)給 TDengine。中臺(tái)各系統(tǒng)則會(huì)統(tǒng)一規(guī)劃使用這些數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，來用于分析計(jì)算，也可以直接控制設(shè)備下發(fā)指令。最終，借助 PC Web、APP 以及其他管理平臺(tái)等軟件方式在前端體現(xiàn)。

在測(cè)試階段，TDengine 的數(shù)據(jù)壓縮率可以輕松達(dá)到 10% 以內(nèi)，每秒可以寫入數(shù)百萬行數(shù)據(jù)。在具體實(shí)踐中也很好地達(dá)到了這個(gè)寫入效果。

除了寫入和壓縮性能，TDengine 的查詢能力也是我們比較關(guān)注的。

查詢效果分析

為了提供高質(zhì)量的售后服務(wù)以及提升用戶使用體驗(yàn)，科學(xué)合理地使用上述寫入的數(shù)據(jù)，我們會(huì)做很多類型的查詢，比如監(jiān)測(cè)用電產(chǎn)品的健康狀態(tài)、分析設(shè)備用電量趨勢(shì)、使用壽命等等。

以下是幾個(gè)典型的查詢：

1. 利用會(huì)話窗口統(tǒng)計(jì)每一段連續(xù)時(shí)間間隔小于等于 1 分鐘時(shí)間內(nèi)的單設(shè)備輸入功率之和：

select FIRST(ts) firstTs, LAST(ts) lastTs, count(*) countVal, sum(input_total_power) totalPower 
from device_data_58CF7920B63C where ts >= '2023-08-09T00:00:00.000Z'
and ts< '2023-08-10T00:00:00.000Z' SESSION(ts, 1m)

2. 通過 interval 查看設(shè)備輸入功率的趨勢(shì)，并且使用了 offset 時(shí)區(qū)的偏移：

select _WSTART as ts, avg(inverter_power) avgVal, min(inverter_power) minVal, max(inverter_power) maxVal 
from gendome.device_data_58CF7920B63C where inverter_power > 0 and ts >= '2023-08-09T00:00:00.000Z' 
and ts< '2023-08-10T00:00:00.000Z' 
interval (1d, 960m) FILL (NULL)

由于我們的應(yīng)用與 TDengine Cloud 所屬同一個(gè) AWS region ，所以通過使用 Private Link 功能，我們的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)進(jìn)行了私密通信，而無需將數(shù)據(jù)通過公網(wǎng)傳輸，大大降低了寫入方面的延遲，同時(shí)也進(jìn)一步節(jié)約了由網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生的費(fèi)用。

寫在最后

TDengine 的定位一直都是“大數(shù)據(jù)”的處理平臺(tái)，尤其是 3.0 版本和 2.0 相比有很多的底層變化，甚至可以支持 10 億級(jí)別的表數(shù)量。

對(duì)我們這個(gè)體量相對(duì)較小的場(chǎng)景來說，TDengine Cloud 按量計(jì)費(fèi)加全托管的企業(yè)級(jí)服務(wù)讓我們用非常小的成本便運(yùn)轉(zhuǎn)了這個(gè)項(xiàng)目，并且極大地增加了產(chǎn)品的效率并保留了隨時(shí)擴(kuò)張的靈活性。此外，數(shù)據(jù)分享、流式計(jì)算這些有趣的特性也等待我們進(jìn)行更深一步地挖掘。

關(guān)于國軒高科

國軒高科（股票代碼：002074），是全球領(lǐng)先的新能源解決方案提供商，專注于鋰離子動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，綜合實(shí)力位居中國乃至全球前列。

關(guān)于本文作者

劉志成，國軒高科某儲(chǔ)能產(chǎn)品部平臺(tái)架構(gòu)師，多年從事能源物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。