在我們的“海外某儲能項目”項目中，需要實時監(jiān)測電池安全，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)都帶有時間戳，是典型的時序數(shù)據(jù)。為了應對未來海量的用戶使用數(shù)據(jù)，我們需要選擇一款專業(yè)的時序數(shù)據(jù)庫（Time Series Database）。

我們的業(yè)務屬于海外，去年是通過 2.x 版本在海外本地化部署，但由于維護團隊位于國內(nèi)，首先在網(wǎng)絡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、學習文檔、通過社區(qū)反饋問題等等，有不少的時間成本。后來， TDengine 官方于今年初發(fā)布的時序數(shù)據(jù)云平臺 TDengine Cloud 便進入了我們的視野。由于我們當前業(yè)務量并不大，因此對我們來說 TDengine Cloud 最直觀的幫助就是：全托管。

云服務附帶和 TDengine 企業(yè)版同級別的服務，因此我們不再需要擔心部署、優(yōu)化、擴容、備份、異地容災等事務，減少了我方開發(fā)人員的負擔，可全心關注核心業(yè)務。由于我們的設備量暫時不多，根據(jù)官方現(xiàn)有的定價規(guī)則，基礎版本便可滿足。在經(jīng)過計費方案估算器計算后，最終我們選擇了 1200 元/月的基礎版規(guī)格。

我們針對每個儲能設備單獨建表，一類儲能設備建立一個超級表，包括用電量、充電量、用電狀態(tài)、充電狀態(tài)等指標，共一百余列，每個設備 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)時序數(shù)據(jù)的特征專門設計的一個設備一張表、列式壓縮、標簽這幾個強大的創(chuàng)新點，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)冗余存儲這幾大難題。

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

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

除了寫入和壓縮性能，TDengine 的查詢能力也是我們比較關注的。

查詢效果分析

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

以下是幾個典型的查詢：

1. 利用會話窗口統(tǒng)計每一段連續(xù)時間間隔小于等于 1 分鐘時間內(nèi)的單設備輸入功率之和：

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 查看設備輸入功率的趨勢，并且使用了 offset 時區(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)

由于我們的應用與 TDengine Cloud 所屬同一個 AWS region ，所以通過使用 Private Link 功能，我們的應用網(wǎng)絡與云服務進行了私密通信，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，同時也進一步節(jié)約了由網(wǎng)絡流量產(chǎn)生的費用。

寫在最后

TDengine 的定位一直都是“大數(shù)據(jù)”的處理平臺，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 億級別的表數(shù)量。

對我們這個體量相對較小的場景來說，TDengine Cloud 按量計費加全托管的企業(yè)級服務讓我們用非常小的成本便運轉(zhuǎn)了這個項目，并且極大地增加了產(chǎn)品的效率并保留了隨時擴張的靈活性。此外，數(shù)據(jù)分享、流式計算這些有趣的特性也等待我們進行更深一步地挖掘。

關于國軒高科

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

關于本文作者

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