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光伏发电设备监控系统开发案例

admin 开发案例 2018-07-24 13:44 0
光伏发电设备监控系统开发案例
项目概况
  
项目为一个用于对光伏发电设备进行监控管理的系统,核心是实现对海量设备以及数据的可视化监控,同时通过对采集的数据进行大数据挖掘,显著增强了对设备的可维护能力和可监管能力。
(
Project for a photovoltaic power generation equipment is used to monitor management system, the core is to realize the visualization of massive equipment and data monitoring, at the same time, through the collection of data for large data mining, significantly enhance the ability for equipment maintenance and can be regulated)
 
基本架构  
整体采用分布式架构,全套部署在日本AMAZON云,支撑灵活水平扩充服务器以灵活应对可能存在的大量设备的接入。
(
The overall adopts distributed architecture, a full range of amazon's cloud deployed in Japan, flexible support horizontal expansion of the server in a flexible response to possible existence of a large number of equipment access.)
 
在线设备数量  
承载了1000万台逆变器的信息采集、控制需求,每个逆变器每2分钟至少采集一次数据,每秒钟处理8万个以上的请求。
(
Information collection, of 10 million sets of inverter control requirements, each inverter data collection at least once every 2 minutes, processing more than 80000 requests per second.)
 
并发连接数量
0万个稳定的长连接,实现对设备的时刻稳定可控。
 
并发数据量
每秒下发8万次命令,每秒同时也收到8万次以上的采集响应,日处理数据请求将达到数十亿次,每日产生的数据记录量达到500GB以上。
 
数据吞吐量
峰值达到了150Mbps,日吞吐量数百GB
 
支撑协议数量
目前已经实现十多种设备的协议接入。
 
协议扩展能力
没有扩展上限,理论上只要发电设备协议符合Modbus-TCP协议即可加入,整套系统加入新协议无需任何复杂配置和服务器重启,仅需要一键导入协议XML,即可接入新设备。
 
采用技术
1:最底层接入层:承担高强度的数据接入压力。
2:采用了DNS负载均衡+Nginx四层负载均衡+Netty框架实现。
3:DNS负载均衡将请求均衡转发给多个IP地址。
4:每个IP入口采用Nginx再将连接请求均衡转发给多台实际接入服务器。
5:通过多层次的均衡,从根本上防止出现某台服务器节点故障导致所有服务均不可用的情况。
6:实际在项目中完成了在一台高性能服务器上承载峰值10万个设备连接和峰值每秒8万次以上的调用请求,大家通过对一台服务器的性能优化,为客户明显节约了运营成本。
7:
8:中间层数据处理层:承担高强度的数据分析运算压力。
9:SpringBoot+SpringCloud实现,接收由下层提交的数据进行处理。
10:光伏发电的数据量存在明显的波动性,即白天多晚上少,大家通过使用消息队列服务,实现了灵活的系统解耦和运算压力的削峰填谷,多到处理不过来的数据可以在消息队列里海量堆积,直到业务压力降低以后再处理掉,避免了突发的压力压垮服务器导致服务不可用的可能,也确保了数据在任何情况下都不会丢失。
11:数据库与存储层:承担高强度的数据写入压力和存储压力
12:采用MySQL数据库集群存储各个设备的信息,业务信息。
13:采用Redis集群作为缓存存储需要频繁读取的数据。
14:采用了AMAZON云提供的大数据存储方案S3对每天超过300GB的数据进行存储,再采用Athena服务对累计以TB计的数据进行大数据分析,挖掘其中存在有效信息。
15:最顶层web业务层:面向用户,提供给用户使用。
16:采用成熟的SpringMVC+Mybatis方案,进行灵活的前后端分离设计,并且预留了后期需要扩展至APP等控制端的扩展能力。
 


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