小 T 導(dǎo)讀：在 2021 樓宇科技 TRUE 大會(huì)上，美的暖通與樓宇事業(yè)部首次發(fā)布了數(shù)字化平臺(tái) iBuilding，以“軟驅(qū)硬核”方式賦能建筑行業(yè)。作為一個(gè)全新的項(xiàng)目，iBuilding 在數(shù)據(jù)庫選型上比較謹(jǐn)慎，分別對(duì)比了多款 Database 產(chǎn)品之后，才做出了自己的選擇。本文分享了他們的數(shù)據(jù)庫選型思考和落地經(jīng)驗(yàn)。

政策背景

根據(jù) 2021 年 12 月由美控智慧建筑聯(lián)合億歐智庫共同發(fā)布的《中國樓宇自控白皮書》，2021 年中國樓宇智能化市場(chǎng)產(chǎn)值約達(dá) 7238.2 億元，結(jié)合近幾年行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，經(jīng)過初步估算，2016-2021 年中國樓宇智能化市場(chǎng)規(guī)模逐年上升，存量規(guī)模接近 5000 億元，新增規(guī)模超過 2200 億元。

因樓宇智能化在低碳、節(jié)能方面優(yōu)勢(shì)突出，同時(shí)能為人們的生活帶來更多舒適體驗(yàn)，加之政府對(duì)樓宇智能化建設(shè)規(guī)范化、科學(xué)化的引導(dǎo)，未來樓宇智能化將有非常好的發(fā)展前景。從目標(biāo)來看，樓宇智能化符合建筑行業(yè)對(duì)數(shù)字化和智能化的發(fā)展需求，未來將繼續(xù)助力中國建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以順應(yīng)國家對(duì)節(jié)能減排和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的要求。

業(yè)務(wù)介紹

隨著 5G 時(shí)代的到來，美的一方面在繼續(xù)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，另一方面也在不斷進(jìn)行科技賦能，研發(fā)更加綠色環(huán)保的集成方案，為工業(yè)及制造業(yè)提供全新的思路。

作為美的集團(tuán)旗下的五大業(yè)務(wù)板塊之一，美的暖通與樓宇事業(yè)部確立了“暖通及樓宇智慧生態(tài)集成解決方案引領(lǐng)者”的發(fā)展愿景，旨在用智慧集成的行業(yè)解決方案滿足復(fù)雜的建筑需求，目前主要涉足中央空調(diào)、電梯、樓宇控制等領(lǐng)域。在 2021 樓宇科技 TRUE 大會(huì)上，美的暖通與樓宇事業(yè)部首次發(fā)布了數(shù)字化平臺(tái) iBuilding，以“軟驅(qū)硬核”方式賦能建筑行業(yè)。

作為一個(gè)全新的項(xiàng)目，我們分別對(duì)比了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Relational Database）以及主流的時(shí)序數(shù)據(jù)庫（Time Series Database），包括 InfluxDB、TDengine、MySQL 等。對(duì)比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 MySQL 來說，在這個(gè)場(chǎng)景下，我們不需要復(fù)雜的查詢，卻需要高效的存儲(chǔ)和大范圍時(shí)間的數(shù)據(jù)拉取。和同為時(shí)序數(shù)據(jù)庫的 InfluxDB 對(duì)比，TDengine 的單機(jī)版性能遠(yuǎn)好于 InfluxDB。因此，在綜合評(píng)估了適配、查詢、寫入和存儲(chǔ)等綜合能力后，我們最終選擇了 TDengine 這款產(chǎn)品。

iBuilding 項(xiàng)目屬于“智慧樓宇”的一部分，項(xiàng)目本身用于邊緣側(cè)對(duì)大型制冷設(shè)備（中央空調(diào)）的智能監(jiān)控與交互。具體應(yīng)用場(chǎng)景是：項(xiàng)目所涉及的幾十個(gè)樓區(qū)，各自都有一些大型離心式冷水機(jī)組（10 臺(tái)左右），我們?cè)诿總€(gè)樓區(qū)都部署了一個(gè) TDengine 到 ARM64 系統(tǒng)上。通過 Python 程序，系統(tǒng)會(huì)先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后把數(shù)據(jù)寫入 TDengine ，最后再把數(shù)據(jù)上傳到云端的 TDengine 進(jìn)行處理。

具體實(shí)踐

以其中一個(gè) Database 環(huán)境為例：

我們根據(jù) TDengine “一個(gè)設(shè)備一張表，一類設(shè)備一個(gè)超級(jí)表”的建模原則，創(chuàng)建了如下表，兩類設(shè)備的指標(biāo)數(shù)分別為 97 和 199 ，數(shù)據(jù)列以 float 和 int 為主，設(shè)備每 5s 上報(bào)一批數(shù)據(jù)：

對(duì)于邊緣側(cè)的數(shù)據(jù)采集，由于資源有限，所以資源數(shù)據(jù)的使用就成為了十分重要的指標(biāo)。這方面 TDengine 表現(xiàn)非常好，進(jìn)一步幫我們降本增效了。

我們承載數(shù)據(jù)庫服務(wù)的邊緣盒子配置為 2GB 內(nèi)存，4C CPU，ARM64 位的系統(tǒng)。由于子表數(shù)量不大，以及 TDengine 寫入內(nèi)存比較固定的特點(diǎn)，當(dāng)前內(nèi)存占用還不到 200MB。數(shù)據(jù)庫日常 CPU 消耗比較低，大概在 3%-5% 左右，保守估計(jì)即便寫入量擴(kuò)大 50-100 倍，也沒有問題。

應(yīng)用效果

求某個(gè)設(shè)備 70 天前到 40 天前之間，每隔一段時(shí)間的設(shè)備用電量，無數(shù)據(jù)則用 prev 值填充。結(jié)果如下：

查詢一個(gè)月之前的某設(shè)備某幾項(xiàng)指標(biāo)之和，按照時(shí)間戳降序排序。查詢大約 19 萬行數(shù)據(jù)，耗時(shí) 0.4s。結(jié)果如下：

經(jīng)驗(yàn)匯總

在使用 TDengine 的過程中，我們也遇到過一些小問題，比如：我們環(huán)境眾多，但是客戶端和服務(wù)端又要保持版本精確一致，升級(jí)起來會(huì)比較復(fù)雜。再比如：監(jiān)控庫中 log 中的 dn 表的 disk_used 語義并不是實(shí)際的 TDengine 對(duì)磁盤的占用，而是數(shù)據(jù)文件所在文件系統(tǒng)的總占用，有些情況下會(huì)讓用戶誤以為是 TDengine 的空間占用，導(dǎo)致與預(yù)期不符，就像下圖一樣：

后面我們和 TDengine 社區(qū)工作人員一起討論了這個(gè)情況，大家認(rèn)為可以新增一列，專門用來統(tǒng)計(jì) TDengine 的數(shù)據(jù)文件的大小，然后把它與 disk_used、disk_total 一起規(guī)范化統(tǒng)一命名，就可以防止用戶誤解了。

目前 TDengine 官方已經(jīng)在積極地處理優(yōu)化。這也是開源社區(qū)的一大價(jià)值，大家都可以參與進(jìn)去，讓產(chǎn)品不斷迭代，發(fā)展地更好。

寫在最后

當(dāng)前，TDengine 主要被應(yīng)用于中央空調(diào)制冷設(shè)備的監(jiān)控業(yè)務(wù)中，作為先行試點(diǎn)，這一場(chǎng)景已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果。但由于機(jī)組價(jià)格昂貴、成本較高，因此通過平臺(tái)動(dòng)態(tài)生成操作指令的這類智能化操作仍需謹(jǐn)慎，所以目前該功能還沒有正式開放。

在樓宇智能化方面，我們也有很多工作要做，從邊緣側(cè)的監(jiān)控、到指令控制、再到邊云協(xié)同的一體化服務(wù)，我們會(huì)在這些場(chǎng)景中繼續(xù)探索和挖掘 TDengine 的潛力。