1. 簡介

本文以一個含有“風光儲”的微電網系統監控為例，詳細介紹如何快速地把以 SparkplugB 格式上報的設備數據寫入 TDengine TSDB 時序數據庫，然后通過 TDengine IDMP 構建(jian)資產模(mo)型，利用 AI 自動生(sheng)成可視化面(mian)板和實時(shi)分析，實現分鐘(zhong)級搭建(jian)高(gao)效、智能的(de)(de) 微電(dian)網 的(de)(de)監控系(xi)統。

在這(zhe)個方案中(zhong)，TDengine TSDB + TDengine IDMP 的組合能夠(gou)為您帶(dai)來四大好處：

1. 輕松完成數據導入：TDengine IDMP 與 TDengine TSDB 無縫集成，當 SparkplugB 監控數據寫入 TSDB 后，能夠快速導入 IDMP 并以樹形結構的方式展現被監控的設備，設備資產一目了然。
2. 無問智推，數據自己說話：不用在 TDengine 側做任何配置，不用腳本，不用提問，IDMP 會基于采集的數據，自動判斷為 微電網 監測場景，自動為您推薦面板和實時預警，微電網系統的運行狀態盡在掌控之中。
3. 智能問數，隨問隨答：不用 SQL，不用任何腳本語言，你只要用自然語言說出感興趣的數據分析或面板，IDMP 將會自動幫您創建，把數據可視化與分析的使用門檻降為 0。
4. 如果添加新的被監測的設備，只要配置好 SparkplugB 數據源，在 TDengine 側不用做任何設置和操作，設備就被自動的加入到監測的對象中，最大程度節省人力。

2. 前提條件

• 已安裝 Docker 和 Docker Compose。本示例采用 Docker Compose 方式快速部署 TDengine IDMP 服務。
• 被監控的設備上報的 SparkplugB 格式的數據。為便于演示，本示例使用 SparkplugB 模擬生成器 模擬某工業園區微電網的場景。
• MQTT Broker 已具備。本示例的 MQTT Broker 部署在宿主機，地址：192.168.157.1:1883，請根據您自己的環境替換。

3. 配置指南

3.1 快速啟動 TDengine IDMP 服務

• 克隆 倉庫

git clone //github.com/taosdata/tdengine-idmp-deployment.git

• 使用 Docker Compose 啟動 TDengine IDMP。該命令會自動拉取所需鏡像（如本地不存在），并以后臺模式啟動 TDengine IDMP 服務和 TDengine TSDB 服務。

cd tdengine-idmp-deployment/docker
docker compose up -d

• 至此，TDengine IDMP 服務已成功啟動。您可以在瀏覽器輸入 //ip:6042 訪問 IDMP 服務，輸入 //ip:6060 訪問 TSDB 服務。更多細節請參見 。

說明：TDengine IDMP 服務默認使用 TDengine TSDB 作(zuo)為其數據源(yuan)，IDMP 實例(li)會自動(dong)創建到上(shang)述 TSDB 的連接。

3.2 在 TSDB 實例創建 DB

1. 瀏覽器訪問 TSDB 實例，點擊【數據瀏覽器】，在數據瀏覽器頁面點擊【創建數據庫】。
2. 設置數據庫名稱為 db_microgrid，完成 DB 創建。

3.3 模擬微電網場景并上報 SparkplugB 數據

本示例(li)將模(mo)擬一個工業園(yuan)區的微電網場景（為便于(yu)演(yan)示，簡化了設備數(shu)量和(he)指(zhi)標(biao)數(shu)量，實際上可隨意擴充(chong)）

下載 SparkplugB 模擬生成器：spb_pub。目前只支持(chi)在 linux 系統(tong)中運行，分(fen)為 x64 和 arm64 版本下(xia)載(zai)：

下載適合您CPU架構的壓縮包文件。如果宿主機不是 linux 系統，建議把 壓縮包文件 復制到容器 tdengine 中運行（容器名稱也可能是 tdengine-tsdb，請根(gen)據實際環(huan)境替換）。

# 從宿主機復制壓縮包文件（假設是spb_pub-x86_64.tar.gz）到容器
docker cp spb_pub-x86_64.tar.gz tdengine:/root
# 進入容器內
docker exec -it tdengine /bin/bash
# 在容器內，解壓縮工具
tar -zxvf spb_pub-x86_64.tar.gz

按照 README.md 的說明，模(mo)擬本示(shi)例場景構建出新的配置文(wen)件，在 spb_pub 目錄下放置：microgrid.toml

運行(xing) SparkplugB 模擬生成器，發布到 MQTT Broker：

cd /root/spb_pub
./spb_pub --schema microgrid.toml --host 192.168.157.1

數據開始上報：

3.4 零代碼寫入數據到 TSDB

瀏(liu)覽器訪問 TSDB 實例(li)，創建(jian) SparkplugB 數據寫入任務。

創建數據寫入任務 DataIn_Microgrid，類型為 SparkplugB，目標數據庫選 db_microgrid，Brokers 填寫地址 192.168.157.1:1883，客戶端 ID 按要求填寫一個，【檢查連通性】，確保提示 數據源可用。

【訂閱配置】中，Group ID 填寫 Industrial_Park，節點/設備列表 填寫 Micro_Grid/PV_Inverter_1,Micro_Grid/PV_Inverter_2,Micro_Grid/Wind_Turbine_1,Micro_Grid/Wind_Turbine_2,Micro_Grid/Battery_1,Micro_Grid/Env_Sensor_1,Micro_Grid/Grid_Interface_1，消息類型填寫 DBIRTH,DDATA，下發 REBIRTH 命令 為 true。

【從(cong)服(fu)務器檢索】，如果出現 Payload 示(shi)例數(shu)據并(bing)能(neng)正常解析，說明 SparkplugB 數(shu)據上(shang)報成功(gong)。

【創建超級(ji)表】stb_microgrid，如下圖：

【映射】，SubTableName 一般填寫 t_{group_id}_{edge_node_id}_{device_id}_{name}，但因本示例中 group_id 和 edge_node_id 都是僅有一個值，因此簡化寫為：t_{device_id}_{name}

【提(ti)交】成功，【查(cha)看】任務狀態。顯(xian)示(shi)系統已自(zi)動創建表(biao)并寫入數據。

3.5 在 IDMP 中創建元素模板

瀏(liu)覽器訪問 IDMP 實例，激活。創建元(yuan)(yuan)素模板及元(yuan)(yuan)素，將 TDengine TSDB 的數據加載至 TDengine IDMP。

首先創建元素模板。

【基礎庫】->【元素模板】->【新建元素模板】，【模板名稱】填 光伏逆變器，【元素命名模式】為 模板名稱 即 ${Template#name}${KEYWORD1}，【保存】

首次添加 ${KEYWORD1} 時，系統要求【請輸入關鍵字描述】，此處填寫 請輸入設備編號（正整數）

右上角切換至 元素模板 > 光伏逆變器 > 屬性面板 ，【新增屬性模板】，【名稱】填 光伏發電功率，【值類型】選 Double , 【顯示的小數位數】2，【計量單位分類】選 功率，【默認計量單位】選 千瓦，【顯示計量單位】選 千瓦，【數據引用類型】選 TDengine 指標

在彈出的【數據引用表達式】填寫：【連接】TDengine；【數據庫】db_microgrid；【源表名稱模式】t_PV_Inverter_${KEYWORD1}_solar_pv_output；【列】value

說明：

• 替換字符串 KEYWORD 在具體的元素模板內有效，同個元素模板內如果用到相同 KEYWORD，只需創建一次。
• 如果是手工新建的元素模板也用到 KEYWORD，必須點【+】顯式創建；如果是通過復制元素模板，則不用。
• 如果一個元素模板里有多個屬性，可以復制屬性模板，粘貼并編輯得出另一個屬性模板。最終得到效果如下：

按(an)照上述方法，創建(jian)出(chu)所有(you)5個元(yuan)素(su)模板(ban)。完整的配置過程參見：微電(dian)網_元(yuan)素(su)模板(ban).csv

說明：

• 屬性模板可以跨元素模板復制粘貼，但每個元素模板里都需要建自己的 KEYWORD。
• IDMP 已內置了各種計量單位，如有需要擴展的，可在【基礎庫】->【計量單位】里擴展。本示例中，添加了計量單位類型 功率密度，擴展了計量單位 W/㎡ 用在 太陽輻照強度；擴展了計量單位 hPa 用在 大氣壓力。

3.6 創建資產模型

【元素瀏覽器】->【元素】，按層級依次構建 工業園區 > 微電網，在元素 微電網【新建子元素】光伏發電系統 和 風力發電系統。

選擇元素 光伏發電系統，【新建子元素】，【模板】選 光伏逆變器，【KEYWORD1】填 1

按上述步驟，依次選擇不同的元素模板創建出 光伏發電系統 和 風力發電系統 的所有子元素。

在元素 微電網【新建(jian)子元素】，選擇另外(wai)3個元素模(mo)板，創建(jian)出另外(wai)3個設備。最終得(de)到資產(chan)模(mo)型如下：

在(zai)【元素(su)瀏覽器(qi)】中，IDMP 會自動根據資產模型(xing)的(de)路徑信(xin)息，以樹形結(jie)構(gou)的(de)方式展示(shi)微電網的(de)監控參數。

3.7 體驗 AI 生成面板

• 在左側資源瀏覽器中，點擊 工業園區 > 微電網 > 電網接口 元素，通過上方路徑導航菜單選擇【面板】，跳轉至該元素的 AI 推薦面板頁面。
• 等待 AI 生成面板推薦后，您可根據需求進行選擇，例如：“過去一小時電網頻率和交換功率”，在您感興趣的面板右上方的菜單中，點擊【生成】按鈕。等待面板生成后，可以【查看】該面板。

• 面板生成后，您還可以在該面板的詳情頁面中選擇【高級】，查看 AI 創建面板時使用的 SQL 語句：

SELECT _wstart,AVG(`電網頻率`) AS `電網頻率`,AVG(`交換功率`) AS `交換功率` 
FROM `idmp`.`vt_電網接口_411057` 
WHERE  _c0 >= now-1h and _c0 <= now INTERVAL(1m)

• 點擊【保存】，即可在下方面板列表中查看 電網接口 元素下對應的面板。

3.8 體驗 AI 分析

• 在左側資源瀏覽器中，點擊 工業園區 > 微電網 > 風力發電系統 元素，通過上方路徑導航菜單選擇【分析】，跳轉至該元素的 AI 推薦分析頁面。
• 等待 AI 生成分析問題推薦后，您可以根據需求進行選擇，例如：“風力發電系統的風力發電機超過5分鐘沒有數據傳輸，則發出警告報警,記錄最后一條的風力發電功率,會話窗口。”，點擊您感興趣的問題鏈接，以進入分析編輯頁面，點擊頁面最下方的【保存】。

• 退回到分析列表中，即可查看對應的分析。

4. 更多

除了(le)(le)使用 Docker/Dcoker Compose 以外，TDengine 還支持其他(ta)部(bu)署方(fang)式(shi)。為了(le)(le)簡(jian)化(hua)部(bu)署，我們提供(gong)了(le)(le) Ansible， Helm 等多種(zhong)部(bu)署方(fang)式(shi)，詳見：；另外還提供(gong)云服務(wu)。

5. 小結

本文以 Step by Step 的(de)(de)方(fang)式(shi)，介紹了如(ru)何使用 TDengine TSDB + TDengine IDMP 快速搭建一個以 SparkPlugB 格式(shi)上報數據的(de)(de) 微電網(wang) 監(jian)控系(xi)統(tong)。以往需(xu)要幾天(tian)、甚(shen)至(zhi)幾周，并進行繁(fan)瑣的(de)(de)配(pei)置、調試才能搭建起來(lai)的(de)(de)系(xi)統(tong)，使用 TDengine IDMP 后，30分鐘內即(ji)可(ke)搞定。日后，如(ru)果有新(xin)的(de)(de)設(she)備需(xu)要被納入到(dao)監(jian)控系(xi)統(tong)中，只需(xu)選擇元素(su)模板(ban)(ban)創建元素(su)即(ji)可(ke)。如(ru)果監(jian)控的(de)(de)點位有變更(geng)或(huo)新(xin)增(zeng)，僅需(xu)更(geng)新(xin)元素(su)模板(ban)(ban)里相應的(de)(de)屬性模板(ban)(ban)即(ji)可(ke)，無(wu)需(xu)操作其他地(di)方(fang)。

搭建(jian)整個監控系統(tong)的(de)(de)工作(zuo)幾乎都在 SparkPlugB 數據源的(de)(de)準備 以及 構建(jian)資產(chan)模型，無需(xu)(xu)編寫復雜的(de)(de) SQL 語句(ju)，無需(xu)(xu)腳(jiao)本(ben)和(he)(he)其他配(pei)置，無需(xu)(xu)學習 Grafana，無需(xu)(xu)了解多少(shao) 微電網(wang) 知識，即可輕松掌握 微電網(wang) 的(de)(de)運(yun)行狀態，實時監控和(he)(he)分析 微電網(wang) 的(de)(de)工況并采(cai)取相應措(cuo)施。