光伏逆变器出海和运维提效

网络规划

请参考表格中的说明和方案默认示例值为每个规划项做详细规划并在实际部署时将默认示例值修改为您的实际规划。

规划云资源

请参考表格中的说明和方案默认示例值为每个规划项做详细规划并在实际部署时将默认示例值修改为您的实际规划。

1. 创建物联网平台实例

1. 登录物联网平台控制台。

2. 在实例概览页签的购买企业版实例卡片中，单击购买实例。

3. 在实例购买页面，选择美国（硅谷）地域的标准型，然后根据您的业务需求选择实例下资源规格，并完成购买。

2. 创建专有网络VPC和交换机

云服务器ECS实例必须部署在专有网络VPC的交换机，因此，您需要创建1个专有网络VPC和1个交换机vSwitch。

1. 登录专有网络管理控制台。

2. 在顶部菜单栏，选择美国（硅谷）地域。

3. 在左侧导航栏，单击专有网络。

4. 在专有网络页面，单击创建专有网络。

5. 在创建专有网络页面，配置1个专有网络和1台交换机。

   项目	说明	示例值
   VPC名称	建议您在部署过程中新建一个VPC作为本方案的专有网络。部署过程中填写VPC名称即可创建对应名称的VPC。 长度为2~128个字符，以英文大小字母或中文开头，可包含数字、下划线（_）和连字符（-）。	VPC_IoT
   IPv4网段	在创建VPC时，您必须按照无类域间路由块（CIDR block）的格式为您的专有网络划分私网网段。阿里云VPC支持的网段信息请参见专有网络组成部分。 在网络规划时可以按照管理网段-开发网段-测试网段-生产网段等规则做好规划。网段一旦投入使用，调整过程复杂，因此规划十分重要。	192.168.0.0/16
   Vswitch名称	建议您在部署过程中在新建的VPC内创建虚拟交换机。部署过程中填写交换机名称即可创建对应名称的虚拟交换机。 长度为2~128个字符，以英文大小字母或中文开头，可包含数字、下划线（_）和连字符（-）。	vsw_001
   可用区	在规划的地域内选择1个可用区。 建议选择排序靠后的，一般此类可用区较新。新可用区资源更充沛，新规格也会在新的可用区优先上线。	可用区J
   IPv4网段	每台虚拟交换机需要一个IPv4网段。	192.168.1.0/24

3. 创建安全组

您已经在1个专有网络VPC下创建1台交换机。接下来您需要创建1个安全组，用于限制该专有网络VPC下交换机的网络流入和流出。

1. 登录ECS管理控制台。

2. 在顶部菜单栏，选择美国（硅谷）地域。

3. 在左侧导航栏，选择网络与安全>安全组。

4. 在安全组页面，单击创建安全组。

5. 在创建安全组页面，创建1个安全组。

   项目	说明	示例值
   名称	设置安全组的名称。	SecurityGroup_1
   网络	选择之前规划的专有网络VPC。	VPC_IoT
   安全组类型	本方案需从公网拉取博客网站服务镜像，因此选择普通安全组，以实现公网出方向所有地址可访问。实际部署时，您建议选择安全性更高的企业级安全组。	普通安全组

4. 创建云服务器ECS

您已经创建1个专有网络VPC及一个交换机vSwitch。接下来您需要在这个可用区下创建2个云服务器ECS实例，其中一台ECS实例模拟设备上报和接收数据，另一台ECS实例作为用户的服务端。

1. 登录ECS管理控制台。

2. 在顶部菜单栏，选择美国（硅谷）地域。

3. 在左侧导航栏，选择实例与镜像>实例。

4. 在实例页面，单击创建实例。

5. 在云服务器ECS购买页面，创建1台云服务器ECS。

   项目	说明	示例值
   实例名称	长度为2~128个字符，以英文大小字母或中文开头，可包含大小写字母、中文、数字、半角句号（.）、下划线（_）、半角冒号（:）或短划线（-）。	APP001、APP02
   可用区	本方案要求一台云服务器ECS实例与一个虚拟交换机位于同一可用区。	可用区J
   支付方式	ECS实例的计费方式。 ECS计费的详细信息请参见ECS计费方式概述。	按量付费
   实例规格	ECS的实例规格及内核、vCPU数量。关于ECS选型的最佳实践请参见选型最佳实践。	ecs.s6-c1m1.small
   镜像	ECS的“装机盘”，为ECS实例提供操作系统、预装软件等。	Ubuntu
   镜像版本	镜像的版本。	Ubuntu 20.04 64位
   系统盘类型	硬盘类型。	ESSD云盘
   系统盘容量	硬盘容量。	20 GiB
   安全组	使用之前创建的安全组。	SecurityGroup_1

1. 创建产品和设备

1. 创建产品。

   1. 在实例概览页面，单击购买的实例。

   2. 在左侧导航栏，选择设备管理>产品，单击创建产品。

   3. 在新建产品页面，配置如下参数，单击确认。

      • 产品名称：光伏逆变器

      • 所属品类：自定义品类

      • 节点类型：直连设备

      • 联网方式：Wi-Fi

2. 创建设备。

   1. 在左侧导航栏，选择设备管理>设备，单击创建设备。

   2. 在对话框中配置产品为光伏逆变器，DeviceName为device1，单击确认。

   3. 创建设备完成后，在弹出的添加完成对话框，单击前往查看，跳转到设备详情页面。

   4. 复制并保存设备证书（ProductKey、DeviceName和DeviceSecret）。设备证书是设备后续与物联网平台交流的重要凭证。

2. 设备接入物联网平台

设备可以用多种语言的SDK接入物联网平台。本方案以C语言Demo作为一个示例。其他语言的示例请参见Java Link SDK，Python Link SDK。

1. 登录ECS实例。登录方式，请参见连接方式概述。

   说明

   本示例的开发环境为Ubuntu，开发工具为GCC和Make，开发语言为C语言。

2. 执行以下命令，安装GCC和Make。

   sudo apt-get install gcc make

3. 执行以下命令，获取Demo文件。

   wget https://linkkit-export.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/quick_deploy/LinkSDKdemo.zip

4. 执行以下命令，解压Demo文件。

   unzip LinkSDKdemo.zip

5. 打开./LinkSDKdemo/demos/mqtt_basic_demo.c文件，配置如下参数，然后保存文件。

   参数	示例	说明
   PRODUCT_KEY	k00p********	您添加设备后，保存的设备证书信息您可在控制台中设备device1的设备详情页面查看。
   DEVICE_NAME	device1
   DEVICE_SECRET	b2e6e4f102458d84***
   MQTT_HOST	iot-0***a.mqtt.iothub.aliyuncs.com	MQTT设备接入域名。您可在控制台中实例的实例详情页面，单击查看开发配置，查看MQTT的信息。

   /* TODO: 替换为自己设备的设备证书 */
   #define  PRODUCT_KEY      "${YourProductKey}"
   #define  DEVICE_NAME      "${YourDeviceName}"
   #define  DEVICE_SECRET    "${YourDeviceSecret}"
   
   /* TODO: 替换为自己实例的接入点 */
   #define MQTT_HOST          "${YourInstanceId}.mqtt.iothub.aliyuncs.com"

6. 在SDK根目录/LinkSDKdemo下，执行make命令，完成样例程序的编译。

   生成的样例程序./output/mqtt-basic-demo。

   make clean
   make

7. 运行样例程序。

3. 服务端订阅设备消息

设备连接物联网平台后，数据直接上报至物联网平台，平台上的数据可以通过AMQP客户端流转至您的服务器。本方案中，使用一台ECS实例APP02作为服务端。

1. 为消息消费端配置消费组身份，用于企业服务器通过消费组获取转发的消息。

   1. 在左侧导航栏，选择消息转发 > 服务端订阅，单击消费组列表页签。

   2. 单击创建消费组。

   3. 在创建消费组对话框中，设置消费组名称为光伏逆变器，单击确认。

   4. 创建消费组成功后，跳转到消费组详情页面。复制并保存消费组ID值，用于AMQP客户端接入。

2. 为光伏逆变器产品配置服务端订阅，用于您的服务器直接订阅产品下多种类型的消息。

   1. 在左侧导航栏，选择消息转发 > 服务端订阅。

   2. 在服务端订阅页面的订阅列表页签下，单击创建订阅。

   3. 在创建订阅对话框，设置参数后单击确认。

      推送消息类型，选择设备上报消息、设备状态变化通知。消息类型说明，请参见配置AMQP服务端订阅。

3. 执行以下命令，下载服务端订阅AMQP Demo文件。

   说明

   本步骤的AMQP Demo文件使用Java语言。

   wget https://linkkit-export.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/quick_deploy/amqp-demo.zip  

4. 执行以下命令，解压文件。

   unzip amqp-demo.zip

5. 在src/main/java/com.aliyun.iotx.demo/AmqpClient.java文件中，参照下表，修改JMS客户端接入物联网平台代码中的参数值。

   说明

   本Demo代码中，添加了结束程序的代码（Thread.sleep(60 * 1000);），即程序启动成功，运行一分钟后会结束。实际场景中，您可根据业务需求自行设置程序启动逻辑。

   参数	示例	说明
   accessKey	LTAI4GFGQvKuqHJhFa******	登录物联网平台控制台，将鼠标移至账号头像上，然后单击AccessKey管理，获取AccessKey ID和AccessKey Secret。
   accessSecret	iMS8ZhCDdfJbCMeA005sieKe******
   consumerGroupId	VWhGZ2QnP7kxWpeSSjt******	已创建的光伏逆变器消费组ID。
   iotInstanceId	iot-cn-6ja***	实例ID。 您可在物联网平台控制台的实例概览页面查看。
   clientId	12345	客户端ID，可自定义，长度不可超过64个字符。建议设置为您的AMQP客户端所在服务器UUID、MAC地址、IP等唯一标识，方便您识别区分不同的客户端。 AMQP客户端接入成功后，在控制台的光伏逆变器的消费组详情页面，显示该参数。
   connectionCount	4	启动AMQP客户端的连接数，最大不超过64个。用于实时消息推送的扩容。 消费组详情页面会以${clientId}+"-"+数字形式，显示连接的客户端。其中数字最小值为0。
   host	iot-***.amqp.iothub.aliyuncs.com	AMQP接入域名。 您可在控制台中实例的实例详情页面，单击查看开发配置，单击AMQP页签查看。

6. 在pom.xml文件中，已添加相关Maven依赖。在amqp-demo根目录执行以下命令，重新加载Maven变更，构建项目。在amqp-demo/target目录下生成可部署的JAR包。

   mvn clean package

7. 在amqp-demo/target目录执行以下命令，运行生成的JAR包。

   java -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar

4. 云端下发消息给设备

设备连接到物联网平台后，业务服务端可以通过物联网平台提供的云端API向设备发送指令。

1. 在服务端订阅设备消息时下载的amqp-demo/src/main/java/com/aliyun/iotx/demo/AmqpClient.java文件中：

   1. 在文件开头添加以下依赖。

      import com.aliyuncs.DefaultAcsClient;
      import com.aliyuncs.exceptions.ClientException;
      import com.aliyuncs.iot.model.v20180120.PubRequest;
      import com.aliyuncs.iot.model.v20180120.PubResponse;
      import com.aliyuncs.profile.DefaultProfile;
      import com.aliyuncs.profile.IClientProfile;

   2. 在processMessage方法中添加以下代码块。

      try {
          DefaultProfile.addEndpoint("cn-shanghai", "cn-shanghai", "Iot", "iot.cn-shanghai.aliyuncs.com");
      } catch (Exception e) {
          System.out.println("DefaultProfile exception");
      }
      
      IClientProfile profile = DefaultProfile.getProfile("cn-shanghai", "${accessKey}", "${accessSecret}");
      DefaultAcsClient defaultAcsClient = new DefaultAcsClient(profile);
      
      PubRequest pubRequest = new PubRequest();
      pubRequest.setIotInstanceId("${instanceId}");
      pubRequest.setProductKey("${productKey}");
      // 要发送的消息主体。您需要将消息原文转换成二进制数据，并进行Base64编码，从而生成消息主体。注意您的设备收到的会是Base64解码后的数据。
      pubRequest.setMessageContent("eyJ0ZXN0IjoidGFzayBwdWIgYnJvYWRjYXN0In0=");
      // 发送给设备的topic，您可以自定义
      pubRequest.setTopicFullName("/${productKey}/${deviceName}/user/get");
      
      PubResponse response = null;
      try {
          response = defaultAcsClient.getAcsResponse(pubRequest);
      } catch (Exception e) {
          logger.error("执行失败：e:" + e.getMessage());
      }
      
      

      参数	示例	说明
      accessKey	LTAI4GFGQvKuqHJhFa******	登录物联网平台控制台，将鼠标移至账号头像上，然后单击AccessKey管理，获取AccessKey ID和AccessKey Secret。
      accessSecret	iMS8ZhCDdfJbCMeA005sieKe******
      InstanceId	iot-cn-6ja***	实例ID。您可在控制台的实例概览页面查看。
      productKey	k00p****	产品key，可以通过设备管理>设备详情页查看。
      deviceName	device1	设备名称，可以通过设备管理>设备详情页查看。

2. 在amqp-demo根目录执行以下命令，重新加载Maven变更，构建项目。在amqp-demo/target目录下生成可部署的JAR包。

   mvn clean package

3. 在amqp-demo/target目录执行以下命令，运行上一步骤生成的JAR文件。

   java -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar

5. 光伏智能运维

本步骤主要介绍如何在物联网平台，使用您的逆变器上报的I-V曲线数据来识别光伏组件故障，物联网平台提供了实时数据解析、离线SQL分析洞察工具来清洗原始I-V曲线数，让其更符合光伏智能运维算法的输入要求，同时提供的数据API可以通过HTTP接口调用获取这些分析后数据。

1. 本案例以光伏逆变器数据举例，相关的数据结构如下。本方案以s0、s5两个故障举例。

   故障编码	描述
   s0	健康状态
   s1	光伏阵列部分遮挡
   s2	光伏阵列串联电阻老化
   s3	光伏阵列模组短路
   s4	光伏阵列并联电阻老化
   s5	光伏阵列子串断路

2. 数据预处理。如果设备上报的数据是JSON格式，请跳过这步前往下一步。如果设备上报的数据是Protobuf格式，需要转成JSON格式。

   1. 在左侧导航栏，选择数据服务>数据解析。

   2. 单击新建解析，配置任务名称光伏逆变器。

   3. 单击操作列的查看进入任务编辑画布。

   4. 单击中间画布的源节点，在右侧面板配置如下信息，单击下一步。

      1. 数据源类型为IoT实例Topic。

      2. 所属实例、所属产品、所属设备为之前创建的物联网平台实例、云网关产品和全部设备。

      3. 配置Topic类型为自定义类型。

   5. 在Topic数据格式列表中选择ProtoBuf，配置以下信息，单击保存。

      1. 上传光伏逆变器的.desc文件，用于解析ProtoBuf格式数据。

         说明

         生成.desc文件的步骤，请参见附录：生成.desc文件。

      2. 选择消息类型后，上传二进制数据文件，配置样例数据。

      3. 单击校验解析，查看解析结果。若解析成功，可在解析预览中查看数据。若解析失败，则根据提示，修正样例数据后，重新校验。

   6. 单击源节点后面的加号，选择数据计算节点。单击数据计算节点，查看数据的所有字段。

      说明

      数据节点的更多信息，请参见配置数据计算和数据过滤。

   7. 单击数据计算节点后的加号，选择目标节点。单击目标节点，选择提前创建好的自定义存储表光伏逆变器，保存转化成JSON格式后的ProtoBuf格式数据。

      说明

      创建自定义存储表的步骤，请参见创建和管理自定义存储表。

   8. 配置完数据解析后，单击页面右上角的启动。启动自动更新为启动中。启动成功后，启动中自动更新为停止。请耐心等待。

      说明

      启动数据解析任务时，系统会自动试跑校验该任务。若校验失败，需要根据提示修正配置后，重新启动。

3. 设备上报的数据经过预处理后，得到光伏逆变器的健康状态和断路状态两种数据。

4. 订阅I-V曲线诊断算法。

   1. 登录物联网平台控制台。

   2. 在实例概览页面，单击目标企业版实例的卡片。

   3. 在左侧导航栏，选择数据服务 > 数据应用。

   4. 在数据应用页面，选择数据智能>订阅详情。

   5. 单击光伏智能运维后操作列的购买，根据页面提示完成购买。配置项说明，请参见订阅算法。

5. 创建和配置I-V曲线诊断算法实例。

   1. 在数据应用页面，选择数据智能 > 算法实例。

   2. 单击创建实例。配置实例名称为光伏逆变器数据，算法模板为光伏智能运维-IV曲线诊断。

   3. 单击确认，创建算法实例。创建实例预计需要花费3～5分钟。

   4. 创建完成后，选择数据智能 > 算法模板。

   5. 单击I-V曲线诊断后操作列的查看，单击创建阵列。

   6. 配置基本信息、品牌型号等参数。参数说明，请参见配置算法实例。

   7. 在算法实例详情页查看已添加的阵列。单击目标阵列右侧操作列的IV检测。

   8. 在右侧面板，配置检测数据的环境光强度、环境温度、采集时间、上传IV数据。

      参数环境光强度、环境温度、采集时间取值范围和单位以页面输入框提示为准。

   9. 单击开始检测。检测完成后，页面弹出检测结果对话框，可查看诊断状态和对应可能性概率。IV曲线故障检测模型会推理阵列的状态，给出6个故障状态的可能性概率。

设备接入

完成了配置后，您可查看设备的接入情况。

登录物联网平台控制台，在左侧导航栏，选择设备管理 > 设备，找到设备，查看设备的状态和运行日志。

• 查看设备状态。设备状态显示为在线，则表示设备与物联网平台成功连接。

• 在设备详情页面，单击日志服务页签，查看设备上线、订阅Topic和上报消息的日志。

服务端订阅设备消息

运行示例代码后，返回类似如下信息，表示AMQP客户端已接入物联网平台并成功接收消息。

云端下发消息给设备

正常返回示例

{
      "RequestId":"BB71E443-4447-4024-A000-EDE09922891E",
      "Success":true,
      "MessageId":889455942124347329
  }

光伏智能运维

IV曲线故障检测模型会推理阵列的状态，给出6个故障状态的可能性概率。

• 下图是健康状态npar_3_nser_9_n1211_s0IV曲线数据的检测结果，推理健康状态概率是1.0。

  

• 下图是光伏阵列子串断路npar_3_nser_9_n1211_s5IV曲线数据的检测结果，推理断路概率是0.88。