黑马高科在设计研发光伏发电新能源管理系统时，在现场数据采集和云平台数据处理方面参考了多种通信协议。经过综合考量，我们最终选择了 EMQX 通信技术架构。EMQX 是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输平台。EMQX 具有轻量、简单、开放和易于实现、便于扩展等特点。
基于 EMQX 消息中间件，我们轻松实现了现场数据采集、云平台数据处理以及多种前端展示等环节的松耦合，简化了整个系统的数据交互过程。让我们的各个团队能够专注于围绕着 EMQX 数据中心进行上层应用开发。同时， EMQX 产品还具备清晰的实时监控、维护功能以及网络安全认证管理能力，为后续大规模设备接入和创新应用提供了有力保障。
—— 任广阔｜黑马高科，新品开发部副总工程师
企业简介
江苏黑马高科股份有限公司（以下简称“黑马高科“）是一家专业从事智能电网、电力通信设备研发、生产及运维监控的高新技术企业。公司业务主要聚焦于电力通信类设备、电力自动化监控终端设备、以及电力远程运维服务。公司以原电力部直属企业 40 多年电力工业产品生产为基础，凭借国家电力事业发展和国际工程项目的优势，为客户提供卓越的产品和服务。公司总部位于南京，生产基地位于扬州，年通信设备产能达 5 亿元，电气设备产能达 3 亿元。
项目背景
当前，全球光伏市场正处于迅猛增长的阶段，各国都在加强对光伏发电领域的投资与支持。然而，随着大规模集中式和分布式光伏电站的建设与运行，如何实时了解各电站的运行情况和发电数据，实现远程监控，并提升整体运维管理水平，已成为投资运营商所关注的核心问题。
黑马高科希望对集团公司旗下所有的光伏电站实现完整、统一的实时运行监控、运行管理以及设备管理。为解决光伏电站分布广、数量众多且分散、数据无法共享、以及不同厂商产品不兼容等问题，公司构建了 “黑马高科光伏运维平台 DSOP”，并选用 EMQ 的旗舰产品 EMQX 做为平台架构中物联网数据层的数据服务中心。通过该平台，公司实现了对光伏电站数据的统一采集、传输、监控和管理。
建设光伏电站运维平台的挑战
由于黑马高科的光伏电站分布范围广，数量多且分散，且监控系统由不同供应商提供，因此在建设一个集中统一的光伏电站物联网运维平台时，黑马面临以下挑战：
- 设备兼容性问题：由于不同供应商提供的监控系统设备可能存在差异，如何确保这些设备与运维平台之间的兼容性是一大挑战。
- 大数据并发和存储：光伏电站物联网平台会产生大量数据，如光伏发电量、设备状态、环境数据等。如何高效地传输、汇聚和存储这些数据，并进行有价值的数据分析和挖掘，是一项技术挑战。
- 数据安全性和隐私保护：保障设备、数据和通信的安全对于光伏电站的稳定运行和数据可信性至关重要。如何确保数据的安全性和隐私不被侵犯，是运维平台必须解决的问题。
- 平台集成与扩展：黑马高科的光伏运维平台 DSOP 在应用层前端采用 React 框架技术，后端采用最新的 Spring Boot 开放架构，并且融合了百度 GIS、微信推送等互联网技术。这种复杂的架构要求平台高效地实现光伏电站的物联网数据与应用平台的对接，同时确保平台的易集成性和可扩展性。
解决方案
黑马高科光伏运维平台 DSOP 选用 EMQX 分布式 MQTT 消息服务器来作为传输数据的数据服务中心，为各个光伏电站数据提供了统一传输和并发处理能力，实现了物联网平台和应用层的解耦。项目在架构设计上更为开放、合理，能够进行持续的升级和迭代。
项目关键技术如下：
- 光伏电站数据接入：在光伏电站部署物联网数采网关，实现对光伏发电量、设备状态、环境等数据的采集。然后通过 4G、以太网、5G 等多种无线通讯方式，对接 MQTT 消息服务器 EMQX， 完成数据上云。
- 海量数据汇聚与并发：EMQX 提供高可用集群架构，支持动态水平扩展，单节点百万级连接支持，每秒 20 万条 MQTT 消息的发布与订阅。这为光伏运维平台 DSOP 提供了稳定、可靠、易扩展的数据接入和服务平台。
- 数据安全：平台基于 EMQX 支持 JWT 认证技术，保证数据安全与操作安全。同时，EMQX 提供安全的 TLS 数据链路层加密协议接入，确保数据传输的安全性。
项目成果
基于 MQTT 物联网通讯技术，黑马高科光伏运维平台实现了大数据可视化看板、实时数据监视、发电报表生成、地理位置分布展示以及微信推送等多种智能化业务。
黑马高科光伏运维平台的界面 通过使用基于 EMQX 构建的 MQTT 消息服务总线，平台成功实现了物联网平台与业务平台的解耦。这一改进使得整个平台的开发效率提升了 30%，并显著降低了开发成本。
- EMQX 提供了直观的可视化监控和管理界面，使用户能够实时监控物联网设备和消息传输。用户可以查看设备连接状态、消息流量以及其他关键指标。此外，用户还可以进行设备管理、故障排除以及系统配置等操作，从而提高运维效率。