Comparison of SQL, NoSQL and TSDB database systems for smart buildings and smart metering applications

The article compares different types of databases for storing data sourced from smart building and smart metering systems. The differences between non-relational (NoSQL – NoRDBS), time-series (TSDB) and the most popular relational database (SQL – RDBS) were highlighted. Then, the possibilities of practical usage of them for gathering data from typical sensors used in buildings and the integration with the most popular installation standards (KNX, LCN) and communication protocols (Modbus, MQTT, MBus) were examined. For examination, the most popular software under opensource licenses were selected: PostgreSQL as a relational database; MongoDB as a non-relational document database; and InfluxDB as a TSDB database. Installation and configuration methods, the possibility of integration with other systems and interfaces to popular programming languages (C#, Python, Java, C++) were compared. In the empirical part, the following were studied: access times and increase in used disk space in cooperation with a real sensor to reach 1 million records in each of the databases. In the conclusions, the results are presented and the authors’ suggestions for potential applications for the databases in the fields mentioned in the title are provided.

---

W artykule porównano różne typy baz danych na potrzeby przechowywania danych pochodzących z systemów inteligentnego budynku i smart-meteringu. Zwrócono uwagę na różnice pomiędzy bazami nierelacyjną (NoSQL – NoRDBS), opartą o szeregi czasowe (TSDB) i najpopularniejszą bazą relacyjną (SQL – RDBS). Następnie przeanalizowano możliwości ich praktycznego wykorzystania na potrzeby gromadzenia danych z typowych czujników stosowanych w inteligentnym budownictwie oraz integracji z najpopularniejszymi standardami instalacji (KNX, LCN) i protokołów komunikacyjnych (Modbus, MQTT, MBus). Do przebadania wybrano najpopularniejsze systemy na licencjach open-source: PostgreSQL jako baza relacyjna; MongoDB jako baza nierelacyjna dokumentowa oraz InfluxDB jako baza typu TSDB. Porównano sposoby instalacji i konfiguracji, możliwość integracji z innymi systemami oaz interfejsy dostępowe dla popularnych języków programowania (C#, Python, Java, C++), a w części empirycznej czasy dostępu i przyrost zajetej przestrzeni dyskowej we współpracy z rzeczywistym czujnikiem do osiągnięcia 1 miliona rekordów w każdej z baz. We wnioskach przedstawiono wyniki oraz zebrano sugestie autorów dotyczące potencjalnych zastosowań dla przetestowanych systemów baz danych w dziedzinach zawartych w tytule.