摘要
双碳政策落地、绿色工厂申报、重点用能单位在线监测已成制造、园区、建筑行业刚需。市面上商用 EMS 成本高昂、闭源难以二次改造，本文介绍一款完全开源、前后端分离、适配 PG+InfluxDB/TDengine的综合能源碳管理平台 ------ 智碳 EMS（zhitan-ems）。项目基于成熟若依框架开发，覆盖水电气热、光伏储能充电桩全品类采集，内置碳盘查、能耗对标、智能预警、尖峰平谷分析等核心模块，支持 Docker 一键部署，社区永久开源可商用授权，适合开发者学习、企业私有化部署、集成商二次开发。
一、行业痛点：为什么急需一套开源标准化能碳平台
当下工业、产业园区、大型商业建筑在能源管控普遍存在 4 大难题：
- 数据孤岛严重：电表、水表、光伏、中央空调、空压机设备协议不统一，多套系统割裂，无法统一汇总分析；
- 合规成本高：绿色工厂申报、省市能耗在线上报、碳排放台账手工整理，人力消耗巨大；
- 商用 EMS 不灵活：商业能源平台闭源，定制开发报价高，无法对接自有 MES、ERP；
- 时序数据性能差：传统 MySQL 存储能耗秒级点位，长期查询卡顿，无分布式扩容方案。
智碳 EMS 开源项目正是针对以上行业痛点打造，完全贴合《工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南》规范，一套系统解决能耗采集、能耗分析、碳管理、设备运维、合规上报全流程需求。
二、项目整体介绍：智碳 EMS 核心定位与开源资质
2.1 项目基础信息
开发主体：青岛智碳未来科技
开源协议：AGPL（开源学习）+ ZTPL（商用闭源授权）双协议，兼顾开发者学习与企业私有化商用需求。
2.2 核心适用场景
- 制造工厂：化工、建材、机械等高耗能企业能耗管控、工序单耗分析；
- 产业园区：园区总能耗、入驻企业分户计量、低碳园区建设；
- 公共建筑：医院、商场、写字楼水电气分项监测；
- 新能源场景：分布式光伏、储能、充电桩一体化运维；
- 政务端：区域能耗监管、重点用能企业线上核查。
2.3 差异化核心优势（对比 MyEMS、云 YJ-EMS 等同类开源项目）
- 政策合规深度拉满：原生内置能耗省市级上报接口、碳盘查核算模型、绿色工厂申报报表，同类开源系统极少完整覆盖双碳合规模块；
- 国内主流 Ruoyi 技术栈：Java+Vue3 生态，国内开发人员上手快，代码注释完善，学习门槛远低于 Python 栈 MyEMS；
- 双数据库架构解耦：PostgreSQL 存储业务关系数据，时序库（InfluxDB / 可无缝切换 TDengine）存储海量秒级采集点位，读写性能分层优化；
- 完整物联网链路：独立 MQTT 采集网关仓库配套，支持 Modbus、DL/T645、MQTT 主流仪表协议；
- 轻量化容器部署：全套 API、Web 前端 Docker 镜像，一行命令完成整套环境搭建，无需复杂环境适配；
- 社区 / 商业双版本分层：社区版满足中小企业基础监测，商业增强版提供源网荷储、产品单耗、自定义报表等高阶能力。
三、完整技术架构拆解（前后端 + 中间件 + 数据分层）
3.1 后端技术栈
- 核心框架：Spring Boot + Ruoyi Cloud 单体稳定版，适配中小型项目快速落地；
- 关系数据库：PostgreSQL 14（兼容 MySQL，官方优先 PG）；
- 时序数据库：InfluxDB 2.7，预留 TDengine 适配改造接口；
- 缓存：Redis，权限、实时指标、热点报表缓存；
- 消息通信：MQTT，对接现场采集网关、边缘终端；
- 定时任务：Quartz，数据清洗、统计汇总定时执行；
- 安全：Spring Security RBAC 细粒度权限；
- 接口文档：内置 Swagger，第三方系统快速对接。
3.2 前端技术栈
- 框架：Vue3 + Vite + Element Plus；
- 可视化：ECharts，支持能耗曲线、饼图、柱状图、能源流向桑基图；
- 特色：深色 / 浅色双主题切换，适配大屏监控、日常后台两种使用场景。
3.3 三层完整业务架构
- 边缘采集层：独立 MQTT 网关服务，对接电表、水表、热表、光伏逆变器，标准化点位数据上抛；
- 数据处理层：时序库存储原始秒级数据，定时清洗任务汇总日月年统计数据存入 PG；
- 业务应用层：Web 管理后台，提供监测、分析、碳管理、设备、报表、系统配置全功能。
四、全功能模块详解（社区版 + 商业增强版区分）
4.1 社区开源版核心功能（免费直接使用）
覆盖绝大多数中小企业基础能耗监测需求：
- 首页综合看板：全厂总能耗、报警统计、能源占比、趋势曲线一键可视化；
- 实时数据监测：支路、车间、设备实时电水气热数值，在线组态展示；
- 多维能耗分析：日 / 月 / 年同比环比、尖峰平谷电价分析、建筑分项能耗；
- 智能预警体系：电压电流超限、能耗突增突降自定义规则，站内消息提醒；
- 设备全档案：网关、仪表、光伏设备台账分类管理；
- 基础碳核算：国标碳排放因子配置，基础碳排放量统计；
- 手工补录：无自动采集设备支持人工录入数据；
- 系统权限：多角色、多用户数据隔离，分厂 / 车间分级查看权限。
4.2 商业增强版高阶能力（企业私有化授权）
面向中大型工厂、园区深度能碳管控：
- 工业生产：产品单耗、工序能耗、能耗计划实绩对比、企业 KPI 考核；
- 碳全生命周期：碳盘查、碳足迹、碳配额、低碳园区方案；
- 新能源一体化：光伏运维、储能调度、充电桩营收统计、源网荷储协同；
- 报表引擎：积木自定义报表，一键导出申报材料；
- 运维工单：设备巡检、维修派单闭环管理；
- 系统集成：单点登录、MES/ERP 数据对接 API、省级能耗上报接口。
五、Docker 一键部署实操（最简落地流程）
项目全部组件提供官方 Docker 镜像，5 步即可完成本地演示环境搭建，无复杂编译配置：
步骤 1 部署 PostgreSQL
docker run -d \
--name postgres \
-p 5432:5432 \
-e POSTGRES_DB=zhitan_ems \
-e POSTGRES_USER=postgres \
-e POSTGRES_PASSWORD=postgres \
postgres:14-alpine
# 导入根目录sql脚本初始化库表步骤 2 部署 Redis
docker run -d --name redis -p 6379:6379 redis:6.2.21 --appendonly yes步骤 3 部署 InfluxDB 时序库
docker run -d --name influxdb -p 8086:8086 influxdb:latest
# 初始化org、bucket并保存访问token步骤 4 启动后端 API 服务
编写.env 环境配置文件，填入数据库、MQTT、时序库连接信息，启动镜像：
docker run -d -p 8080:8080 --env-file .env.file zhitancorp/zhitan-api:latest步骤 5 启动 Web 前端页面
docker run -d -p 80:80 -e BACKEND_URL=http://127.0.0.1:8080 zhitancorp/zhitan-web:latest访问本机 80 端口，账号 admin / 123456 即可登录演示系统。
六、项目目录分层（Ruoyi 标准模块化，易二次开发）
zhitan-ems/
├── zhitan-admin # 主启动后端模块
├── zhitan-common # 全局工具、常量、通用注解
├── zhitan-framework # 权限、MQTT、安全、定时核心框架层
├── zhitan-quartz # 定时数据清洗、统计任务模块
├── zhitan-system # 用户、角色、字典基础系统管理
├── zhitan-generator # 代码生成器，快速新增业务表
└── zhitan-vue # Vue3前端完整工程整体分层清晰，业务与框架解耦，新增能耗、碳相关业务模块仅需在对应目录扩展，适配集成商定制开发需求。
七、适合哪几类人群学习 / 使用
- 后端开发学习者：基于成熟 Ruoyi 工业物联网项目，学习时序数据处理、MQTT 设备通信、多维度报表统计；
- 系统集成商：拿来快速搭建客户能源管控项目，减少从零开发成本；
- 工厂运维人员：私有化部署内部能耗平台，替代高价商用 EMS；
- 双碳咨询服务商：内置碳核算、绿色工厂报表，支撑咨询业务落地。
八、总结
在双碳政策持续推进的背景下，能源碳管理系统已经从可选信息化工具转为企业合规刚需。智碳 EMS 依托国内开发者熟悉的 Ruoyi 技术栈，打通设备采集 - 时序存储 - 能耗分析 - 碳合规 - 可视化大屏完整业务链路，兼顾开源学习与商用落地两种场景。 相比同类 Python 开源 EMS，Java 生态更贴合工业项目开发；相比轻量小型 EMS，完整双碳、光伏、工单模块补齐高阶业务短板；Docker 容器化大幅降低部署门槛，不管是个人学习练手，还是企业私有化部署，都是高性价比开源能碳解决方案。
https://gitee.com/liulingling1993/zhitan-ems