1.本系统是面向工业企业、产业园区、铁路场站、公共建筑等场所的一站式能源数字化管理平台,聚焦电、水、气、蒸汽、冷热等全品类能源的全流程管控,解决传统能源管理模式的核心痛点。
2.自动对接智能电表、水表、气表、传感器、PLC 等设备,实时采集电、水、气、蒸汽、冷热等能源数据。全局能源总览大屏,直观展示总能耗、实时用量、设备状态,实时数据曲线、趋势图展示,直观查看用能变化
3.智能告警与预警功能,自定义能耗超标、数据中断、设备异常告警阈值,支持弹窗、消息等多种告警方式,第一时间通知管理人员
4.能源成本管理功能,能源计量设备台账管理,记录设备信息、安装位置,设备运行状态监测,提醒设备校准、维护,保障计量设备稳定运行,数据准确可靠
5.自动化报表功能,自动生成能耗日报、月报、年报,支持报表导出、打印,满足管理和上报需求
6.系统管理功能,多角色账号权限管理(管理员、操作员、查看员),数据安全加密,保障企业能源信息不泄露
一、系统整体架构设计
采用分层分布式架构,兼顾工业能源场景高并发、海量时序数据、实时性、稳定性要求,整体分为 5 层:
接入层:对接智能仪表、PLC、传感器、第三方物联网平台,适配工业通信协议
网关层:数据协议解析、清洗、校验、转发,统一数据格式
应用服务层:核心业务逻辑实现(后端核心)
数据存储层:分场景存储(时序数据 + 分析数据 + 业务数据)
前端展示层:监控大屏、管理后台、报表中心
二、核心设计思路
数据分域存储:实时采集的海量时序数据存入 IoTDB,业务配置数据存入 MySQL,解决「存得下、查得快、算得准」
低耦合模块化:功能模块独立开发、可插拔,支持快速定制(工业 / 园区 / 铁路场景)
实时 + 异步结合:实时监控用同步处理,报表计算、告警推送用异步削峰,避免系统阻塞
高可用设计:数据断点续传、服务异常重试、告警防抖,适配工业现场不稳定网络环境
三、个人负责模块与核心工作内容
我作为Java 后端核心开发,主要负责以下模块:
后端核心框架搭建:基于 SpringBoot 搭建项目骨架,统一接口规范、异常处理、权限控制
能源数据采集服务:开发设备数据接入、协议解析、数据清洗接口,实现 7×24h 数据采集
时序数据库集成:完成 IoTDB 的接入、时序数据写入 / 查询封装,适配高频采集场景
数据分析模块:对接 IotDB数据库,实现能耗多维度统计、同比 / 环比、排名计算
智能告警模块:开发阈值配置、实时监测、消息推送、告警日志功能
报表中心:实现日报 / 月报 / 年报自动生成、导出(Excel/PDF)接口开发
设备台账管理:开发电表 / 水表 / 气表信息管理、区域分组、权限隔离功能
难点 1:海量能源时序数据存储压力大(高频采集、数据量大)
坑:MySQL 存储时序数据,查询慢、占用空间大、无法长期留存
解决方案:
引入 Apache IoTDB 专业时序数据库,针对能源采集场景优化:
按设备 + 时间分片存储,压缩率高,节省存储空间
封装专用 DAO 层,支持批量写入、聚合查询,提升读写性能
配置数据过期策略,自动清理过期数据,降低运维成本
难点2:告警误报、频繁推送(数据波动导致反复告警)
坑:设备瞬时数据波动触发大量无效告警,干扰运维
解决方案:
实现告警防抖 + 连续监测机制:
Redis 缓存告警状态,设置冷却时间,避免重复推送
配置「连续 N 次超标才触发告警」规则,过滤瞬时波动
告警分级(紧急 / 一般 / 提示),不同级别推送不同人员
难点 3:工业现场网络不稳定,数据丢失
坑:网络中断时,采集数据丢失,无法补全
解决方案:
实现MQTT + 硬件网关传输数据到IotDB: