EM-200 园区能耗在线监测集中器
2026.03 – 2026.10 ｜ 实习项目 · 嵌入式固件开发
ESP32-S3FreeRTOSModbus RTUMQTT4GFatFS园区企业配电房中电表、水表、气表品牌杂乱、协议不一，过去依靠人工抄表、月报表格，数据滞后无法监管。EM-200 为每家企业部署一台集中器：本地定时抄读三表 → 日冻结 → 4G 上报园区能耗监测平台，满足重点用能单位能耗在线监测要求。项目从 3 月试点 2 家，到 8-9 月推广至 12 家。
系统架构
硬件以 ESP32-S3-WROOM-1（双核 Xtensa LX7 @240MHz，16MB Flash + 8MB PSRAM）为核心：3 路 RS485 经 SP3485 下接电 / 水 / 气表；上行以 USB-OTG 4G 模块（Cat.1）为主链路、W5500 以太网为备份，统一经 MQTT 接入平台；TF 卡（SPI3）承担日冻结与断网缓存，外置 RTC + CR1220 电池掉电保持时钟，掉电检测电路在断电瞬间保存现场。软件采用服务化分层：抄表调度 / 上报 / 存储续传 / 配置系统四层服务，FreeRTOS 队列 + 事件组衔接，BSP 抽象多路 UART、SPI、GPIO 与 ADC。
核心功能
- 多协议抄读调度：表档案配置化（地址 / 波特率 / 规约 / 周期全可配），现场换表不改代码；寄存器区间合并读取，一个抄表周期完成多测点事务
- MQTT 上报链路：cJSON 组帧遥测上报，QoS 与遗嘱消息保障状态可感知
- 离线存储续传：断链时写入 TF 卡 JSONL 缓存，恢复后按水位自动补传；连续抄读失败进入学习直报
- 日冻结与掉电保护：每日 0 点日冻结，掉电中断即时保存现场，优先保障抄表数据不丢失
- 现场联调支持：2 次赴现场安装联调，与平台后端对齐报文规范
个人职责
隶属于 3 人嵌入式小组（我 + mentor + 1 位同事）。主负责：多协议抄读、MQTT 上报链路、离线存储续传三个模块；参与：服务化架构评审、NTP 对时配合、OTA 配合测试、现场联调。