所有方案本地运行、MQTT/ESPHome 直连 HA、无强制云、完全开源，分为 4 大类，从新手低成本 DIY → 导轨成品方案，附带选型对比、接线、ESPHome 配置模板。
⚠️ 重要安全提醒：涉及 220V 强电，断电操作；互感器钳只能夹火线；强弱电做好隔离，避免烧毁 ESP 芯片。
一、方案选型对比（优先推荐顺序）
| 方案 | 硬件构成 | 成本 | 测量方式 | 优势 | 适合人群 |
|---|---|---|---|---|---|
| 方案 1：ESP32 + PZEM-004T v3（最热门） | ESP32 开发板 + PZEM004T (带开合 CT 互感器) | ¥30~50 | 开合式电流钳，不用剪断电线 | 接线简单、精度 0.5 级、ESPHome 原生支持 | 新手、家庭总进线监控、支路监控 |
| 方案 2：导轨 Modbus 电表 + ESP32-RS485 | 正泰 DDSU666 / 安科瑞导轨表 + RS485 转 ESP32 | ¥80~150 | 直通接线（互感器 / 直入） | 合规导轨安装、官方计量级精度、可带负载通断 | 电箱规范安装、追求稳定长期使用 |
| 方案 3：CT 开合互感器方案（OpenEnergyMonitor 思路） | ESP32 + ZMPT101B 电压模块 + CT 电流钳 | ¥40~70 | 多回路多路监测 | 可同时监控多路电器（空调、光伏） | 光伏储能、多路负载分别统计 |
| 方案 4：成品开源 WiFi 电表 PCB | 立创开源硬件 ESP32 电能采集板 | ¥60~120 | 一体化 PCB | 集成电源、端子，可打板量产 | 动手能力强，想要一体化成品 |
二、方案 1｜ESP32 + PZEM-004T v3（首选推荐）
硬件清单
- ESP32-WROOM32（NodeMCU-32S）
- PZEM-004T V3.0（必须 V3！Modbus RTU）
- 5V 电源给 ESP32 供电
测量参数
电压、电流、有功功率、功率因数、频率、累计电能 (kWh)
接线
- ESP32 GPIO16(TX) → PZEM RX
- ESP32 GPIO17(RX) → PZEM TX
- 3.3V ↔ VCC，GND ↔ GND
- CT 开合钳夹住被测火线
ESPHome 完整配置（直接复制使用，自动发现 HomeAssistant）
esphome:
name: power-meter
friendly_name: 家庭电能表
esp32:
board: nodemcu-32s
wifi:
ssid: "你的WIFI名称"
password: "WIFI密码"
# 启用HA自动发现
api:
mqtt: # 可选，不需要MQTT服务器也能通过API接入HA
uart:
rx_pin: GPIO17
tx_pin: GPIO16
baud_rate: 9600
modbus:
sensor:
- platform: pzemac
address: 0x01
voltage:
name: "市电电压"
current:
name: "负载电流"
power:
name: "实时有功功率"
energy:
name: "累计用电量"
frequency:
name: "电网频率"
power_factor:
name: "功率因数"
刷入 ESPHome 后，HomeAssistant【设备与服务】直接自动识别，无需手动配置 MQTT。
三、方案 2｜导轨 Modbus 电表（电箱标准安装）
硬件：正泰 DDSU666 单相导轨表 + TTL 转 RS485 模块 + ESP32
通讯：Modbus-RTU A/B 线接电表 24 (A)、25 (B) 端子
优点：
- 国家计量标准导轨表，适合放进配电箱；
- 支持清零、分时电量；
缺点：需要布线 RS485，成本更高。
ESPHome 同样内置modbus组件读取电表数据，社区大量现成 yaml 模板。
四、方案 3｜多路 CT 互感器方案（光伏 / 多路负载）
OpenEnergyMonitor emonlib 方案
ESP32 + ZMPT101B 电压互感器 + 多个开合 CT
适合：同时监控「光伏输出 + 入户总电 + 空调 + 充电桩」多路功率
缺点：需要校准，新手调试门槛高于 PZEM；不自带电量累计，需要 HA 积分计算用电量。
五、接入 HomeAssistant 进阶玩法
- 能源面板（Energy 仪表盘）
配置 → 能源 → 添加电网，选择传感器【累计用电量】，HA 自动生成用电曲线、日 / 月统计。 - 用电量自动化示例
- 功率＞3000W 推送告警（大功率电器过载提醒）
- 夜间电价低谷自动启动充电桩
- 数据持久化
搭配 Recorder 数据库，长期保存功率曲线；搭配 Utility Meter 实现每月用电量统计
六、常见坑与避坑
- ❌ PZEM-004 V2 版本不要买！是串口协议，不是 Modbus，ESPHome 支持差；认准 V3
- ❌ CT 互感器不要同时夹火线 + 零线，会抵消磁场，读数为 0
- ❌ ESP32 和强电模块共地导致干扰，条件允许使用光耦隔离模块
- ❌ 不要直接用 ESP32 ADC 测 220V，必须使用隔离互感器！
七、两种固件选择（二选一）
- ESPHome【强烈推荐】
零代码配置、OTA 远程升级、HA 自动发现、维护最简单，首选！ - Tasmota
适合习惯网页界面配置，支持 PZEM 插件，通过 MQTT 上报 HA，灵活性略低于 ESPHome。
八、如果你想要成品开源 PCB
立创开源平台搜索关键词：
ESP32 PZEM004T 电能采集、单相WiFi智能电表 ESPHome
可以直接导出 Gerber 文件打板，做成一体化带外壳的成品电表。