高職實訓室能耗分析及節能方法研究

李史

摘 要：隨著高職院校實訓課程增多，實訓室的使用率也迅速提升，難免會出現電能浪費，每一次不經意的浪費終會聚少成多。本文以電子商務實訓室為例，探討實訓室能耗組成，分析現行管理模式下存在的問題，提出可行的節能改進方法和思路。

關鍵詞：節能;實訓室;Zigbee;虛擬桌面系統

引言

高職教育是我國教育的重要組成部分，其以技能培訓和技術應用為代表。教育部《關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見》明確，職校實踐性教學學時原則上占總學時數50%以上。實訓室實習、實訓成為了電商專業完成學生技能訓練的首選場所。實訓室的高使用率帶來一系列的管理問題，其中如何科學有效地進行能耗管理對于推進碳中和行動顯得格外重要。本文以電子商務實訓室為例，探討高職實訓室能耗使用現狀及節能方法研究。

1.相關技術介紹

Zigbee：是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其實這項技術已經誕生很久，Zigbee和我們平時使用的“藍牙”有些相似。Zigbee聯盟成立于2001年8月，致力于制定、優化和完善ZigBee技術標準，目前發布的標準是IEEE 802.15.4。Zigbee模塊發射功率可以低至1mW，可使用常見的5號電池、CR2032等電源就能獲得長達半年到2年左右的使用時間。普通的Zigbee網絡每兩個模塊之間限制在75米，星型結構組網可最多容納254個從設備及1個主控設備，這些模塊自動組網后可形成龐大的網絡，用于物聯網這類需要定期進行低速數據傳輸的場景再適合不過了。

虛擬桌面系統：通過千兆網絡連接服務器與客戶機，使用者只需利用服務器端就能控制客戶機的啟動與關閉，實現系統鏡像分發與管理，實時監控客戶機運行狀態。虛擬桌面系統的出現使得教育用戶不再依賴硬件還原卡，選購電腦時的選擇余地更大。虛擬桌面系統具有多鏡像管理功能打通了專業軟件間的壁壘，使得一機多用成為可能。

2.實訓室現狀及存在的問題

2.1電子商務實訓室能耗分析

筆者所在學院擁有電子商務實訓室十間，實訓設備以電腦為主，每間具體功能略有差別，但配置基本一致，本文選取具有代表性的一間作為樣本分析。實訓室電子設備具體如表1所列。

通過上表，我們可以分析出，該實訓室主要耗電設備是兩臺空調和51套臺式機，遇到炎熱天氣（一般室溫超過30℃）和寒冷天氣（室溫低于10℃）需要開啟空調時，用電量會大幅飆升。

2.2 實訓室利用情況分析

該實訓室建成于2014年，以承擔“網店運營”、“網店推廣”、“電商短視頻策劃與制作”等課程為主，部分課程授課計劃要求先理論后實踐，因此排課時會出現前兩節實訓室空置，后兩節爆滿的情況。表2為實訓室第六周排課情況，方框內為上課學生人數，空白為無課。

從上表分析可知，雖然實訓室每天都安排了課程，但存在時間上分布不均現象，有五個半天的前兩節出現空置;每次課的人數也不相同。另外橫向對比可發現，同時段的各實訓室之間也會有排課不均現象，個別實訓室連續閑置多天。

2.3 現行管理體制分析。

目前實訓室管理尚處于較為粗放階段，過于依賴人力資源。一般采取早上7點開門，下午5點關門，期間管理員每兩節課下課巡查一次實訓室。巡查過程中經常遇到學生下課后未關閉電腦、空調等浪費電的情況。若巡查未能及時發現，則會持續耗電至下一次巡查。

3.解決問題的思路

通過分析存在的能耗問題，主要癥結在于提前開啟設備、或是多開設備，我們可以從以下幾個方面著手：

◆精準控制實訓室開放時段;

◆及時處理待機設備，避免出現人不在而設備還在運轉現象;

◆提升實訓室管理的智能化水平。

4.針對問題提出的節能方法

4.1 對實訓室準入管理的改進。

智能化門禁系統既能按需按時完成實訓室開放功能，甚至借助TCP/IP有線網絡、5G網絡等實現遠程控制，又能作為日常考勤的支撐材料。目前市場上主流的智能化門禁系統都可以事先將師生校園一卡通作為出入實訓室憑證寫入門禁主機，管理員按照課表授予其使用該實訓室的權限。同時，管理員也可按照實訓室課表制定實訓室自動開放任務計劃，到點定時開啟，結束時自動檢查門鎖情況并向管理員發出警報。教務管理人員可通過實時讀取門禁主機刷卡數據統計該時段考勤情況，及時預警異常教學事件。智能化門禁系統可以解決實訓室較粗放的開關門狀況，并減少管理人員負擔。本實訓室擬選用海康威視智能化門禁系統進行改造，同時配套海康威視網絡視頻監控系統作為輔助。

4.2 電腦的遠程智能管理。

虛擬桌面系統是一套非常理想的遠程管理系統。它不僅能簡化計算機實驗室的管理，提高系統部署效率，實現操作系統與具體硬件無關性，還能對所管理的電腦實時進行運行狀態數據跟蹤。系統一旦檢測到長時間閑置的電腦，就可以認定為該機無人使用，并下發關機指令，這樣比單純利用電腦自身的電源管理計劃會更高效可控。利用虛擬桌面系統可以解決實訓室電腦未按實際人數使用或使用后未及時關機的問題。本實訓室已配備PNS高性能IDV云桌面系統管理實訓室電腦。

4.3 基于Zigbee網絡的實訓室環境智能感知。

如前面所述，Zigbee設備功耗極低，且智能化模塊較多，非常適合實訓室安防、電氣設備控制。Zigbee網絡組網簡便，理論上兩設備間僅需控制在75米之內就能建立連接，而實訓室內部最遠端不超20米，能夠保證網絡暢通。該樓層的實訓室是連續設置的，不同實訓室之間也能建立良好的連接。不同樓層或超過75米范圍時，也僅需要增加一臺網關設備就能完成大范圍組網。根據功能需求，每區域安裝1臺網關（必選，可多實訓室共享）、2個人體感應傳感器（檢測室內人員活動情況）、2個光照傳感器（為燈光控制提供依據）、1個智能墻壁開關（3組開關，控制日光燈電源）、2個智能插座（控制講臺、交換機電源）、2個溫濕度傳感器、1個智能遠程紅外遙控器（根據室內人員活動情況控制空調、投影機）。利用組網后的Zigbee模塊制定一系列的智能場景，即使在斷網情況下，Zigbee網絡依然能按預先設定運行。Zigbee網絡在一定程度上提升了對實訓室環境變化的感知，幫助管理人員更輕松掌控多個實訓室運行狀況。本實訓室可選用綠米Aqara系列Zigbee 3.0模塊快速完成智能物聯網搭建。下圖1為典型場景：無人自動關閉正在運行的電氣設備。

4.4 節能環保理念宣傳與引導。

筆者所在城市位于長江下游，四季分明，如下圖2所示。數據源自中國天氣網。

通過分析可以發現：2月～5月初、10月～12月初是溫度比較適宜的時段，可以引導學生不使用空調，如4月底～5月初有少許悶熱感，可以適當使用電扇或間歇性使用空調。學生會也可多安排節能減排方面的知識講座、競賽，創建人人爭做節能衛士的良好氛圍。

5 總結

本文以學院電子商務實訓室為研究對象，剖析傳統管理形式下實訓室存在的能耗組成，通過引入Zigbee網絡、虛擬桌面系統、智能門禁系統等新思維，破解能源浪費、管理低效、安全性不足等問題，不僅節約教學運行成本，更提升管理效率。后續將在如何提升Zigbee網絡的穩定性、虛擬桌面系統功能的可擴展性、智能門禁系統的安全性等方面做進一步的研究。

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（金華職業技術學院，浙江 金華 321000）