基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園建筑能耗智慧監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

葉常郁

【摘要】打造綠色低碳校園，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)環(huán)境屬于當(dāng)前階段的校園建筑建設(shè)理念核心。針對(duì)空調(diào)節(jié)能等方面的難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行集中研究處理，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在校園中構(gòu)建智慧能耗監(jiān)控平臺(tái)。通過(guò)對(duì)硬件設(shè)備的管理，實(shí)現(xiàn)空氣溫濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到降耗、節(jié)能、減少成本投入的最終目的。本文針對(duì)上述內(nèi)容展開(kāi)研究，分析智慧監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)工作的各方面內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);校園建筑能耗;智慧監(jiān)控平臺(tái);平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、校園建筑存在能耗方面的問(wèn)題

1.1能耗浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

由于我國(guó)在城市化建設(shè)方面的發(fā)展進(jìn)程持續(xù)深入，同時(shí)國(guó)家在教育領(lǐng)域的支持力度不斷上升，經(jīng)濟(jì)投入不斷加大，校園建筑面積也在不斷擴(kuò)大，學(xué)生電腦、室內(nèi)空調(diào)等需要電量供應(yīng)的設(shè)備數(shù)量在不斷上升，人們?cè)谫Y源節(jié)約和能耗控制方面缺少足夠先進(jìn)的意識(shí)，在這樣的情況下，產(chǎn)生的能耗消耗問(wèn)題極為嚴(yán)重，在校園建筑中體現(xiàn)的尤為明顯，各個(gè)校園建筑在能源使用方面均會(huì)存有極大程度的浪費(fèi)現(xiàn)象，并且維持時(shí)間較長(zhǎng)。

1.2能源利用率低

當(dāng)前階段的各種耗電設(shè)備智能化程度普遍不高，師生自身缺少足夠的節(jié)能意識(shí)，工作學(xué)習(xí)結(jié)束離開(kāi)工作生活場(chǎng)所后并不會(huì)及時(shí)關(guān)閉電燈、空調(diào)等耗電設(shè)備。

并且由于建設(shè)投資或者理念導(dǎo)致大部分用電設(shè)備不具備遠(yuǎn)程操作或者智能管控接口，所以不會(huì)根據(jù)人數(shù)和實(shí)際需求的變化進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。常用照明、溫濕度、新風(fēng)等設(shè)備也缺乏通過(guò)感知光照程度、溫濕度的變化調(diào)節(jié)自身控制模式，所以會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)。智能化程度不足屬于建筑消耗大量能源，浪費(fèi)能源的主要原因之一，因此，通過(guò)技術(shù)水平的升級(jí)來(lái)帶動(dòng)能源利用效率的提升是一項(xiàng)具有重要意義的課題研究活動(dòng)。見(jiàn)圖1

1.3法律法規(guī)要求

為了進(jìn)一步推行校園建筑節(jié)能降耗發(fā)展，我國(guó)國(guó)家相關(guān)政府部門(mén)有針對(duì)性的編制了一整套建筑節(jié)能領(lǐng)域的規(guī)范文件。與此同時(shí)，江蘇省第十二屆人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)召開(kāi)期間正式通過(guò)《江蘇省綠色建筑發(fā)展條例》。

條例內(nèi)容強(qiáng)調(diào)：堅(jiān)實(shí)建設(shè)綠色建筑;最高標(biāo)準(zhǔn)控制建筑能源造成的環(huán)境污染;保證綠色建筑的科學(xué)性和合理性，不斷健全技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑能耗的全面監(jiān)控和調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，條例還對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提出了針對(duì)性意見(jiàn)，要求各級(jí)施工單位必須按照調(diào)理內(nèi)容進(jìn)行施工。在建設(shè)綠色建筑期間，需要遵循政府的有效領(lǐng)導(dǎo)，保證運(yùn)營(yíng)拆除工作和建筑技術(shù)均能達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，條例還進(jìn)一步明確了法律責(zé)任，使得綠色建筑工程能夠做到有法可依。

2、校園建筑智慧能耗監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

利用物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與高效數(shù)字化信號(hào)采集技術(shù)進(jìn)行校園能耗智慧監(jiān)控平臺(tái)，主要有云平臺(tái)、智能網(wǎng)關(guān)、智能插座、智慧用電單項(xiàng)模塊等，用于支持遠(yuǎn)程控制和管理，可以憑借控制策略進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)管理。

能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)中主要包含下述內(nèi)容：

（1）系統(tǒng)能耗管理平臺(tái)：該平臺(tái)具有數(shù)據(jù)收集、整理、歸納、分析以及儲(chǔ)存功能，在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)W(xué)校內(nèi)的所有建筑進(jìn)行能耗監(jiān)測(cè)，針對(duì)建筑實(shí)施用水、用電情況進(jìn)行記錄并儲(chǔ)存。能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)還可以利用圖形和表格的方式展示目標(biāo)建筑的實(shí)際能耗情況和變化情況，以數(shù)據(jù)表格的形式予以呈現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回饋的信息進(jìn)行分析和總結(jié)，找出建筑的實(shí)時(shí)能耗規(guī)律。

（2）能耗數(shù)據(jù)傳輸：能夠有效支持WiFi技術(shù)、5G技術(shù)、高速以太網(wǎng)、ZIGBEE等技術(shù)手段對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因?yàn)槠脚_(tái)能夠與各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行連接使用，因此可以有效保證能耗數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性，在此基礎(chǔ)上，能夠利用表具航對(duì)相關(guān)能耗信息進(jìn)行整理，有效保證系統(tǒng)中各個(gè)配電支路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和規(guī)律作業(yè)。

（3）數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和整理，有效收集整理歸納現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集工作屬于能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的一項(xiàng)現(xiàn)代化優(yōu)勢(shì)特征，能夠準(zhǔn)確、及時(shí)的將目標(biāo)建筑的實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并傳遞給平臺(tái)控制中心。在此基礎(chǔ)上，能耗平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集功能還具有數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度更高的使用優(yōu)勢(shì)。

（4）系統(tǒng)用電設(shè)備控制：控制設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電器設(shè)備的有效控制，使其在不同的時(shí)刻保持不同水平的作業(yè)功率上，通過(guò)對(duì)用電設(shè)備實(shí)時(shí)功率的調(diào)節(jié)，能夠有效降低能耗的浪費(fèi)現(xiàn)象。與此同時(shí)，還可以使用現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)目標(biāo)電器的用電行為進(jìn)行有效管理，保證設(shè)備工作狀態(tài)始終處于系統(tǒng)控制下。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，解決校園建筑能耗大問(wèn)題，需要采用現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在校園內(nèi)構(gòu)件智慧能耗監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)空調(diào)等能耗較高的設(shè)備進(jìn)行子系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)，組建空調(diào)監(jiān)控模型，體現(xiàn)科技優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)降耗、節(jié)能、節(jié)約成本的建筑能耗追求目標(biāo)。通過(guò)云平臺(tái)的監(jiān)控作用實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶能源消耗的管控作用，做到真正意義上的高效、節(jié)能、低耗、安全建筑，符合可持續(xù)發(fā)展觀念。

參考文獻(xiàn)：

[1]周逸璇，李志強(qiáng).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園智慧監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究-以云南司法警官職業(yè)學(xué)院為例[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2017，000（005）：103-104.

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注1 ：大部分學(xué)校的學(xué)生宿舍通過(guò)一卡通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水、電消耗的管理。