基于物联网的校园能源管控系统的研究

基于物联网的校园能源管控系统的研究

高希明

东北大学 110819

摘要：随着教育改革背景下不断践行科教兴国战略的实施，各类高校物联网应用无论是从数量上还是推广规模上都呈高速上升趋势。这也说明我国科技水平不断提升的前提下，带动了学校基础设施建设的不断发展，相应的一些大型电器设备的引进，使校园能源损耗日益加剧。为了积极相应国家“节能减排”理念，在促进教育水平不断提升的同时建设绿色校园，有效做到节约能源、减少电力耗能等显得尤为重要。基于此，校园内建立物联网来实现校内能源有效管控是当前需要研究的重要课题，为建立绿色校园、实现节能减排奠定重要基础。

关键词：校园能源管控；物联网；节能

引言

随着信息技术不断革新，物联网应运而生并被运用到多个行业领域当中，对推动时代发展起到重要促进作用，结合校园能源管控现况来看，目前各类院校内部能源使用方面存在耗能大、浪费严重等情况，且大部分院校仍然沿用传统落后的人工抄表方式，工作效率低、能源管控力度小。针对目前校园能源管控存在的一系列问题，本文提出引用物联网技术应用其中，利用物联网推动校园实现对能源的智能管控，完成校园用电设备统一智能化管理，在物联网技术支持下，分析并研究能源管控系统的设计与实现，在阐述校园能源智能管控系统重要性的同时，对校园能源管控系统平台的后续维护等环节进行相应的系统测试，为后续系统的进一步开发提供借鉴依据。

一、物联网技术功能相关概述

（一）作为互联网之后的第四代新型计算模式，物联网的建立加强了物与物之间的有效联系，其应用原理就是之间得以密切联系。以物联网建立联系的应用原理是将射频识别、传感器、全球定位系统及激光扫描器等信息传感设备实现物品与互联网的有效协议连接，促进信息交换方式的升级，这种网络模式应用于各行业领域可以实现智能化识别、定位、跟踪、监控及管理。物联网技术的普及应用促进了人与人之间的沟通和交流，将人类社会、信息空间、物理世界进行有效衔接。物联网的建立从本质上来看仍然是以互联网技术为基础来进行功能上的开发和拓展，其用户端对象放在在物品上，促进了物品之间的信息交换和通信，使物联网更具智能化、网络化、自动化、感知化等特征。

（二）物联网技术的关键技术。物联网技术在应用过程中所依靠的关键技术为传感器技术和嵌入式系统技术，其核心目的就是将各类信息进行采集整合并通过计算机来完成识别、处理等工作。传感器技术的应用有效促进了模拟信号向数字信号的转变，并传达给计算机进行处理；嵌入式系统技术稍显复杂，其主要应用于一些专业的可穿戴设备上。

（三）物联网技术的体系架构。结合物联网技术进行深入研究发现，其体系结构包括了感知层、网络层和应用层。感知层结构主要是针对物联网自身，网络层是针对移动通信网络实现全面覆盖，应用层则是结合物联网技术的应用情况来不断进行完善和修正。物联网技术的体系结构及其所应用的关键技术，对推动信息的传播、发展、监控、管理起到了重要影响，极大程度地改变了人民的生产生活方式。

二、校园能源管控存在的主要问题分析

（一）校园能源管控发展现况概述。结合当前校园能源监测和管控方式来看，很多学校仍然沿用传统人工方式，依靠学校管理人员对各种能耗大的设备进行分散检查和开关操作。部分学校为了节省人力，对各类耗能设备设置了自动开关，一定程度上实现了半自动化，但是这种装置在使用上仍然存在较大的局限性，针对耗能设备的调控灵活性较差，且无法实现对耗电设备的实时监控。部分耗能设备因使用年限长导致故障频发，例如学生宿舍中耗能最高的就是用电设备，目前校园用电设备故障检修流程往往是先发现问题再进行报修，这导致维修效率十分低下，设备管理模式落后。

（二）学校耗能设备计量管理现状。为了促进校园实现节能减排，减少资源浪费，很多学校都选择配备了节能设备，例如针对将各类照明设备换成耗能小的LED 灯、节能灯来降低能源消耗，普及节能设备应用的方式对促进节能减排起到了一定作用。同时安装一些计电器，对用电设备的耗电进行统一管理。但很多学校在用电设备的布局、计量方面还存在许多不科学、不合理的地方。例如计电器的安装并不普及，只针对部分特殊地方安装电表来计量电能用量，很多公用地方并未设置电表，导致针对各类用电设备的耗电情况无法做出准确的判断。只有对校园用电设备有更好的管理，才能不断提高都能源的利用效
（三）校园能耗不稳定，浪费现象严重。目前就校园能耗控制管理来看，还有很大的节能空间。部分学校针对校内的供电、供水、供暖等没有更好的管理办法，造成能源浪费严重。例如在教室、实验室、办公室、宿舍等公共区域，长明灯现象时有发生，部分学生公寓未按用电要求，使用大功率电器导致用电安全隐患增加；校内部分区域未设置用水计量装置，且部分老旧小区因地下管路年久失修，滴漏现象时有发生且难以被发现，造成资源大量浪费。因此，为了保证能源设备使用安全性，减少能源损耗和浪费，就必须对校园能源设备使用情况进行监控和管理。

三、物联网技术背景下校园能源管控系统的有效构建

（一）明确校园能源管控系统构建的目标。结合我国能源总量形势来看，我国能源紧张问题亟待解决，无论是针对新能源的开采还是原有能源的使用过程，都需要专业人员采取有效措施进行优化完善，以缓解能源紧张问题。物联网的建立和应用将节能减排的重心从提升能源利用效率转移到促进能源管理水平提升，并相应地建立管控系统平台，以提高能源管控水平。物联网技术下校园能源管控系统的有效构建为实现校园管理智能化做出了重要贡献。校园能源在使用过程中得以有效调节，并实现各能源设备的运行管理及设备情况的有效监控，都离不开物联网技术支持下的管控系统。

（二）有效利用物联网关键技术，促进校园能源管控系统应用性提升。物联网关键技术中关于感知层架构的实际应用主要是实现对各类信息的采集，并通过技术将信息进行转换，以供相关人员对数据进行观察和分析；网络层结构的主要工作内容则需要工作人员通过物联网并与互联网进行对接，实现实施监测并获取数据，利用传感器实现远距离传输工作，实现大范围内的联通；应用层架构则是传输过来的数据进行识别、分析、管理，在这一环节，物联网技术可充分发挥其多样性，物联网能够实现对环境状态的监测工作，并为工作人员的信息调度工作带来便利，促进智能化水平得以不断提升。

（三） 系统以及基础信息管理的设计。在针对校园能源管控系统的具体构建工作中，需要工作人员明确系统内各模块的功能，并利用物联网来完成相应的设计工作。系统中为了保证用户能够更好地完成操作，需要加强对用户、决策。和资源的管理。信息资源需要进行分类，将基础信息管理分为5个模块，分别为：能源分类管理、信息管理、计量点管理、设备信息管理以及采集项管理五个内容，物联网下的管控系统将为不同的模块提供数据和内容支持。

四、结语

综上所述，针对物联网技术背景下研究校园能源管控系统的构建，为我国实现节能减排、倡导绿色环保起到了重要积极作用，同时也为各学校的能源管理和使用控制方面提供了切实可行的有效方案。但信息时代下，随着环境的不断变化，后续的校园能源管控工作还会存在一些新的问题，用户对系统也会不断产生一些新的要求，就需要对管控系统不断优化和完善，以保证其应用有效性。

参考文献

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[2]陈洁. 物联网技术在高职院校校园管理中的应用[J]. 数码世界, 2020, 000(001):218.

[3]贾东辉.物联网技术在中小学智慧校园管理中的应用[J].科技创新导报, 2019, 016(026):154,156.