高职实训室能耗分析及节能方法研究

李史

摘 要：随着高职院校实训课程增多，实训室的使用率也迅速提升，难免会出现电能浪费，每一次不经意的浪费终会聚少成多。本文以电子商务实训室為例，探讨实训室能耗组成，分析现行管理模式下存在的问题，提出可行的节能改进方法和思路。

关键词：节能;实训室;Zigbee;虚拟桌面系统

引言

高职教育是我国教育的重要组成部分，其以技能培训和技术应用为代表。教育部《关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》明确，职校实践性教学学时原则上占总学时数50%以上。实训室实习、实训成为了电商专业完成学生技能训练的首选场所。实训室的高使用率带来一系列的管理问题，其中如何科学有效地进行能耗管理对于推进碳中和行动显得格外重要。本文以电子商务实训室为例，探讨高职实训室能耗使用现状及节能方法研究。

1.相关技术介绍

Zigbee：是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其实这项技术已经诞生很久，Zigbee和我们平时使用的“蓝牙”有些相似。Zigbee联盟成立于2001年8月，致力于制定、优化和完善ZigBee技术标准，目前发布的标准是IEEE 802.15.4。Zigbee模块发射功率可以低至1mW，可使用常见的5号电池、CR2032等电源就能获得长达半年到2年左右的使用时间。普通的Zigbee网络每两个模块之间限制在75米，星型结构组网可最多容纳254个从设备及1个主控设备，这些模块自动组网后可形成庞大的网络，用于物联网这类需要定期进行低速数据传输的场景再适合不过了。

虚拟桌面系统：通过千兆网络连接服务器与客户机，使用者只需利用服务器端就能控制客户机的启动与关闭，实现系统镜像分发与管理，实时监控客户机运行状态。虚拟桌面系统的出现使得教育用户不再依赖硬件还原卡，选购电脑时的选择余地更大。虚拟桌面系统具有多镜像管理功能打通了专业软件间的壁垒，使得一机多用成为可能。

2.实训室现状及存在的问题

2.1电子商务实训室能耗分析

笔者所在学院拥有电子商务实训室十间，实训设备以电脑为主，每间具体功能略有差别，但配置基本一致，本文选取具有代表性的一间作为样本分析。实训室电子设备具体如表1所列。

通过上表，我们可以分析出，该实训室主要耗电设备是两台空调和51套台式机，遇到炎热天气（一般室温超过30℃）和寒冷天气（室温低于10℃）需要开启空调时，用电量会大幅飙升。

2.2 实训室利用情况分析

该实训室建成于2014年，以承担“网店运营”、“网店推广”、“电商短视频策划与制作”等课程为主，部分课程授课计划要求先理论后实践，因此排课时会出现前两节实训室空置，后两节爆满的情况。表2为实训室第六周排课情况，方框内为上课学生人数，空白为无课。

从上表分析可知，虽然实训室每天都安排了课程，但存在时间上分布不均现象，有五个半天的前两节出现空置;每次课的人数也不相同。另外横向对比可发现，同时段的各实训室之间也会有排课不均现象，个别实训室连续闲置多天。

2.3 现行管理体制分析。

目前实训室管理尚处于较为粗放阶段，过于依赖人力资源。一般采取早上7点开门，下午5点关门，期间管理员每两节课下课巡查一次实训室。巡查过程中经常遇到学生下课后未关闭电脑、空调等浪费电的情况。若巡查未能及时发现，则会持续耗电至下一次巡查。

3.解决问题的思路

通过分析存在的能耗问题，主要症结在于提前开启设备、或是多开设备，我们可以从以下几个方面着手：

◆精准控制实训室开放时段;

◆及时处理待机设备，避免出现人不在而设备还在运转现象;

◆提升实训室管理的智能化水平。

4.针对问题提出的节能方法

4.1 对实训室准入管理的改进。

智能化门禁系统既能按需按时完成实训室开放功能，甚至借助TCP/IP有线网络、5G网络等实现远程控制，又能作为日常考勤的支撑材料。目前市场上主流的智能化门禁系统都可以事先将师生校园一卡通作为出入实训室凭证写入门禁主机，管理员按照课表授予其使用该实训室的权限。同时，管理员也可按照实训室课表制定实训室自动开放任务计划，到点定时开启，结束时自动检查门锁情况并向管理员发出警报。教务管理人员可通过实时读取门禁主机刷卡数据统计该时段考勤情况，及时预警异常教学事件。智能化门禁系统可以解决实训室较粗放的开关门状况，并减少管理人员负担。本实训室拟选用海康威视智能化门禁系统进行改造，同时配套海康威视网络视频监控系统作为辅助。

4.2 电脑的远程智能管理。

虚拟桌面系统是一套非常理想的远程管理系统。它不仅能简化计算机实验室的管理，提高系统部署效率，实现操作系统与具体硬件无关性，还能对所管理的电脑实时进行运行状态数据跟踪。系统一旦检测到长时间闲置的电脑，就可以认定为该机无人使用，并下发关机指令，这样比单纯利用电脑自身的电源管理计划会更高效可控。利用虚拟桌面系统可以解决实训室电脑未按实际人数使用或使用后未及时关机的问题。本实训室已配备PNS高性能IDV云桌面系统管理实训室电脑。

4.3 基于Zigbee网络的实训室环境智能感知。

如前面所述，Zigbee设备功耗极低，且智能化模块较多，非常适合实训室安防、电气设备控制。Zigbee网络组网简便，理论上两设备间仅需控制在75米之内就能建立连接，而实训室内部最远端不超20米，能够保证网络畅通。该楼层的实训室是连续设置的，不同实训室之间也能建立良好的连接。不同楼层或超过75米范围时，也仅需要增加一台网关设备就能完成大范围组网。根据功能需求，每区域安装1台网关（必选，可多实训室共享）、2个人体感应传感器（检测室内人员活动情况）、2个光照传感器（为灯光控制提供依据）、1个智能墙壁开关（3组开关，控制日光灯电源）、2个智能插座（控制讲台、交换机电源）、2个温湿度传感器、1个智能远程红外遥控器（根据室内人员活动情况控制空调、投影机）。利用组网后的Zigbee模块制定一系列的智能场景，即使在断网情况下，Zigbee网络依然能按预先设定运行。Zigbee网络在一定程度上提升了对实训室环境变化的感知，帮助管理人员更轻松掌控多个实训室运行状况。本实训室可选用绿米Aqara系列Zigbee 3.0模块快速完成智能物联网搭建。下图1为典型场景：无人自动关闭正在运行的电气设备。

4.4 节能环保理念宣传与引导。

笔者所在城市位于长江下游，四季分明，如下图2所示。数据源自中国天气网。

通过分析可以发现：2月～5月初、10月～12月初是温度比较适宜的时段，可以引导学生不使用空调，如4月底～5月初有少许闷热感，可以适当使用电扇或间歇性使用空调。学生会也可多安排节能减排方面的知识讲座、竞赛，创建人人争做节能卫士的良好氛围。

5 总结

本文以学院电子商务实训室为研究对象，剖析传统管理形式下实训室存在的能耗组成，通过引入Zigbee网络、虚拟桌面系统、智能门禁系统等新思维，破解能源浪费、管理低效、安全性不足等问题，不仅节约教学运行成本，更提升管理效率。后续将在如何提升Zigbee网络的稳定性、虚拟桌面系统功能的可扩展性、智能门禁系统的安全性等方面做进一步的研究。

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（金华职业技术学院，浙江 金华 321000）