基于物联网的节能技术应用与研究

廖晓娟

(重庆科创职业学院，重庆 402160)

0 引言

在全球能源压力日益增大的背景下，降低能耗就是在提高效率，节能能量就是再生利用能量。物联网技术是将大量传感器迁入到车辆、设备、建筑、电器以及各个系统之中，在实现物物相连的同时，提高智能节能的水平，避免能量徒耗。比如在智慧城市的建设中，不仅需要物联网技术搭建智慧系统，更需要物联网节能技术进行能耗控制。在推进“中国制造2025”的进程中，物联网节能技术起到了促进作用，物联网节能技术的发展、优化对其发展有着深远的影响，是实现“中国制造2025”的重要基础，对中国未来的发展提供了技术层面的支撑。

1 物联网节能技术原理分析

物联网节能技术是以物联网技术为核心，实现智慧节能减排，具体包括智慧城市、智慧汽车、智慧电器、智慧工业、智慧农业、智慧家居等部分，通过结构节能、自身节能、设备节能、技术节能、管理节能等方式来实现。技术应用包括全面感知、可靠传输和智能处理等环节，通过不断推动计算机技术的更新换代、算法的升级和基础感知网络技术的进步来简化操作，提升系统的节能性。操作上通过部署大量低能耗传感器，全面监测温度、湿度、光照、能耗、电量等，传感器之间以低能耗形式实现互联互通，提升整体感知能力，全面掌握能量消耗的信息。采用物联网技术可以实现节能技术的高度自身能源管理的信息化、流程化、可视化和智能化，可以在任何区域通过加密技术访问节能系统，进行智能决策和分析。在未来，随着物联网技术的发展，节能系统能够像人体感知饥饿一样感知能量的消耗，通过实时监控、仿真分析、智能分析等过程，对整个系统实现物联网化，做出决策，让系统选择最佳节能状态。最常见的就是，系统通过物联网设备能够自动感知当前最佳的光照和温度，从而实现节能的目的[1]。

2 物联网节能技术的最新进展

2.1 物联网节能技术的发展方向

物联网节能技术目前从传统单一的节能技术向综合智能化系统方案转变，已经从一种单一的技术手段发展为综合化的节能方案，过去节能技术的使用是核心，而现在，节能系统的打造成为根本。采用“物联网+”智慧节能系统对环境进行全面监测，实现数据采集，按照节能计划和策略进行智能降耗。以智能建筑为例，不仅能够实现节能控制，还能实现火警、烟雾入侵、安全的监测，能量流量和费用的实时计算，远程控制和移动端的管理等。未来物联网技术还会体现出高度的智能性，通过网络之间的互通互连，打造一种新的网络模式。物联网节能技术未来发展最大的特点是打破过去单一的节能系统，实现系统间的融合[2]。比如智能建筑通过传感器和汽车连接在一起，打造智能车库节能系统。无论是家电、车辆、家居、建筑，还是工作设备，都可以纳入整体的节能生态系统，物联网将会打造一个节能的全面感知系统。

2.2 物联网节能技术的特征

首先，技术不断高精尖化，通过技术创新，努力降低能耗。比如华盛顿大学的学生开发出来一种新的WiFi，其能耗是正常WiFi的万分之一，该技术就代表了物联网节能技术的新发展方向。其次，高度个性化。以用户体验为中心，通过物联网数据的共享，给用户提供精准的服务体验。比如电脑屏幕的亮度可以根据用户的需要自动调节，既能够满足用户日常的需求，还充分考虑到对其眼睛的保护。温度也是如此，物联网根据用户自身肌体的感应和变化提供一个最舒适的温度，既满足了最低能量消耗，又提升了用户的体验。最后，高度智慧化，物联网节能技术将会打造一个整体智慧生态系统，整体的智能水平将不断提高，这需要AI技术的进一步发展和计算机算法的进步。

2.3 物联网节能减排技术的应用

首先，在互联网节能技术层面进行优化和创新，实现节能减排的基础支持，虽然我国起步较晚，但是强大的工业化和人才储备能够实现技术层面的问题解决和技术创新。还需要对各种资源进行技术层面的重复利用。这也是节能的主要措施之一，也是符合更加有效地利用日益减少的资源的方针。其次，要通过管理的细化对消耗和排放进行最优控制，通过物联网大数据对设备进行数据收集、分析、整理、优化，不能通过技术解决的要通过管理方式实现控制，充分利用物联网的大数据功能。最后，要对物联网节能减排技术进行数据分析，这个数据分析层次是基于技术的改进、优化和创新，任何技术都是需要经过试验、改进、再试验、再改进不断的循环后得到成熟的技术，物联网节能技术也是如此[3]。“中国制造2025”也是对物联网节能进行了规划，通过物联网节能技术实现中国制造业的升级换代，逐渐向各个领域延伸，将成功的经验分享到其他领域中，为实现物联网节能技术普及奠定基础。

2.4 物联网节能技术系统建设

物联网节能技术逐步发展，已经广泛应用到智慧城市、智慧汽车、智慧电器、智慧工业、智慧农业、智慧家居等领域，在部分领域的应用有明显的提升效果。着眼于未来，智能是发展的方向，物联网节能技术还应不断发展、创新，进而实现更加高阶的智慧层级。这就需要一个更加长远的规划，将不同智慧领域的物联网节能技术，例如智慧家居、智慧汽车、智慧城市等，连接成为一个系统，实现全方位的智能服务，这是未来物联网节能技术研究的方向[4]。包括将不同的产品、技术、应用环境等，实现技术层面的对接，使系统更好地为人类服务。

3 物联网节能技术的应用案例分析

选择在智慧建筑系统中应用物联网节能技术，就要在建筑电气设备中全面引入物联网传感器，对其进行节能控制。同时对系统能耗进行监测，检验其效果。为了测量其特性，要对装置的日均节能进行系统的研究。除了需要计算能量分布之外，在网络运行过程中，不同时期其能耗特性不同，因此，需要对数据进行系统分析，深入研究系统的节能特性。对日均节能的柱状图和曲线图进行研究，可以看出其分布规律，如果系统非常稳定，节能效果就明显；如果系统运行不稳定，节能效率就有待改进。总体统计数据显示，尽管各个站点的节能数据不同，但是整体节能效率在13%以上，节能效果明显。但是在应用中仍然存在技术问题，比如在电气设备做功过程中会产生大量热能，采用相关设备及时收集热能，如果收集装置系统利用率高，可能节约20%以上的电能。但是目前如何利用做功的热能仍然是需要解决的技术问题，这需要结合物联网节能技术进一步研究。

4 结语

在物联网节能技术的应用中，首先，要选择低能耗传感器设备，全面监控能耗信息，提高智能化水平，减少维护和设施成本，实现一机多用、节省投资的目的，这样更容易取得明显效果。要优先解决技术层面的瓶颈和难关，并符合我国物联网节能技术应用的环境，不断利用大数据进行试验、分析、总结，实现技术的发展和成熟化。再通过物联网大数据对物联网节能技术进行数据收集、整理、分析，找到技术存在的问题，并根据问题进行优化改进，不断完善物联网节能技术的应用。最后，通过成熟的技术进行各个领域的普及，实现物联网节能技术带来的增益。在此过程中依旧要坚持对技术进行优化、革新，技术是发展、前进的动力源泉。