NI與上海交大新圖書館構建國內首個環(huán)境監(jiān)測與節(jié)能系統(tǒng)

美國國家儀器(National Instruments，簡稱NI)與上海交通大學新圖書館合作構建了國內首個高校圖書館室內環(huán)境監(jiān)測與節(jié)能系統(tǒng)，共同打造綠色低碳的校園典范。

“十二五”規(guī)劃將節(jié)能減排作為經濟發(fā)展的重要目標之一，學生圖書館作為公共建筑, 其能耗是普通住宅的5-15倍，是建筑節(jié)能監(jiān)管的重點。因此，交大學生借助NI的無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network，簡稱WSN)產品，自行搭建系統(tǒng)，實現了對圖書館三層樓溫度整體三維聯動顯示模型，并給出空調溫度調節(jié)建議，在為學生們帶來更舒適的學習環(huán)境的同時，實現了綠色節(jié)能減排。

針對圖書館這一類大空間室內建筑，通常采用統(tǒng)一調控的方式對空調溫度進行設置，由于日照、季節(jié)變化等原因，室內空間存在溫度分布不均勻的現象，既不利于構建舒適的學生學習環(huán)境，也導致嚴重的能源浪費現象。此次，交通大學圖書館基于最新的物聯網的概念，針對圖書館當前空調控制系統(tǒng)的不足，通過搭建無線采集與分析系統(tǒng)對新圖書館閱覽室的環(huán)境參數進行采集并進行三維建模分析，實現了對于室內大空間內溫度、濕度和空氣質量的監(jiān)測。同時借助于分析結果，對于空調系統(tǒng)的調節(jié)策略進行優(yōu)化，以在確保室內舒適度的前提下，降低由于不合理的空調控制策略而造成的高能耗，以實現節(jié)能減排的目標。NI提供的WSN無線傳感器網絡可以通過無線的方式傳遞采集數據而無需架設信號傳輸線，因此在系統(tǒng)安裝時大大降低了施工難度，在無需閉館，確保館內學生閱覽不受影響的前提下，完成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的搭建及施工。

此外，為了便于學生實時查詢室內溫度狀態(tài)，圖書館還著力構建了基于Internet的數據采集與訪問機制，通過NI系統(tǒng)聯盟商上海聚星儀器有限公司提供的RIO-Mesh數據庫，用戶不僅可以在圖書館內的大型顯示屏上了解當時室溫分布狀況，還可以借助全球Internet網絡在圖書館甚至交通大學以外的任何地點接入本系統(tǒng)，查詢圖書館的當前的環(huán)境參數。目前，該系統(tǒng)在B區(qū)閱覽室內已穩(wěn)定運行了半年以上，圖書館方面還準備將環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)擴展到整個圖書館大樓的其他閱覽室中。

此項目成果已經申報《大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)》專利。未來可推廣應用至大型空間(商場、車站等)的空調系統(tǒng)智能調控，對于能耗的降低具有重要實際意義。此外，整個項目完全由交通大學學生科技創(chuàng)新小組搭建和實施。學生們通過此項目將課本的理論知識轉換為實踐操作，培養(yǎng)了實踐動手能力。這也體現了NI一直以來在高校中倡導的“Do Engineering(動手實踐做工程)”的理念。

目前，世界各地的工程師和科學家都在使用NI圖形化系統(tǒng)設計平臺，對全球生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮積極影響。無論是開發(fā)更具節(jié)能效益的系統(tǒng)，還是加強環(huán)境監(jiān)控或凈化系統(tǒng)，當前許多緊迫問題都被NI平臺迎刃而解。