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1、第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文，2012.3）绿色智慧校园的体系结构符长青 1 符晓兰 2（1.广东科技学院，东莞 523083；2.深圳市坚地工程咨询监理有限公司，深圳518028）摘要：绿色智慧校园包含了绿色智能建筑系统与智慧校园集成系统两个高度相关的概念。本文从绿 色校园的理念出发，基于物联网核心技术的应用，介绍和讨论了绿色智慧校园的体系结构，其中包括绿 色智能建筑系统，物联网核心技术的应用和智慧校园集成系统等内容。关键词：绿色校园 智慧校园 绿色智能建筑 绿色智慧校园Green Wisdom Campus ArchitectureGuangdong University of S
2、cience and Technology Fu Changqing,Shenzhen JDC Engineerning Consulting Supervision Co., Ltd. Fu XiaolanAbstract : Green wisdom campus contains two highly relevant concepts, that are the green intelligent building system and wisdom campus integration system. In this paper, starting from the concept
3、of green campus, based on the application of the core technology in the Internet of things, is introduced and discussed the system structure of the green wisdom campus, including green intelligent building systems, the application of the core technology in the Internet of things and wisdom campus in
4、tegrated system, etc.Keywords： green campus, wisdom campus, green intelligent buildings, green wisdom campus绿色智慧校园包含了绿色智能建筑与智慧校园集成系统两个高度相关的概念，是生态 校园、可持续校园，就是要最优化地有效应用可用资源，以提高学校教学环境的可持续性。 它强调在实现学校基本教育功能的基础上，以可持续发展思想为指导，在学校全面的日常 管理工作中纳入有益于环境的管理措施，并持续不断地改进，充分利用学校内外的一切资 源和机会全面提高师生环境素养。它体现了 “以人为本”，“和谐社会”
5、等多重理念，符合人 类社会发展要求，顺应了时代潮流。1 绿色校园的理念从环境保护的角度看，绿色校园首先是“绿化校园”，要以绿色理念引领校园基础设施 建设和科学研究方向，要建立绿色校园建设一把手负责制的长效管理运行机制，对学校进 行科学、合理的环境管理和规划；重视校园生态环境保护，对校园建筑节能提出要求；积 极推广节能、节水、节耗材的新技术、新工艺在校园建设和管理中的应用；对污染环境的 垃圾、污水进行及时处理与回收，提高校园资源的利用率，节能减排；回收再生资源，绿 色低碳，提倡“零排放”，减少学校对环境的不良影响；营造优美环境，使校园环境更利 于师生身心健康，以实现学校的可持续发展。除此之外，还
6、要积极研究开发节能环保技术， 进一步鼓励和支持节能环保技术成果产业化，让绿色技术快步走出校园，为加速推动我国 产业升级和经济发展方式转型服务。当然，绿色校园不仅仅是“绿化校园”，更主张环境教育从课堂渗透扩展到全校整体性 的教育和管理。通过制订校园的环境管理制度，开展有效的环境教育活动，创设环境保护 的文化氛围，引导教职员工和学生关注环境问题，促进师生参与环保和可持续发展的实际 行动，全面提高师生的环境素养，共同为社会的可持续发展做出贡献。让青少年在受教育 学知识、长身体的同时，树立热爱大自然、保护地球家园的高尚情操和对环境负责任的精 神；掌握生态环境科学知识，懂得人与自然要和谐相处的基本理念；
7、学会如何从自己开始 从身边的小事做起，积极参与保护环境的行动，在头脑中孕育并逐步树立起可持续发展的 思想；让学校里所有的师生从关心学校环境到关心周围、关心社会、关心国家、关心世界 并在教育和学习中学会创新和积极实践。建设绿色校园，学校要把绿色理念渗透到人才培养的教学过程中。通过课程改造，把 绿色观念融入到学生的学习过程中。倡导节约光荣、浪费可耻的校园风尚，鼓励学生节约 用水、用电等，帮助学生养成低碳的生活习惯，培养有良好素养的高端人才。并鼓励师生 民主公平地共同参与学校环境教育活动，加强学校与社区的合作和联系，在实践参与的过 程中发展面向可持续发展的基本知识、技能、态度、情感、价值观和道德行为
8、，以提高全 体教职员工和学生的环境素养，落实环保行动，提高学校在本地区的声誉和形象。这样既 有利于学校自身的发展，又有机会获得社会给予的荣誉奖励，并能向当地、全国和国际宣 传和交流自己的经验。2 绿色智慧校园的体系结构科学技术和高新设备是创建绿色智慧校园的基础，它包括了绿色智能建筑系统与智慧 校园集成系统两个方面。其中绿色智能建筑由节地与室外环境子系统、节能与能源利用子 系统、节水与水资源利用子系统、节材与材料资源利用子系统、室内环境质量管理子系统 以及运营管理子系统等要素构成，并应根据建筑物的规模和功能需求等实际情况，选择配 置相关的子系统。智慧校园建设的基础是网络融合，即将校园内的各个应用
9、网络整合在一起，实施统一 的管理与控制，综合利用各种网络接入手段，提供开放的标准接口，为智慧校园应用提供 网络通信保障。智慧校园集成系统的概念可以从广义和狭义两个方面来认识，从广义角度 我们这样定义智慧校园的概念：利用先进的信息化手段和工具，实现从环境（包括设备、 教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）到活动（包括教学、管理、服务、办公等）的 全部智慧化，在传统校园的基础上，构建一个数字空间，拓展现实校园的时间和空间维度 提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面智慧化，从而达到 提高教学质量、科研和管理水平的目的。从狭义的角度定义智慧校园的概念：运用现代信 息技术，在校园
10、里实现信息传输网络化、信息资源智慧化、用户终端智能化。绿色智慧校 园的体系结构如图 1 所示。图 1 绿色智慧校园的体系结构3 绿色智能建筑系统绿色智能建筑系统体系结构可以包含有几十个子系统，针对不同用途和特点的建筑， 其子系统的配置是不相同的。不过，这些子系统都是在绿色智能建筑中具有实际物理设施 或应用软件的实际应用系统，它们不论大小，其功能和目的都是向人们提供安全、高效、 舒适、便利、健康、低碳、环保和节能的建筑环境和服务。绿色智能建筑系统是一个十分复杂的高科技综合管理系统，需要充分考虑所涉及的各 子系统的协同动作、信息共享和集成。这些子系统在实现绿色建筑基本目的上处于平等地 位，在技术实
11、现方面有关子系统之间存在着相互联系、相互依存、相互作用的关系，因此 这些子系统都不是孤立存在的系统。绿色智能建筑系统的建设和使用应做到技术先进、经 济合理、实用可靠，以建筑物的功能类别、管理需求及建设投资为依据，具有可扩性、开 放性和灵活性等。创建绿色智慧校园过程中会遇到各种各样的问题，其中首要问题是校园的能耗审计分 析，以及能耗监控管理和能源动态管理等。通过对校园建筑全周期成本分析发现，建筑物 在建设和使用过程中，规划成本占总成本的 2%，设计施工成本占 23%，而运营成本占到 75%。而想要降低校园建筑的运营成本，只有通过科学的管理手段，提高建筑物的管理效 率。绿色智能建筑系统的主要优势就
12、在于能帮助管理者提高管理效率，降低建筑能耗和人 工成本。绿色智能建筑系统应建立能耗管理信息网络平台，凡是有利于节能管理的参数， 通过网络平台准确地采集、实时传输和完整地存贮，并通过对各类实时信息与历史数据分 析对比，达到有效地管理所有系统设备、优化管理策略、严格合理控制能耗的目的，以提 高绿色智能建筑的运行效率和降低运营成本。4 物联网核心技术的应用绿色智能建筑系统发展的最新成果是物联网在系统底层平台的应用。绿色智慧校园系 统集成平台采用控制域系统集成（物联网）和信息域系统集成两层平台的总体结构，中间 通过以太网连接，如图 1 所示。即根据“控制域”、“信息域”的不同特点，选用了不同的技 术手
13、段，既分别处置又协调一致，将“控制域”与“信息域”的功能与实施技术手段相结合。联动控制功能以及控制域全局事件处理集中在控制域，其特点是系统所采集的信息均 来自现场，控制信息针对于现场，要求信号实时性强。通过底层控制总线层网络互联和技 术融合实现跨总线、跨网段、跨子系统的总线级的无限联动控制，系统联动是通过各工业 控制器与路由器的直接点对点通讯实现的，不依赖电脑工作站和服务器，反应速度弃毫秒 级，高度可靠和稳定。而且系统的联动设置采用友好人性化界面的 “傻瓜式”操作，极大提 高了系统的可用性和实用性。信息域的特点是信息量大，系统信息来自于数据库、终端录入设备或其它系统，信号 要求交换能力强，传递
14、速度快，但对实时性要求没有控制域强。信息域重点实现综合管理 和增值应用，重点实现各子系统的运行状态、故障状态、报警信息、运营信息、设计档案 安装档案的搜集、整理和分析，为设备管理、运营、维护、决策提供科学的技术手段和决 策依据；同时提供智能化集成系统与其他信息化系统的标准接口，为智能化系统与其它系 统的信息沟通与远程控制提供必要条件。通过物联网技术使得绿色智慧校园的各个智能化控制子系统的硬件资源、传感资源互 联、共享与无缝集成，可以轻易实现各子系统的协同运行，它以 “身份识别”为核心自动完 成校园内各机电设备的控制，例如：建筑能源系统的人工智能控制，可以针对两类机组采 用能源的不同，结合电力的
15、峰谷电力差价及电力和天然气的差价，为用户提供选用低价格 能源运行的解决方案，运作不需操作员的介入。基于物联网的系统集成平台以物业运营为重点，强调以高效、便捷的软件体系来协调 用户、物业管理人员、物业服务人员三者之间的关系。对物业管理中的设备、服务、公共 设施、工程档案、各项费用及维修信息资料进行数据采集、传递、加工、存储、计算等操 作，反映物业管理的各种运行状况。它不是以往单纯信息域系统集成，而是不同子系统的 高度融合，产生协同效应，从而实现智慧校园精细化控制、精细化管理，不同子系统人工 智能自适应运行，可实现对所有相关设备进行全面有效的监控和管理，丰富建筑的综合使 用功能和提高物业管理的效率
16、，确保建筑内所有相关设备处于高效、节能、最佳运行状态 从而为工作人员提供一个安全、舒适、便捷、高效的工作环境。5 智慧校园集成系统智慧校园集成系统由多个子系统组成，其中主要包括：（1）个性化门户服务子系统：它是绿色智慧校园的总入口，各类用户通过门户进入绿 色智慧校园，可以获得与其身份相对应的信息与服务。在校园充分智慧化后，学校的功能 就将突破学校物理围墙的限制，成为一个可以覆盖网络可达范围的无疆域的学校。重点是 建设现代远程教育、虚拟学校、虚拟教室、虚拟实验室、家校通系统、信息技术与课程整 合系统、个性化门户等。绿色智慧校园支持多种教学模式，既支持校内教学，也支持远程 教学，还支持流媒体播放和交互式教学，并能有效地对教育资源版权进行保护（2）校园信息应用服务子系统：它将规范化的信息资源按照用户的需要提取出来提供 给用户，为用户提供服务，如教学服务、信息查询、决策支持、电子商务、后勤服务等。 信息应用服务子系统需要统一的用户管理、统一的资源管理、统一的权
