نقش اینترنت اشیا در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها: چارچوبی پنج لایه برای مدیریت هوشمند انرژی

با توجه به افزایش روزافزون مصرف انرژی، محدودیت منابع فسیلی و ضرورت حرکت به سوی توسعه پایدار، بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها، به ویژه در مراکز آموزشی، به یکی از اولویت های پژوهشی تبدیل شده است؛ در همین راستا، این تحقیق با هدف ارائه چارچوبی نوین مبتنی بر اینترنت اشیا انجام شده است؛ در این تحقیق، یک چارچوب مفهومی پنج لایه مبتنی بر اینترنت اشیا برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های آموزشی طراحی و ارائه شده است. مدل پیشنهادی شامل لایه های حسگر، شبکه، پردازش داده، کنترل و تعامل با کاربر می باشد که هر یک وظایف مشخصی در جمع آوری، انتقال، تحلیل و استفاده از داده های محیطی ایفا می کنند. به منظور اعتبارسنجی این چارچوب، یک سناریوی واقعی در یک محیط آموزشی طراحی شد که طی آن داده های مربوط به دما، نور، کیفیت هوا و حضور افراد جمع آوری و تحلیل گردید. هدف اصلی از این چارچوب، فراهم سازی بستری برای پایش بلادرنگ، تحلیل هوشمند و مدیریت خودکار منابع انرژی است، به گونه ای که ضمن حفظ کیفیت محیط آموزشی، مصرف انرژی نیز به شکل موثری کاهش یابد. در این راستا، راهکارهای فنی نظیر استفاده از شبکه های مش، پردازش لبه ای، الگوریتم های یادگیری ماشین و رابط های کاربری تعاملی در معماری سیستم لحاظ گردیده است. تحلیل نتایج نشان داد که چارچوب ارائه شده می تواند منجر به کاهش قابل توجه مصرف انرژی و افزایش دقت کنترل هوشمند در محیط های آموزشی شود. این چارچوب با تاکید بر ماژولار بودن، انعطاف پذیری و امکان بومی سازی، گامی موثر در مسیر توسعه ساختمان های آموزشی پایدار و هوشمند به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

اینترنت اشیا (IoT) ، ساختمان های آموزشی ، چارچوب پنج لایه ، سیستم های هوشمند ، بهینه سازی مصرف انرژی