碳足跡系統(tǒng)

目前，對(duì)于二氧化碳的超排放，國(guó)際上已經(jīng)有了很多減緩機(jī)制，如《京都議定書》(Kyoto protoco1)。但進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，人類向大氣中排放的二氧化碳總量的30％是由居民生活行為帶來(lái)的。因此在面對(duì)全球變暖、減少碳排放的問(wèn)題上，不僅政府與企業(yè)有責(zé)任，作為環(huán)境消費(fèi)終端一一每一名普通公民也應(yīng)該主動(dòng)承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，并對(duì)自己的行為進(jìn)行合理有效的補(bǔ)償。但截至目前為止，即使在國(guó)際市場(chǎng)上，我們并沒(méi)有一套完善的系統(tǒng)來(lái)計(jì)量檢測(cè)個(gè)人的碳排放值，僅僅是針對(duì)國(guó)家或者企業(yè)制定了相應(yīng)的政策和具體的計(jì)量管理方案。

因此不論是大到國(guó)際范圍還是小到中國(guó)環(huán)境，都需要一個(gè)能夠針對(duì)家庭或個(gè)人的碳排放計(jì)量服務(wù)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)要能夠?qū)θ藗冊(cè)谌粘Ｉ钚袨橹兴鶎?dǎo)致的碳排放進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)與折算，并對(duì)此做出環(huán)保性的分析，以利于人們的節(jié)能減排行為。由此，我們的作品——“個(gè)人碳排放計(jì)量服務(wù)平臺(tái)”便應(yīng)運(yùn)而生。

項(xiàng)目分析

如圖2所示，本項(xiàng)目的整個(gè)系統(tǒng)分為兩大部分：左邊是輔助硬件平臺(tái)正常運(yùn)行的各種機(jī)制，核心部分是供用戶使用操作的計(jì)量檢測(cè)平臺(tái)。

第三方環(huán)保機(jī)構(gòu)，政府部門機(jī)制

通過(guò)政府部門及第三方環(huán)保機(jī)構(gòu)制定、公布和施行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策。輔助機(jī)制主要包括三部分：折算機(jī)制、獎(jiǎng)懲機(jī)制和交易機(jī)制。折算機(jī)制包括消費(fèi)品碳排放值折算標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象的碳排放過(guò)程進(jìn)行量化：獎(jiǎng)懲機(jī)制包括個(gè)人碳排放值的設(shè)定和獎(jiǎng)懲標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)督促力度，并實(shí)現(xiàn)減小貧乏差距的附加收益：交易機(jī)制包括個(gè)人碳排放值的轉(zhuǎn)讓與交易、實(shí)現(xiàn)碳排放量的合理調(diào)配。

平臺(tái)功能模塊分析

整個(gè)硬件平臺(tái)由以下四個(gè)部分組成，其關(guān)系如圖4所示。從圖4可看到，整個(gè)硬件平臺(tái)的四個(gè)組成部分為：個(gè)人IC卡、家庭客戶端、公共客戶端和服務(wù)器系統(tǒng)。個(gè)人IC卡攜帶用戶的身份信息，在用戶有碳值消費(fèi)時(shí)提供用戶身份認(rèn)證信息：家庭客戶端主要完成家中水電煤氣所造成的碳排放的計(jì)量結(jié)算，并向用戶提出智能化建議：公共客戶端將在日常生活的諸多方面計(jì)量折算人們所產(chǎn)生的碳排放量、并為用戶提供查詢與交易碳排放余額的功能，實(shí)現(xiàn)獎(jiǎng)懲，是功能最多、使用頻率最高的一個(gè)部分；服務(wù)器則用于用戶碳排放值數(shù)據(jù)變化的管理和儲(chǔ)存。這三個(gè)部分同時(shí)還與個(gè)人智能儲(chǔ)存卡配合使用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钪兴a(chǎn)生的碳排放的計(jì)量監(jiān)控。

家庭客戶端提供對(duì)家庭能源消耗的碳排放值的監(jiān)控核算、查詢服務(wù)以及智能環(huán)保建議。一是監(jiān)控核算家庭能源消費(fèi)，統(tǒng)計(jì)碳排放值。二是為提供實(shí)時(shí)查詢服務(wù)，能實(shí)時(shí)顯示出當(dāng)前碳排放值和碳匯率。三是結(jié)合當(dāng)前碳排放值度及相關(guān)消費(fèi)信息進(jìn)行“智能”分析，從而為用戶提供合理化的建議，避免在季度末因碳排放值超額而繳納環(huán)保款項(xiàng)。

在此平臺(tái)中，每位居民都有一張攜帶個(gè)人信息的智能卡，只要人們消費(fèi)一定的能源、商品，付款的同時(shí)就要刷取相應(yīng)的碳排放值，因?yàn)槊糠N消費(fèi)也會(huì)對(duì)應(yīng)一定的碳排放標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)消費(fèi)中碳排放的計(jì)量。

公共客戶端在商場(chǎng)收銀處、交通售票處、加油站等公共消費(fèi)場(chǎng)所，提供對(duì)商品的碳排放值的核算、個(gè)人查詢服務(wù)和交易平臺(tái)的功能。

碳排放值的扣算是通過(guò)讀取射頻讀卡器的身份信息，在服務(wù)器的個(gè)人數(shù)據(jù)中心進(jìn)行相應(yīng)扣除。而在公共客戶端的顯示屏上顯示個(gè)人碳排放值的數(shù)值，并且通過(guò)聯(lián)網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)碳排放值的轉(zhuǎn)讓、交易等功能。

服務(wù)端主要是指位于環(huán)保機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，它執(zhí)行來(lái)自各個(gè)終端的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，為用戶提供數(shù)據(jù)查詢和總結(jié)。用戶查詢其碳排放值可以有三種方式，通過(guò)家庭客戶端、公共客戶端的查詢功能，還可以通過(guò)個(gè)人電腦直接查詢個(gè)人碳排放值信息。

技術(shù)架構(gòu)

硬件架構(gòu)如圖4所示。

軟件架構(gòu)PC端、Ebox平臺(tái)和家庭客戶端的軟件結(jié)構(gòu)示意如圖s所示。PC機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件實(shí)現(xiàn)來(lái)自各個(gè)終端的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

基于ARM Corter—MO內(nèi)核芯片的嵌入式平臺(tái)數(shù)字作為家庭客戶端，主要給家庭用戶提供以下方面信息：水、氣、商品、電量的消耗，并折算為相應(yīng)碳值消耗以及剩余量，并根據(jù)以上四點(diǎn)消耗值，給予用戶合理的建議，以減少碳排放，實(shí)現(xiàn)低碳生活方式。

它主要具有三個(gè)功能：核算監(jiān)控；個(gè)人查詢：智能建議。

公共客戶端以Ebox3310為硬件平臺(tái)，主要是提供對(duì)商品的碳排放值的扣算、個(gè)人查詢服務(wù)和交易平臺(tái)的功能。

服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)具體一到兩個(gè)家庭消費(fèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)與管理，包括電、氣、水、商品值的計(jì)量與統(tǒng)計(jì)。目前軟件部分使用的是串口與家庭客戶端通訊，傳送數(shù)據(jù)，后期需要通過(guò)TCP／IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)與Ebox端的通訊，傳送商品的數(shù)據(jù)值。