南京郵電大學(xué) 基于物聯(lián)技術(shù)的“智慧校園”建設(shè)與規(guī)劃

文/朱洪波 張登銀 楊龍祥 孫知信 宗平

南京郵電大學(xué) 基于物聯(lián)技術(shù)的“智慧校園”建設(shè)與規(guī)劃

文/朱洪波 張登銀 楊龍祥 孫知信 宗平

“智慧校園”總體規(guī)劃

南京郵電大學(xué)長期專注于通信相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，在智慧校園的建設(shè)方面有著得天獨(dú)厚的條件。“智慧校園”項(xiàng)目的建設(shè)，就是旨在促進(jìn)積極探索物聯(lián)網(wǎng)智慧技術(shù)在高校的應(yīng)用，一方面推動(dòng)學(xué)校自身的信息化應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)學(xué)校整體辦學(xué)實(shí)力和辦學(xué)水平的跨越式發(fā)展；另一方面，為作為物聯(lián)網(wǎng)在高校的示范區(qū)，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究與發(fā)展積累更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，保持、擴(kuò)大南郵在物聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

通過對(duì)學(xué)校目前信息化現(xiàn)狀與實(shí)際需求的系統(tǒng)分析，結(jié)合當(dāng)前高校信息化的發(fā)展趨勢(shì)和學(xué)校的發(fā)展規(guī)劃，目前學(xué)校針對(duì)智慧校園項(xiàng)目已經(jīng)確立了較為明確的建設(shè)目標(biāo)。總體上，將構(gòu)建滿足學(xué)校教學(xué)、科研、管理、生活與服務(wù)要求的開放性、協(xié)同化運(yùn)行支撐環(huán)境，為校內(nèi)外各類人員提供完善的個(gè)性化服務(wù)支持，為學(xué)校的教學(xué)、科研和管理提供完善的智慧化運(yùn)行環(huán)境，具體包括：

智慧的環(huán)境：以物聯(lián)網(wǎng)的理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建教學(xué)、科研、管理、校園生活為一體的新型智能化環(huán)境。

綜合的服務(wù)：提供面向師生的綜合信息服務(wù)，使得學(xué)校師生能快速、準(zhǔn)確地獲取、捕捉校園中人、財(cái)、物和產(chǎn)、學(xué)、研業(yè)務(wù)過程的信息和服務(wù)。

優(yōu)化的管理：將智慧校園中的管理改進(jìn)和業(yè)務(wù)流程再造，作為學(xué)校進(jìn)行制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新的重要內(nèi)容之一。

科學(xué)的決策：利用智能化的綜合數(shù)據(jù)分析，為學(xué)校各種決策提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策。

資源的共享：通過智慧校園中各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的緊密聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)校園的資源共享、信息共享、信息傳遞和信息服務(wù)，從而提高教學(xué)質(zhì)量、科研水平和管理水平。

圖1 校園感知

“智慧校園”建設(shè)框架

南京郵電大學(xué)對(duì)智慧校園總體建設(shè)框架已有清晰的定義，從建設(shè)內(nèi)容來說，共包括三個(gè)層次，如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)融合

學(xué)校的多網(wǎng)融合將校園網(wǎng)、Internet、通信網(wǎng)絡(luò)、視頻會(huì)議網(wǎng)以及其它網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)的手段將各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中和融合，使用戶在學(xué)校智慧校園中可以統(tǒng)一訪問各種網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，感受不到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的隔閡。

數(shù)據(jù)融合

對(duì)學(xué)校的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，劃分為身份、數(shù)據(jù)、消息、內(nèi)容、感知五類。其中：

身份——作為智慧校園中一類特殊的數(shù)據(jù)，具體控制著對(duì)智慧校園中各類人、物的識(shí)別和定位；

數(shù)據(jù)——存儲(chǔ)于各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的“數(shù)據(jù)”是學(xué)校上層應(yīng)用建設(shè)的基礎(chǔ)；

消息——消息分散在學(xué)校各個(gè)系統(tǒng)或平臺(tái)內(nèi)，如通知、提醒、待辦、催辦等；

內(nèi)容——高校各類文件、課程、文章等在智慧校園的建設(shè)中均定位為學(xué)校長期積累的“內(nèi)容”；

感知——將各種可感知的信息統(tǒng)一存儲(chǔ)，并為上層提供各種服務(wù)。

服務(wù)融合與門戶服務(wù)

智慧校園通過對(duì)服務(wù)的融合，使得用戶面對(duì)的不再是一個(gè)個(gè)孤立的系統(tǒng)，而是統(tǒng)一的入口界面。各類用戶只需訪問一個(gè)個(gè)性化的校園門戶，既可以進(jìn)行各種事務(wù)的申辦和查詢、資源的統(tǒng)一獲取、交互與協(xié)同。同時(shí)，通過信息化的手段提高支撐服務(wù)的管理效率和管理水平，監(jiān)控和優(yōu)化服務(wù)的質(zhì)量。

圖2 車輛感知

圖3 教室感知

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)研究

南京郵電大學(xué)“寬帶無線通信與傳感網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”是教育部立項(xiàng)建設(shè)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在下述科學(xué)問題上開展創(chuàng)新性研究，取得多個(gè)原創(chuàng)性成果，并力求在若干個(gè)點(diǎn)上有突破性的研究成果，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與泛在無線通信方面在國內(nèi)外產(chǎn)生重要影響。

泛在信息的傳感、智能感知與處理：物聯(lián)網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)角度看是一個(gè)泛在網(wǎng)絡(luò)，如何高效、可靠、安全、智能地在泛在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行信息傳感、感知與處理是物聯(lián)網(wǎng)的核心科學(xué)問題。圍繞物聯(lián)網(wǎng)的泛在信息傳感、智能感知與處理科學(xué)問題，實(shí)驗(yàn)室將在多個(gè)核心技術(shù)上開展創(chuàng)新性研究。

泛在無線通信網(wǎng)絡(luò)與傳輸：泛在通信網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)載體，如何構(gòu)建一個(gè)融合多種傳送網(wǎng)和無線移動(dòng)通信體制的異構(gòu)融合的高效高可靠性泛在網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)需要解決的科學(xué)問題。本實(shí)驗(yàn)室圍繞上述科學(xué)問題，將在網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)、泛在無線傳輸、異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)與無線傳輸技術(shù)上開展創(chuàng)新性研究，取得一系列高水平創(chuàng)新成果。

物聯(lián)網(wǎng)中多應(yīng)用多業(yè)務(wù)的集成、管理和安全機(jī)制：物聯(lián)網(wǎng)將集成多種應(yīng)用并提供多種業(yè)務(wù)，如何可信可控可管和安全地提供多種應(yīng)用和多種業(yè)務(wù)是物聯(lián)網(wǎng)必須解決的科學(xué)問題。本實(shí)驗(yàn)室將在物聯(lián)網(wǎng)的多應(yīng)用多業(yè)務(wù)集成、物聯(lián)網(wǎng)的管理與安全等方面進(jìn)行研究，為物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

結(jié)合學(xué)校學(xué)科和人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)現(xiàn)狀，實(shí)驗(yàn)室下設(shè)6個(gè)研究室，分別是：(1) 信息處理與安全研究室；(2) 無線通信技術(shù)研究室；(3) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與互聯(lián)融合研究室；(4) 傳感技術(shù)研究室；(5) 無線傳感網(wǎng)技術(shù)研究室；(6) 服務(wù)平臺(tái)與感知中心研究室。實(shí)驗(yàn)室目前正在承擔(dān)一批國家、省級(jí)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域重點(diǎn)科研項(xiàng)目，包括：

1. 國家科技重大專項(xiàng)：泛在網(wǎng)絡(luò)下多終端協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)，編號(hào)2011ZX03005-004-03；

2. 國家科技重大專項(xiàng)：IMT-Advanced頻譜聚合技術(shù)研發(fā)，編號(hào)2009ZX03003-002；

3. 國家重大基礎(chǔ)研究（973計(jì)劃）：物聯(lián)網(wǎng)混雜信息融合與決策研究，編號(hào)2011CB302903；

4. 國家重大基礎(chǔ)研究（973計(jì)劃）：認(rèn)知協(xié)同與網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化理論，編號(hào)2007CB310607；

5. 國家科技支撐計(jì)劃：電信運(yùn)營商業(yè)務(wù)支撐軟件測(cè)試與服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，編號(hào)2007BAH17B04；

6. 國家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目：基于TD-SCDMA的集群通信關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)，編號(hào)2009AA011302；

7. 國家863計(jì)劃項(xiàng)目：基于聯(lián)盟博弈認(rèn)知模型的動(dòng)態(tài)頻譜接入技術(shù)研究，編號(hào)2009AA01Z241；

8. 江蘇省物聯(lián)網(wǎng)重大示范工程：智慧節(jié)能環(huán)保示范工程總體建設(shè)方案；

9. 海南省戰(zhàn)略規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目：海南“智慧旅游島”總體規(guī)劃與建設(shè)方案；

10. 江蘇973計(jì)劃：下一代網(wǎng)絡(luò)前瞻技術(shù)。

南京郵電大學(xué)一直高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究工作的開展，已經(jīng)在人才政策、科技管理、資金投入等各個(gè)方面建立了一套較為完善的制度和政策，用來大力扶持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究和發(fā)展，激勵(lì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新貢獻(xiàn)。目前，實(shí)驗(yàn)室很多研究成果已經(jīng)應(yīng)用在南京郵電大學(xué)校園中，教師、學(xué)生在校園中可以享受到物聯(lián)網(wǎng)為教學(xué)、科研、生活帶來的便捷與良好的環(huán)境。

(作者單位為南京郵電大學(xué))