智能化校園管理系統的設計與實施

文/陳松 王偉林 康慧華

智能化校園管理系統的設計與實施

文/陳松 王偉林 康慧華

隨著高校信息化建設不斷推進, 信息服務在學校教學、科研與管理中的作用更加顯著。各高校已經或正在開始建設基于業務部門的應用系統，基本解決了面向業務主題的管理。但是在高校信息化建設過程中，仍然存在著一些共性的不足，如網絡基礎設施的接入手段單一，安全保障體系尚不完善，數字資源建設的投入較少，整體應用水平有待提高，特別是不同部門之間的信息共享與交流自動化程度低，缺乏統一的信息編碼標準，信息化保障機制還不夠健全等。從高校信息化服務的角度考慮，現有的信息管理系統在一定程度上解決了這些數據的采集、處理和服務，但仍無法滿足全方位實施教育信息化及提供智能的綜合信息服務的需求。

2005年ITU（International Telecommunication Union）正式提出了物聯網的概念。物聯網是指在物理世界的實體中部署具有一定的感知能力、計算能力或執行能力的各種信息傳感設備，通過網絡設施實現信息傳輸、協同和處理,從而實現廣域或大范圍的人與人、人與物、物與物之間信息交換需求的互聯網絡。物聯網可分為三層：感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，其主要功能是識別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去；網絡層負責傳遞和處理感知層獲取的信息；應用層是物聯網和用戶的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。物聯網技術的核心特征是泛在的感知，互聯互通與共享，以及智能的服務。

為了達到能夠在任何時間、任何地點和任何人、任何物進行通信的要求, 網絡是一個重要的前提條件。有線與無線結合的校園網絡覆蓋是一種十分有效的網絡架構,提供固定或移動的應用環境，支持有線或無線的接入方式，網絡結構靈活且擴展性好。南京信息職業技術學院在有線網絡的基礎架構之上，部署了無線網絡，目前實現了教學、辦公區域的無線全覆蓋。無線網絡拓撲結構采用IEEE 802.11a/b/g技術作為構建校園無線網絡的標準，體系結構采用了瘦AP 的方式，采用Portal認證、統一計費、流量控制的管理方式。從而實現有線與無線的雙接入、移動的應用與服務、虛擬環境與現實環境的融合、校園內的感知與交流的綜合信息服務基礎環境，特別是解決支撐物到物、人到物的問題。

智慧校園應用的設計與實施

南京信息職業技術學院2010年3月正式啟動智慧校園建設項目。

RFID（Radio Frequency Identification）應用

圖1是物聯網技術在學院門口車輛進出管理方面的應用。學院對教職工車輛進行登記，發放RFID電子標簽，貼在教職工的車上，并在學院門口設立“RFID快速通道”。教職工車輛進出校門，RFID標簽進入磁場后，接收RFID閱讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的車輛信息，門禁自動打開放行車輛。非本單位登記的車輛，需要經“外來車輛通道”進出，進入該通道時，高清照相機拍攝車輛圖片，記錄車輛照片（內含牌照信息）和進出校門的具體時間。

該應用的設計與實施，不僅增加了進出校園車輛管理的安全性，而且提高了車輛放行效率，同時根據RFID標簽信息記錄，方便對開車上下班教職工的考勤。

二代身份證應用

居民二代身份證芯片采用智能卡技術，內含有非接觸IC芯片，無法復制，高度防偽。學院在單獨招生考試和迎新工作中，充分使用二代身份證讀卡技術，結合數字化校園系統，即方便又快捷。

學院單獨招生考試的面試環節所占分值比例較大，主觀性強，需要設計一套流程管理。經過多次現場測試與論證，圖2所示為學院單獨招生面試流程圖，在面試考場區域入口處設置考試登記，考生排隊在登記處刷身份證取號分配考場，數字化校園系統在面試題庫中隨機抽取考場和面試題目并打印考卷，考卷上只含有考生照片，試卷內容、條形碼和評分處，考生拿到考卷以后準備五分鐘進入分配的考場答題。

由于采用二代身份證讀取和數字化校園系統結合使用，真正做到了系統自動化，減少了人為工作量，也大大提高了面試登記效率；因為考生的考場和面試題目都經數字化校園系統隨機抽取，有效保證了考生在該環節考試的公平公正；考卷上的條形碼含有考生號信息，工作人員只需掃描條形碼即可在數字化校園系統中錄入考生成績，方便成績錄入工作。

在新生報到流程中，學院也采用了身份證讀取結合數字化校園系統的應用，圖3為新生報到現場布置，圖4為設計的新生報到流程圖。報到新生從入口進來以后，經引導員引導進入“注冊區”排隊，注冊時，僅需要出示身份證并放在二代身份證讀卡器上，讀取身份證信息以后，數字化校園系統根據身份證號碼為主關鍵字查詢該學生的信息，顯示學費繳費情況，如果該學生沒有繳費，操作員告訴學生去財務“現場收費區”刷身份證，根據系統顯示的學生信息及學費金額繳費。交過學費的學生，在注冊區刷身份證以后系統會自動給該生根據專業分配宿舍及床位，并打印兩聯學生報到信息，一聯給學生本人保存，信息有學生宿舍、床位、輔導員姓名及其聯系電話，另一聯給陪同的家長，含有輔導員姓名及其聯系電話信息，方便學生家長和輔導員保持聯系，防止家長被外界惡意短信或電話欺詐。經應用實施，新生注冊平均耗時22秒，該項目應用大大提高了新生報到工作的效率。

校園一卡通和身份證在門禁中的應用

學院圖書館是學生公共活動區域，由于圖書館面積大，出入口較多，會出現學生貴重物品被盜現象。在圖書館所有入出口處安置閘機門禁系統，學生需要持有校園一卡通才能進出圖書館，并設置二代身份證通道，外來人員只能從身份證通道進出，嚴格記錄了外來人員的進出信息，保障了學生個人物品安全。

周界安防震動光纜應用

傳統周界報警系統主要有：紅外對射、電子脈沖電網、視頻監控等方案。其中，紅外對射方案防護等級較低，信號衰減大，易受地形條件限制，而且不適合惡劣氣候， 容易受溫度、光線、灰塵和天氣等自然氣候的影響，誤報率高；電子脈沖電網由于采用高壓電，存在造成人身傷殘的危險；視頻監控報警系統數據處理過大，可能產生漏報，并且受天氣和光線影響較大，不適合應用與室外復雜的環境。

在學生宿舍區域，布置震動光纜作為周界安防。震動光纜探測報警系統為目前最先進的周界報警之一，它由震動光纜采集裝置、報警主控裝置、專用接續盒、國標單模鎧裝光纜、對等式風雨探測環、聯動軟件等多部分組成。當入侵者試圖翻越或破壞周界時，直接或間接造成光纜震動，從而改變光纜內的物理光波信號，系統接收到異常信號經光纜震動采集裝置分析處理后由報警主控裝置輸出報警信號，觸發報警位置將在計算機的接警中心軟件上以電子地圖形式顯示，同時軟件自動提取該防區監控視頻信號。

南京信息職業技術學院智慧校園項目充分利用RFID標簽、身份證和校園一卡通識別人和物體的信息，并通過數字化校園系統開展工作，在自主招生考試和迎新等大型工作中應用實施，很大程度上提高學院處理事件的效率。同時，智慧校園項目的實施，也提高了學院的安防保障水平。

（作者單位為南京信息職業技術學院）