課題研究背景和意義

【摘 要】文章在基于對物聯網和ZigBee技術的定義、內涵、特征把握的基礎上，分析了校園物聯網和ZigBee技術的應用現狀，設計了基于ZigBee技術的“智能校園”體系結構，對“智能校園”的建設內容進行了深入探索。

【關鍵詞】ZigBee 物聯網 智能校園 RFID

基金項目：陜西國際商貿學院校級科研基金項目支持。

ZigBee技術

ZigBee是一種新興的短距離、低速率、低功耗無線網絡技術，主要用于近距離無線連接。有自己的無線電標準，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器，和目前的通信方式相比具有通信效率高等優點。ZigBee技術的發射功率低，非常省電； ZigBee協議免專利費，工作于免付費頻段，成本較低；通信時延和從休眠狀態激活時延短；一個星型結構的ZigBee網絡最多可以容納254個從設備和一個主設備，一個區域內可以同時存在最多100個ZigBee網絡，而且網絡組成靈活。此技術在工業控制、醫療監控、安防領域，物聯網的無線定位等領域得到了廣泛的應用。

RFID技術

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術，是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術?？赏ㄟ^無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。RFID 技術與互聯網、通信等技術相結合，可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享。RFID 技術應用于物流、制造、公共信息服務等行業，可大幅提高管理與運作效率，降低成本。

物聯網技術

物聯網（Internet of Things，IOT）由美國MIT大學提出，早期的物聯網是以射頻識別技術為基礎的物流網絡，但隨著技術和應用的發展，物聯網的內涵發生了很大的變化。目前，物聯網是通過傳感器技術、射頻識別技術、無線通信技術等，在物理世界實體的部署中具有一定的感知能力、計算能力和執行能力的嵌入式芯片和軟件的集合，是其成為智能的物體。通過網絡設備能夠實現信息采集、傳輸和處理等能力，從而實現了物與物、物與人之間的互聯。物聯網是新興的通信應用網絡，物聯網的核心技術是嵌入式軟件、RFID、傳感器及傳輸數據計算領域上。

“智能校園”體系構架

智能校園體現信息時代的特征，標志著速度和效率。智能型校園具有完善的通信網絡提供工作的速度和效率。ZigBee技術和其他技術相比具有很大的優勢，目前世界范圍內的各大公司、企業都相繼投入到對ZigBee技術的研究當中，此技術的研究應用能夠為我們帶來很大的經濟、社會效益。ZigBee作為一種新興的短距離、低速率、低功耗的無線網絡技術，非常適合設計智能校園的無線傳感器網絡WSN。

1.智能自動點名系統。目前大部分學校教師在上課前均采用點名制考勤，一是為了督促學生充分利用上課學習時間，再者為了保證學校在校期間的安全。但教師點名考勤制度除了浪費時間外還存在著弊端，例如，剛開始上課時有的學生為了應付點名而到課，而在下課休息時又逃課，一堂課下來教師不可能多次進行點名。智能點名系統能夠很好地克服以上弊端，而且不占用教室上課時間。智能點名系統由RFID電子標簽身份卡、RFID閱讀器、ZigBee無線網絡傳輸等部分組成。在教室的入口處安裝若干RFID閱讀器，攜帶有RFID電子標簽身份卡的學生進入教室后，ZigBee網絡會將到課學生的情況通過校園網匯入到學?？记诠芾硐到y中，表示出學生的出勤情況。上課鈴聲響后，學?？记诠芾碥浖y計出這堂課學生的到課總數和出勤率，便于校方及時了解學生的出勤情況。

2.校門出入人員監測系統。校內人員均佩戴RFID電子標簽身份卡（學生卡或教師卡），在通過校門時網絡攝像頭進行實時監控，識別到身份識別卡后報警系統不報警，表示進入人員為本校人員，可以通過，同時系統將記錄他們進入校園的時間，若進入人員沒有佩戴學校身份識別卡，系統則自動報警。此功能比普通的網絡攝像頭多了報警功能。若有校外人員來訪，通過對來訪人員身份的識別或相應證件的掃描，此時相關職能部門的辦公室電腦會收到來訪人員的資料信息，相關職能人員可以即時對是否同意訪客進入進行批示。訪客登記的全過程將由攝像機進行拍攝備案，并在來訪結束后，系統自動記錄訪客離開時間。校門出入人員監測系統除了具有身份識別的功能外還應具有圖像監控功能。

結束語

ZigBee技術和其他技術相比具有很大的優勢，目前世界范圍內的各大公司、企業都相繼投入到對ZigBee技術的研究當中，此技術的研究應用能夠為我們帶來很大的經濟、社會效益。ZigBee作為一種新興的短距離、低速率、低功耗的無線網絡技術，非常適合設計智能校園的無線傳感器網絡WSN。因此研究如何利用ZigBee實現以傳感器終端互聯為目標的智能校園應用具有非常重要的實用價值。

參考文獻：

[1]ZigBee無線通信網絡調研報告[R].

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[3]任小洪.ZigBee遠距離射頻識別系統設計與實現[J].自動化儀表，2011，32（3）.

作者單位：陜西國際商貿學院 陜西咸陽