基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能校園建設(shè)

劉慧明

摘 要 文章提出智能校園的概念，并介紹物聯(lián)網(wǎng)在智能校園中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 智能校園

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 智能校園概念

智能校園是指把感應(yīng)器裝備到食堂、教室、圖書(shū)館、供水系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室等各種物體中，并且物物相連，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)門(mén)禁、考勤、就餐、消費(fèi)、會(huì)議簽到、借書(shū)、用水、用電、公共設(shè)施使用等功能，方便學(xué)校對(duì)師生的管理。此外還可以通過(guò)短信、WAP等方式實(shí)現(xiàn)排課、會(huì)議、圖書(shū)借閱、消費(fèi)情況、賬戶(hù)信息等各種信息的互動(dòng)查詢(xún)，對(duì)各種信息的指定下發(fā)，具有通知、提醒的功能，實(shí)現(xiàn)校園”一卡通”。

智能校園管理系統(tǒng)包含：（1）RFID電子標(biāo)簽卡（校園卡）：每人擁有這樣的一張卡，卡里面包含了用戶(hù)全部信息。（2）RFID閱讀器：在每個(gè)窗口安裝一個(gè)RFID閱讀器，將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)，讀取卡上信息，并發(fā)出相應(yīng)指令。（3）后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：將用戶(hù)的注冊(cè)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便管理員（持卡人）對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)的查詢(xún)。

2 物聯(lián)網(wǎng)在智能校園中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在智能校園中的應(yīng)用主要包括校園生活管理、教學(xué)管理和安防管理三方面。

2.1 校園生活管理

包括食堂管理、水控管理、考勤管理、智能照明測(cè)控等。

2.1.1 食堂管理

食堂管理是智能校園重要組成部分，基于RFID技術(shù)的食堂管理系統(tǒng)主要包括三部分：

含RFID電子標(biāo)簽卡（校園卡）：卡里面包含了用戶(hù)信息。

RFID閱讀器：在每個(gè)售飯窗口安置一個(gè)RFID閱讀器，將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)，讀取卡上金額，并扣除消費(fèi)金額。

后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：食堂管理員（持卡人）對(duì)食堂消費(fèi)業(yè)務(wù)的查詢(xún)。

2.1.2 水控管理

基于RFID技術(shù)的水控管理，可以實(shí)現(xiàn)用水自動(dòng)化管理，主要功能如以：

信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示：當(dāng)RFID卡位于閱讀器感應(yīng)區(qū)時(shí)，閱讀器就顯示卡上余額，可立即進(jìn)入用水計(jì)費(fèi)狀態(tài)。

消費(fèi)模式：消費(fèi)模式采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)模式，即讀卡就出水，再次讀卡就斷水，并根據(jù)用水量實(shí)時(shí)進(jìn)行扣費(fèi)；

計(jì)費(fèi)方式：按使用的流量計(jì)費(fèi)，外接脈沖流量表，可根據(jù)計(jì)算產(chǎn)生的流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

2.1.3 考勤管理

基于RFID技術(shù)的考勤管理工作流程：學(xué)生到校后，用含RFID電子標(biāo)簽卡（校園卡）刷卡，門(mén)禁打開(kāi)進(jìn)入教學(xué)樓，離開(kāi)教學(xué)樓時(shí)再次刷卡，門(mén)禁打開(kāi)離開(kāi)教學(xué)樓。教學(xué)樓內(nèi)的設(shè)備在接收到讀卡器發(fā)送來(lái)的學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，教師可通過(guò)瀏覽器登錄到考勤查詢(xún)網(wǎng)站，可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程查詢(xún)學(xué)生的出勤情況，并且可將單位時(shí)間里的出勤情況統(tǒng)計(jì)出來(lái)。

2.1.4 智能照明測(cè)控

智能照明是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使校園內(nèi)的燈能夠無(wú)線自主組網(wǎng)，使每一盞燈都能遠(yuǎn)程測(cè)控，教室和道路的燈接受控制中心的命令。例如發(fā)現(xiàn)教室里沒(méi)人，可以遠(yuǎn)程控制燈的開(kāi)關(guān)。

2.2 教學(xué)管理

包括日常教學(xué)、智能圖書(shū)管理和實(shí)驗(yàn)室管理等

2.2.1 日常教學(xué)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于建立全面和主動(dòng)的教學(xué)管理體系，利用RFID技術(shù)的支持，有利于拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力，物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等提供支撐環(huán)境。例如，觀察植物生長(zhǎng)系統(tǒng)，就是讓學(xué)生通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)“感知”植物生長(zhǎng)情況，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)收集、處理和發(fā)布觀測(cè)數(shù)據(jù)，交流種植經(jīng)驗(yàn)，展示研究成果，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)素養(yǎng)。

2.2.2 智能圖書(shū)管理

圖書(shū)館工作人員將RFID標(biāo)簽貼在圖書(shū)上，通過(guò)標(biāo)簽中的芯片和天線，再利用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建出RFID的無(wú)線射頻系統(tǒng)，這樣就能讓圖書(shū)擁有了GPS的定位功能。圖書(shū)經(jīng)過(guò)館室中的各個(gè)檢查點(diǎn)，就被跟蹤并記錄下來(lái)，并在服務(wù)器中儲(chǔ)存相關(guān)信息。當(dāng)師生們?cè)陔娔X上輸入書(shū)名，就能實(shí)時(shí)地掌握?qǐng)D書(shū)當(dāng)前的具體位置，快速找到自己想要的書(shū)籍。

依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還可以設(shè)計(jì)出圖書(shū)自助借還系統(tǒng)，師生們?cè)诮柽€圖書(shū)時(shí)，來(lái)到自助借還設(shè)備前，讓閱讀器讀取RFID電子標(biāo)簽（校園卡），記錄并顯示持卡人借出與歸還情況，方便工作人員進(jìn)行高效的圖書(shū)管理。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)室管理

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室中主要包括設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理等。

設(shè)備管理：RFID電子標(biāo)簽存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本屬性等信息，利用閱讀器方便地獲取相關(guān)信息，可以遠(yuǎn)程進(jìn)行預(yù)借。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理： RFID電子標(biāo)簽（校園卡）可以幫助學(xué)生方便地獲取實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)、使用幫助等信息。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)使用不當(dāng)時(shí)能自動(dòng)警告并中斷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，避免不必要的損失。同時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并傳輸給實(shí)驗(yàn)管理員，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。

2.2.4安防管理

在物聯(lián)網(wǎng)安防管理平臺(tái)中，通過(guò)RFID射頻識(shí)別、圖像識(shí)別、GPS、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、遙感等技術(shù)，并結(jié)合日常的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，全面感知校園的環(huán)境、人和物的變化，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將這些感知信息進(jìn)行匯總、處理，適時(shí)地進(jìn)行提示或報(bào)警。通過(guò)這種技術(shù)，就可以大大地提升校園的安防自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別和管理，從而更好地進(jìn)行安防管理。

3 結(jié)束語(yǔ)

智能校園是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的校園服務(wù)和管理，它通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了校園人、物、信息在任何時(shí)間和地點(diǎn)的互聯(lián)互通，為廣大師生提供智能化的管理和服務(wù)模式。