基于物聯網的智慧校園建設與發展研究

□孫承新

(江西財經大學 江西 南昌 330013)

基于物聯網的智慧校園建設與發展研究

□孫承新

(江西財經大學 江西 南昌 330013)

隨著信息化程度的不斷提升，物聯網技術水平也有了長足的進步，人們所處的物質世界實現了高度的網絡化、數字化，物聯網技術更是以傳感方式將虛擬網絡和現實世界連接在一起，提供了更加現代化更加便利的生活方式。同時，物聯網的實際應用也滲透在各個領域，其中校園的建設依托于物聯網更是實現了智慧校園的管理與發展，為教學與師生生活提供了更加綜合的信息平臺。本文從物聯網的內涵及層次出發，分析基于物聯網的智慧校園建設的方向及存在的問題。

物聯網；射頻識別技術（RFID）；智慧校園；身份識別

物聯網技術通過將網絡與現實相連接，為人們提供了更加智能的生活方式，為生產生活提供了更加精準的管理控制模式，其技術應用遍布于各個領域中。在校園教育領域，物聯網為推動由“數字校園”發展為“智慧校園”的轉變，帶來了科學高效的方法。

1 物聯網概念及關鍵技術

物聯網是指借助無線射頻識別技術、紅外感應、激光掃描等多種感應及通信技術，根據相應的協議完成信息的傳遞和處理，從而實現物與物、物與人之間數據交互、信息識別的網絡連接。物聯網的網絡體系和構架大致可分為感知層、網絡層、應用層三個層次。感知層是指通過各種感應器、掃描儀等感知設備獲取相關信息。網絡層主要是借助網關、路由等將數據傳輸至網絡，實現數據交互和通信。應用層即為依托數據庫、身份識別等服務技術提供相對應的技術服務。

物聯網對于推動“智能校園”到“智慧校園”的轉變具有重要意義，其相關的核心技術主要包括以下幾個方面。

1.1 傳感器技術

傳感器是指能具有感受被測量的能力，并且能夠按照一定的規律轉變為可用于輸出信號的設備或裝置。傳感器將感應的光、溫度、聲音等信息進行傳輸、分析、處理，生成可供使用的有效數據傳達至應用層。其中，校園設備中的視頻監控等裝置即為物聯網技術的應用。

1.2 射頻識別技術(RFID)

射頻識別技術借助于射頻信號能夠準確識別目標，其實質是通過空間耦合所產生的信號磁場，完成信息傳遞并使用有效信息進行目標對象的識別射頻識別技術系統主要由讀卡器和射頻標簽兩部分組成。在校園中，射頻識別技術主要用于身份識別等功能。

1.3 M2M(Machine-to-Machine/man)平臺

M2M指的是無線平臺與通信相結合，借助于隱藏網絡的異構性來對應用的開發進行良好的優化和升級，M2M的功能以開放的接口形式為各式各樣的應用程序提供相對應的功能。M2M平臺的重要價值是利用無線通信技術，為師生搭建綜合信息平臺，提供穩定的一體化服務。

1.4 數據庫

數據庫的建設不僅包括全校師生所有的信息記錄，更是對所有使用者的行為、業務流程的資源、以及支持整個系統操作的信息。為了實現智慧校園中不同內容不同板塊的功能，數據庫需要進行完善的建設和良好的維護，才能使得智慧校園系統穩定的運行。

2 物聯網在智慧校園中的作用

2.1 實現可視化管理

傳統的校園管理中，由于缺少智能識別等多種技術的支持，管理多依賴于普通的監控設備以及人孔操作，因此在管理過程中容易存在許多管理盲區以及管理效率低下等問題。智慧校園利用物聯網的多項先進技術，通過對校園內環境的多方位感知，實現全面實時的動態監控反饋，創造了可視化管理環境。在可視化的管理下，管理者可以便捷的查找需要的信息，進行智能控制，在提高管理效率的同時，減少管理盲區，為校園的教學秩序和安全保障提供可視化檢測。

2.2 創建現代化智能教學環境

在網絡技術發展迅速的今天，人們可以通過遠程教育、資源共享等方式獲取教育資源，獲得所需的教育服務。但傳統的網絡化教學存在虛擬性，無法真實觸碰與感受，物聯網技術可以將虛擬網絡與真實空間相連接，使得教學過程中的場景和物件數字化、可視化，創建更加立體更加真實的教學場景，極大地促進了人與設備，人與環境的交互，增加了師生之間已經學生之間的交流，加深學生對課堂內容的感知和接受。現代化智能教學環境對提高教學質量，豐富教學方式具有積極的影響。

2.3 平衡教育資源

在現今的教育制度下，發達地區與欠發達地區、高收入人群與低收入人群存在著嚴重的教育資源不平衡問題。發達區域內優質的教師，現今的多媒體設備以及豐富的教學資源都是欠發達地區難以獲得的，由此形成了教育不公平現象。而基于物聯網技術的智慧校園，可以將教育資源進行整合，各個學校進行資源共享，人們可以利用最低的成本獲取最豐富的教育資源，從而實現教育資源均衡問題。基于物聯網技術的智慧校園對于消除各學校各地區的教育水平差距，提高教學效率、降低成本具有重要的異議。

3 物聯網智慧校園的具體應用

3.1 身份管理

在校園里管理中，全校師生的身份信息認證管理是一個重要的部分。在智慧校園系統中，利用物聯網技術可以對身份進行統一的驗證和管理。目前移動手機已經成為校園師生中廣泛使用的通信設備，因此可以通過將師生的完整個人信息以射頻標簽的形式寫入SIM卡中，并且記錄在數據庫內進行認證管理。新生入學畢業，教師入職離職都可通過SIM卡的信息進行登記或者更改。基于物聯網的身份識別功能，師生在校期間，所有的信息都可同步記錄，減少重復登記冗雜的行政事務，同時還可以可以通過射頻標簽對其考勤、成績等各方面活動進行動態管理，提高管理效率及準確性。

3.2 智能教學

作為校園內最重要的任務之一，教學是智慧校園最重要的一個模塊。智慧校園通過對教室、設備、課堂、考核等方面的綜合管理，促使學校教學任務更加科學高效的進行。首先，智慧教室可精確的感應到環境的變化、師生的狀態、設備的運行情況，并根據感知的數據，根據不同的教學內容和形式，利用現代化教學手段及設備，呈現出更加豐富的情景式教學，以加深學生對教學內容的認知，從而提高學校的教學質量。其次，傳統的教室設備是相互獨立操作的，在智慧校園中，設備與設備之間相互連接，師生可以便捷的使用多媒體設備，解決以往設備使用效率低的問題。再者，物聯網的身份識別技術可以對學生的課堂出勤、課堂表現進行綜合的考核，在節約教師教學時間的同時，也能夠做到公平公正的考核。

3.3 智慧后勤

目前，我國各高校的規模持續擴大，對后勤管理而言，增加了一定的難度。物聯網技術的介入，可以使得后勤管理更加科學有序。智慧后勤主要包括校園安全、設備管理以及師生生活。第一，安全管理部門利用GPS定位技術、身份識別技術、傳感技術等對校園內師生人身財產安全、消防安全等問題進行全面監控，以保證校內教學秩序的正常進行。第二，對于各種水電及其他設備可以進行實時監控，在無人使用狀態下停止工作已達到節能減排的目的，同時，系統還需檢測設備的異常情況確保正常作業。第三，師生的消費、出入校園都可利用FRID標簽進行統一管理，人們可以通過一卡通進行繳費消費，并根據學生的消費記錄對當前學生的消費狀況進行調研。

[1]沈蘇彬,范曲立.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報:自然科學版,2009,29(6):1-11

[2]張姝,袁凌云,葛桂麗.基于物聯網的高校檔案智能管理系統研究與設計[J].云南師范大學學報:自然科學版,2015,35(3):41-50.

[3]雷光臨,李俊.基于物聯網的智慧校園應用與實踐[J].物流技術,2012.

1004-7026（2017）02-0121-02

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10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.02.093