物聯網技術在智慧校園中的應用探討

林國慶

摘要：近年來，伴隨我國經濟社會的持續發展進步，信息互聯網技術得到了日益廣泛的應用，人們的日常工作及生活方式均出現了比較明顯的變化，物聯網的概念逐漸深入人心。物聯網技術主要是將信息傳感設備與互聯網連接，共同組成全新的網絡信息系統，使實際物品與網絡緊密連接，實現信息化、全面化的管理。物聯網技術融合了定位系統、傳感器、射頻識別裝置等設備，能夠為人與人、人與機器的交流提供強大的支撐，對信息技術的發展具有重要的促進作用。利用物聯網技術構建智慧校園能夠為學生營造優質的學習環境，帶動教學領域智慧化、可視化的發展，對我國教學事業的進步具有極其重要的促進作用。

關鍵詞：物聯網技術;智慧校園;應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）31-0021-03

智慧校園是在近年來信息技術高度普及的背景之下提出的全新理念，在智慧校園的發展模式下，依托于物聯網技術，各類教育資源能夠形成具有智能化、網絡化、信息化特點的教育信息系統平臺，進而為教師及學生提高個性化的學習內容，師生之間互動交流顯著加強，通過教學資源的全面共享，學校與外界環境之間的交流得到全面加強，有助于解決傳統教育發展模式存在的各類問題，值得深入研究。

1物聯網、智慧校園的含義

1.1智慧校園的含義

互聯網技術及信息技術普及發展的初期，數字校園的理念深入人心，依托于多媒體技術及計算機網絡技術，在日常教學及管理過程中全面實現了數字化的發展。現階段，隨著物聯網技術的普及，智慧校園受到了社會各界的廣泛關注。智慧校園與數字校園一脈相承，屬于數字校園的升級換代。智慧校園利用物聯網技術轉變了傳統的校園教育資源及師生交互的基本方式，物體的基本信息能夠被信息終端的各類感知設備及時感知，系統可依據信息的實際情況實行智能化的控制管理。智慧校園利用物聯網技術將學校的各項實際應用領域與數字校園的信息服務進行全面融合，使教育領域的數字資源與物理資源緊密連接，同時能夠為學校行政管理人員及師生共同建立起信息化的綜合服務教育平臺，并提供信息感知與共享的接口。在構建智慧校園的過程中，將各類感應設備設置于學校圖書館、食堂、實驗室、教室學生宿舍等場所，利用特定的通信網絡協議，各個終端能夠實現資源共享，使學校的教學、科研、管理、生活等有效的整合，助力學生的成長和發展。

1.2物聯網的含義

物聯網主要是將紅外感應、傳感器、射頻識別等設備，依據特定的計算機網絡通信系統協議，實現互聯網與各類物品信息的有效對接，進而形成互聯網、物品、人的全面結合，達到對物品的在線監控、智能識別、智能追蹤，實現信息資源的有效通信及交換。物聯網技術在傳統的人與人交流的基礎上實現了全部物品的交流，利用傳感器等多種技術設備可實現數字化信息空間及物理空間的準確聯通。依據技術角度，可將物聯網劃分為信息處理層、信息傳遞層、信息感知層等不同層次。其中，信息處理層也稱為信息應用層，利用云計算、物聯網中間件可實現數據資源的存儲、處理分析，為使用者提供真正有價值的信息資源，使其能夠做出正確的決策，達到人與物交互的良好效果。信息感知層主要是利用射頻標簽、傳感器、攝像頭、二維碼標簽等設備和技術，動態化的采集物品信息，物聯網系統中的各類設備與人體的感覺器官類似，能夠對物品信息有效識別，有助于對物品管理效率的提升。信息傳遞層是物聯網系統的中間層，能夠將傳感器等設備采取的物品信息傳遞至應用層。通過特定的通信協議可實現信息處理層與信息感知層之間的雙向數據安全傳輸，并能對數據進行管理和分析。

物聯網具有功能強大的信息管理系統，利用廣泛性連接、即時感知等方式，可將物品的實際信息傳輸至網絡環境中，并可利用云計算、大數據等技術進行分析，能夠協助使用者進行各類決策。利用物聯網技術可獲取、識別物品信息，通過RFID、傳感器、二維碼等技術能夠準確感知到現實世界的物體。通過短距離通信技術和云計算等技術，能夠對各類決策判斷進行優化，實現對客觀物體的有效控制。

2智慧校園建設中物聯網的作用

2.1改善學習空間

物聯網技術能夠實現資源共享，將其應用于智慧校園建設中能夠實現各個學校教育資源的均衡，重點學校與普通學校之間的資源差距顯著縮小，學生可以在物聯網技術的支持下利用較低的成本獲取優質的學習資源，學習空間顯著擴大。通過智慧校園提供的虛擬化服務，學生可將實際生活中的事例與教師在課堂上講解的理論知識進行全面的融合，解決傳統教育模式下學生實踐能力不足的問題。利用物聯網技術可實現不同學校以及學校與企業之間的合作交流，對于培養學生分析問題、解決問題、創新能力、實踐操作能力等具有重要的促進作用。

2.2改善教學環境

現階段，信息互聯網技術得到廣泛應用，學生利用互聯網及智能手機等終端設備能夠獲取海量的學習資源。與此同時，網絡化的學習模式導致學生無法聯系實際，對知識的理解記憶不夠深刻。利用物聯網技術建立的智慧校園能夠實現教學的數字化空間與物理空間的全面融合，虛擬化的教學環境與真實化的教學環境交替呈現在課堂教學過程中。物聯網技術在終端可視化、實體數字化等教學領域優勢顯著，學生能夠在日常學習中感受到真實的教學場景，師生之間的互動也能夠得到全面加強。現有的在線網絡教學平臺與物聯網系統進行整合可為學校開展遠程教學營造便利條件，實現學校教學環境的智能化發展。

2.3可視化校園管理

物聯網技術模式下，學校內的全部物品能夠聯通，利用感知設備及計算機網絡系統可實現學校內部各個位置數據信息及時有效的傳輸，并可利用大數據、云計算等技術對數據進行分析，便于管理人員及時發現學校存在的各類安全隱患，實現對校內物品的遠程精確管理控制。利用物聯網技術可視性終端系統的可視化，為管理人員有效地管理學校提供良好的客觀條件。在智慧校園及物聯網技術的模式下，校內管理人員可為師生發放電子檔案卡片，實現智能化的考勤管理及身份認證。將傳感器融入學校的物理環境中能夠可視化地監測學校的固定資產、安保系統、校園整體環境，以此來實現學校安全性的提高，進而為學生營造和諧穩定的校園環境。

3物聯網技術在智慧校園中的應用

3.1教學管理及圖書管理

利用物聯網技術進行智慧校園教學管理可結合實際情況建立起易于管理、覆蓋全面的教學管理體系，通過射頻識別等先進的技術模式可實現對教學管理系統中各個組織模塊評價的完善及優化，進而在學校內部形成相對完善的教學監督管理體系，實現管理范圍的持續擴展。現階段很多學校利用物聯網技術建立起校內外的資源交流系統，主要的系統內容涵蓋了不同版本教材的基礎內容以及課外知識，學生通過系統的學習能夠實現對自身知識結構的有效延伸，實現理論與實踐的全面結合，知識面與視野的全面拓展，利用課內學習帶動課外知識學習，促進學生綜合素質的改善。同時，利用物聯網技術可實現學校圖書管理水平的全面提升。圖書館是學校重要的組成部分，能夠為學生提供豐富多樣的學習資源，高效有序地管理圖書館是各個學校在發展過程中研究的重點問題。圖書館內部資源眾多，傳統管理模式下管理效率低下，管理人員工作負擔沉重，為此急需將人工管理模式轉變為數字校園模式下的智能管理模式。物聯網體系中，RFID標簽技術應用于圖書館管理中，可在圖書館中配備智能化的圖書運輸設備，該設備中包含了圖書查詢、書架定位、圖書導航、圖書分類、資料信息更新等方面的功能，便于管理人員對圖書資源進行準確的分類，并將歸還的圖書及時放人原位，提高管理效率的同時為學生閱讀提供便利條件，以此來促進圖書館管理的現代化發展。

3.2師生管理及安全管理

物聯網技術能夠實現人與人之間的有效溝通，在建立智慧校園的過程中，學校相關管理人員需充分認識到物聯網技術的主要優勢，充分利用物聯網的特點，提高人員管理的有效性。在實際開展管理的過程中，學校可為學生及教師發放相對應的電子卡片，并在卡片中儲存對應人員的基本信息，將門禁卡技術與電子卡片進行深度融合，便于感應設備及時感知卡片內部信息資源，以此來加強對師生出勤及日常教學等活動的監督。學校是我國重要的人才儲備基地，在常規管理的基礎上應當加強安全管理。利用物聯網技術建立的智慧校園可將攝像頭安裝在各個隱蔽的角落，便于管理人員對學校進行全面的監控，如出現突發事件或行跡可疑人員可實現實時追蹤處理，以此來提升學校安全管理的整體水平，保護師生安全及學校固定資產安全。另外，后勤管理也是學校日常管理的重要組成部分，利用圖像識別技術、衛星定位技術便于管理人員全面管理學校的日常活動。將物聯網及智慧校園理念應用于學校實驗室管理中，利用智能插座、實驗過程控制等設備，學生可以自主獲取各類實驗信息資源，明確實驗的主要目的和操作要點，并能夠對實驗室的用電量和實驗過程進行記錄，在確保實驗安全順利進行的基礎上降低能源消耗和資源浪費。另外，很多學校利用物聯網REID技術建立了食堂刷卡系統，學生可以利用電子卡購買多種物品，學生刷卡的信息反饋至平臺后可直接進行扣費操作，這種管理模式可實現管理效率的全面提高，有助于節省人力物力成本。

3.3校園環境管理

校園內的自然環境包括光照強度、溫度、濕度、空氣質量、聲音等均會對師生的日常學習產生影響。利用物聯網技術構建的智慧校園，通過在各個位置設置的傳感器能夠及時獲取校園內自然環境的數據信息資源，并結合師生的需求，對環境指標進行科學的調整，以此來營造出安全穩定的學習環境。在教室以及教師辦公室等場所設置的光照強度傳感器及聲音傳感器能夠智能化控制教學場所的光源，在人接近光源開始工作時，光源自啟動，利用配置的傳感器可對光照強度實施檢測，調節窗簾的高度及光照強度，最大限度上滿足師生的需求。智慧校園模式下，校園內部的噪音、濕度、溫度、空氣質量等環境系統數據能夠實現實時采集，依據采集的數據，物聯網應用層可采取有效的控制干預措施，以此來提升校園環境的舒適性。同時，智慧校園發展的重點方向是節能型校園，利用物聯網技術可對校園能源消耗實時監測，形成水、電等能源的消耗情況報告，便于對能源消耗的有效控制。

4物聯網技術在智慧校園建設中應用的注意事項

4.1結合學校實際情況進行應用

智慧校園建設中，物聯網技術具有不可替代的作用，各個學校對物聯網技術的應用力度持續提高。與此同時，不合理的智慧校園建設問題普遍存在，物聯網技術在實際應用中未能發揮出應有的作用，甚至阻礙了智慧校園的發展。為此，學校管理人員需充分發現自身實際情況，合理地引人物聯網技術，加強管理和技術的引導，充分評判系統的可行性，提高效率，使物聯網在智慧校園建設中發揮出應有的作用，如應用射頻識別、二維碼、傳感器等技術的過程中，可將圖書、普通設備等利用射頻標簽或二維碼進行感知，車輛及重要教學設備則需通過衛星定位和主動射頻進行追蹤和識別。校園內部重要的區域需設置智能化傳感器，及時感知周邊區域環境，通過差異化的物聯網感知手段，降低信息成本，避免信息冗余。

4.2規范化標準化管理

不同的物聯網傳感器等設備會導致采集數據資源存在一定差異，影響管理人員決策的準確性，同時數據采集手段的多樣化也會導致數據標準與格式之間存在差異，影響管理效率。為此，管理人員需要結合智慧校園建設的實際情況，開展標準化規范化的數據信息管理，確定統一的數據格式，積極引入具有較強兼容性的數據軟件，從而實現信息資源的有效共享。另外，在智慧校園建設中應用物聯網技術重點是分析、監督、追蹤各類信息，因此信息是智慧校園的核心要素。構建智慧校園的過程中，管理人員需提高對信息的重視程度，加強對信息采集、傳輸、分析等環節的安全管理，通過設置密碼、訪問控制等策略，建立科學完善的信息安全監督管理體系，提高智慧校園的便捷性與安全性。在構建智慧校園的過程中，管理人員針對廣播系統、視頻監控系統、一卡通系統等加強頂層設計，分析新舊系統之間兼容性的問題，實現系統之間的聯通，避免重復開發，使物聯網技術能夠真正意義上促進智慧校園的建設水平提高。

5結束語

智慧校園是數字校園的升級，符合信息時代的發展趨勢，對教育水平的提高具有重要的促進作用。為此各個學校需加強對物聯網的研究分析，制訂科學的應用策略，結合自身實際情況，合理進行頂層設計，以此促進信息資源的共享，為學生提供更加優質的教育資源。不斷改善教學整體環境，通過多種完善的措施，使物聯網技術能夠發揮出應有的作用，助力我國教育行業的全面發展。