物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校智慧校園的應(yīng)用研究

張建忠

摘要：高職院校的電教設(shè)備的發(fā)展日新月異，在國家發(fā)布的智慧校園總體框架下，需要對軟硬件重新升級改造，本文主要針對高職院校多媒體教學(xué)設(shè)備通過升級改造，使其成為智慧校園的組成部分。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智慧校園;應(yīng)用研究

中圖分類號：TP391.44;TN929.5;G717 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0063-02

1 系統(tǒng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景

《GB/T 36342-2018智慧校園總體框架》明確指出物聯(lián)網(wǎng)智慧校園建設(shè)發(fā)展方向，課堂教學(xué)是智慧校園網(wǎng)中最不可或缺的應(yīng)用之一。如何使教師與學(xué)生在課堂教學(xué)中實現(xiàn)有效互動，是提升高職院校教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因此，依托“體驗教學(xué)”創(chuàng)設(shè)模式應(yīng)用場景，可顯著提升課堂教學(xué)的質(zhì)量與水平。教育現(xiàn)代化大背景下，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已經(jīng)不能完全適應(yīng)信息化教學(xué)的需要。由此，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，集智慧課堂、智慧消防、環(huán)境調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程控制及節(jié)能環(huán)保于一體的新型智慧教室系統(tǒng)正在廣泛應(yīng)用推廣的過程中。作為一種新型現(xiàn)代化教學(xué)手段，智慧教室順應(yīng)了教育現(xiàn)代化提出的要求，在節(jié)能降耗和安全用電等方面也有著重要的作用。

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層、傳輸層、感知層這三個層次的基礎(chǔ)上，智慧教室設(shè)備通過運(yùn)用傳感器等技術(shù)，把高職院校課堂教學(xué)中所使用的物品與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行接入，進(jìn)行通信過程和信息交換，完成物與物、物與人的泛在鏈接，達(dá)到對教學(xué)過程中各類物品進(jìn)行智慧化識別、跟蹤、監(jiān)控和管理的目標(biāo)。

1.2 底層傳輸技術(shù)研究

1.2.1 采用先進(jìn)的窄帶廣域網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧教室，5年內(nèi)主流技術(shù)

教育在什么時候都是值得擁有最好的。傳統(tǒng)智能家居采用的通信技術(shù)主要用于家用場景，對于學(xué)校等復(fù)雜的場景存在弊端，無法滿足遠(yuǎn)距離、大并發(fā)、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)需求。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展使得對無線通信技術(shù)的要求達(dá)到了更高的層次，因此，專為功耗較低、帶寬需求較低、距離較遠(yuǎn)、連接量大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的LPWAN低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)也快速興起。

1.2.2 部署容易，改造成本低

區(qū)別于傳統(tǒng)的智慧教室方案，最新的物聯(lián)網(wǎng)+智慧教室方案，無需每個區(qū)域。不需要額外搭建服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)，在簡化部署的同時也能節(jié)約成本。

1.2.3 搭建學(xué)校自己的物聯(lián)網(wǎng)平臺，輕松擴(kuò)展智能應(yīng)用

區(qū)別于傳統(tǒng)的智能家居，低功耗廣覆蓋主流物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，只要有了平臺，多個應(yīng)用隨時可以快速上線，如智能照明管理、教室安防管理、智能風(fēng)扇管理、教室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、智能窗簾管理、智能空調(diào)管理、節(jié)能減排管理、用電安全管理[1]。

2 設(shè)計方案

目前高職院校數(shù)字化設(shè)備的使用和升級，都應(yīng)遵循以下內(nèi)容。

2.1 設(shè)計及應(yīng)用原則

兼容性應(yīng)用原則：現(xiàn)階段，廣泛使用在高職院校的信息化平臺種類繁多。兼容性應(yīng)用原則是指無論基于哪類信息化平臺，各種軟硬件環(huán)境需要具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，要將滿足軟硬件兼容性。

穩(wěn)定性應(yīng)用原則：高職院校智慧校園的構(gòu)建需要各種技術(shù)不同程度的支持。穩(wěn)定性的應(yīng)用原則體現(xiàn)在技術(shù)和設(shè)備兩個方面，在課堂和實踐教學(xué)活動進(jìn)行過程中顯得尤為重要。保證使教師預(yù)先設(shè)定的教學(xué)計劃順利有序完成。

透明性應(yīng)用原則：透明性應(yīng)用原則指高職院校智慧校園中所使用的各項技術(shù)，對智慧校園的管理人員、教師和學(xué)生不在過多困擾于技術(shù)細(xì)節(jié)，而是簡化技術(shù)層面的操作，使用戶把主要的精力和時間用于課堂及實踐教學(xué)。

模塊化應(yīng)用原則：高職院校智慧校園所采用的技術(shù)應(yīng)該遵循模塊化應(yīng)用原則，以便于管理者或使用者隨機(jī)拆分、組合，根據(jù)不同的教學(xué)環(huán)境進(jìn)行構(gòu)建，以滿足不同的需求。

便利性應(yīng)用原則：便利性應(yīng)用原則是指在智慧校園運(yùn)行過程中，操作便捷，避免把教學(xué)時長花費(fèi)在設(shè)備、軟件的調(diào)試及操作中，切實提升信息化管理效率。

2.2 電教設(shè)備控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（圖1）

2.3 電教設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計

如圖1所示，通過智能網(wǎng)關(guān)、智能插座/插排實現(xiàn)對教室電器設(shè)備控制（投影儀、納米黑板設(shè)備同理，使用同一種設(shè)備）。安裝部署上只要替換電器設(shè)備電源插座，室內(nèi)部署紅外遙控器。紅外遙控器通過接收智能網(wǎng)關(guān)的控制命令來實現(xiàn)對電器設(shè)備的控制，可以控制電器設(shè)備供電回路的通斷、可以采集電器設(shè)備的能耗、可以通過紅外信號控制一體機(jī)、投影儀、幕布設(shè)備等。

2.4 安全用電與節(jié)能降耗

2.4.1 用電管理

智慧用電管理主要應(yīng)用在學(xué)校用電節(jié)能領(lǐng)域，通過智能插排、智能空開、智能開關(guān)等智能設(shè)備的用電統(tǒng)計，將學(xué)校里用電情況進(jìn)行精細(xì)化的分類，以達(dá)到節(jié)能用電的效果。

2.4.2 用電安全管控

用電安全管控是通過智能用電設(shè)備實現(xiàn)對用電的漏電電流檢測、點(diǎn)線溫度檢測、漏電告警、漏保自檢、短路報警、過流過載監(jiān)控、過欠壓報警、大功率用電告警等用電安全管控，進(jìn)行7×24小時進(jìn)行實時監(jiān)測統(tǒng)計，危險預(yù)警、告警。

3 實際效果

經(jīng)過對整個系統(tǒng)的實際測試，能夠達(dá)到控制要求，與需求完全匹配，達(dá)到了預(yù)期的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒鵬，李鍇，任永奎，等.基于LORA的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)與實踐[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（31）：75-76.