物聯網教育應用的標準建設研究

牛作領

（西安交通工程學院，陜西 西安 710300）

物聯網技術的不斷發展，促進了學校的智能化發展，方便了校園管理。基于物聯網的智慧校園的標準建設和發展，將使校園教學生活更加生動，校園標準建設管理更加科學規范。物聯網在學校標準建設管理中的應用和智能校園標準建設已成為學校管理的一個新的研究方向。智慧校園的建立可以有效地消除教學生活的枯燥，讓校園標準建設管理更加科學高效。物聯網在學校標準建設管理中的應用，可以給師生的學習和日常生活帶來更多的便利，提高學校的教學水平，建設安全校園。因此，在時代發展的步伐下，有必要對基于物聯網智能校園的建設與發展進行分析和研究。

1 物聯網概述

1.1 物聯網簡介

首先，基于互聯網的通用網絡，互聯網是事物技術互聯網的重要基礎和核心。它通過各種有線和無線網絡連接到因特網，傳輸實時準確的物業信息。二是各種傳感器技術的廣泛應用，包括RFID 技術、傳感器技術、納米技術和智能嵌入式技術。此外，為了實現對象的智能控制，使用各種智能技術來分析和處理感知的數據和信息。物聯網的這些特性將改變人們接收信息的方式，將信息收集、處理和傳輸的全過程有機地聯系起來，實現實時智能通訊。

1.2 物聯網架構

物聯網的架構由以下組成：第一層是集成傳感器層，第二層是可靠傳輸層。集成獲取層使用各種可用獲取裝置來實現諸如傳感器之類的對象的實時動態獲取。就像人的感覺一樣，他們可以實時檢測和收集數據。因此，在考慮裝置的低成本的同時，有必要綜合靈活地提高感知能力的設計和開發。通過各種信息網絡和因特網的集成，準確可靠地實時傳輸感知信息。

2 物聯網校園教育的重點研究

2.1 明確建設目標

物聯網應用于學校標準建設時，最重要的內容就是明確建設目標。學校應堅持“以人為本”的理念。結合學校實際情況，采用先進的傳感器設備，對學校的教學、后勤、科研等方面進行有效標準建設管理。同時，學校應將物聯網技術的便利性與學校標準建設管理相結合，整合各種信息，實現智慧校園教育，促進物、人、物的協調，為師生提供更好的服務。

2.2 營造智能化教育教學環境

雖然可以通過互聯網獲得豐富的學習教材，但虛擬學習環境缺乏實質性。物聯網的引入可以實現現實世界對象的連接、物理空間和數字信息空間的連接、現實空間與虛擬學習環境的有效融合。賦予教學環境中的每一個對象數字化、互聯互通、可視化的特征，學生可以感知教室里自然和現實的場景，有效促進人與電腦的相互作用和人與環境之間的相互作用。

2.3 設置模塊功能

首先，設置身份管理模塊。所謂的身份管理模塊主要用于智能校園中的身份認證，一般分為三類：教師用戶、學生用戶和外部用戶。教師和員工用戶有員工編號，學生用戶有學生編號。外部用戶在進入智能校園系統之前必須注冊并獲得系統管理員的批準。由于智能校園的用戶身份不同，需要設置不同的訪問權限。智能校園管理模式可以很好地保護智能校園網。其次建立智能教學模塊。智能教學模塊在智能校園中發揮著重要作用，主要包括智能課程、智能教室、教學設備、實驗培訓和智能評估。智能教學模塊將有效提高學生的學習積極性，提高網絡使用效率，豐富教師的教學方法。

2.4 實現學校的可視化管理

智能校園中的互聯網利用實現了校園物理對象的連接，綜合認識校園環境，取得最新的數據信息，實時反饋相關信息。另外，在利用互聯網的校園環境中，教師和學生之間的識別和管理可以容易地進行。為了保證學校教室環境的視覺監視安全系統，可以設置能夠檢測人的運動，光、聲音、溫度的傳感器，并連接到互聯網，實現智能控制，全面實施學校教學管理。

2.5 拓展學習空間

物聯網技術可以拓展學習空間，提供無處不在的服務。它可以激發學生將課堂所學的理論知識與相關實例相結合，彌合理論知識與實踐之間的差距。利用物聯網技術，將校園教育資源與相應企業、企業的相關資源連接起來，建立校企雙向互動。同時，教育標準建設管理模式也可以推廣到整個區域，可提供跨領域、跨地域的泛在智能學習服務，提供泛在資源管理服務。

2.6 改變教學方法

首先，在智能校園標準建設中，教師不需要在教學計劃上花費太多時間。在課堂上，他們只需要通過物聯網使用語音指令操作教學設備，提高了教學效果。其次，教師可以將事物的互聯網感測技術與教學相結合，讓學生提高知識積累，拓寬學生學習渠道，極大刺激學生的學習興趣。

3 物聯網在校園教育中的應用

科技對教育的發展起到了促進作用。物聯網技術應用不僅可以改變和優化教育教學環境，還可以更新教育理念，推動學校標準建設管理和教學方式的創新，進一步促進師生共同發展。

3.1 平安校園

物聯網在校園的應用有利于建設安全校園，維護校園安全。隨著物聯網的不斷發展，學校也建立了相應的安全體系。在校園道路和警衛辦公室安裝了監控攝像頭，以確保校園安全。當學校發生不安全事故時，可以立即重復進行電子監控，以提高校園安全。在校園建設過程中，可以核實未進入校園學生的身份，有效控制未進入校園學生的身份，確保未進入校園學生的安全。另一方面，學校可以安裝智能傳感器。當發生不安全事故時，智能校園管理中心將立即進行預警和預測，并采取應急措施解決問題。同時，借助網絡技術，可以監督教師和學生的出勤情況，最終提高學校的教學水平。

3.2 智慧圖書館

傳統的圖書館管理包括手動簽出和注冊圖書信息，過程繁瑣，人為因素太多，容易出錯。利用智慧校園建設智慧圖書館可以有效解決這一問題。系統只需首次輸入圖書信息，即可實現圖書的在線管理，如分類檢索、借閱、歸還登記等。學生可以通過系統搜索圖書信息、滾動信息，快速找到圖書。通過物聯網查詢圖書館的圖書，不僅可以使學生找書的時間會減少，且圖書管理員的工作量也會減少。在物聯網技術下，利用智慧校園建設智慧圖書館，將有助于實現知識與信息的有效連接，為師生提供便捷的服務。

3.3 智能節能

互聯網技術可以用于智能校園的能量監測和管理。通過將能源界連接到物理世界，建立節能管理專家系統，實現校園能源消耗的科學管理。通過實時動態監控和統計分析數據，例如，對于校園內所有類型的電感、遠程信號等信息（通常使用的電氣、水和氣體），管理人員可以接收系統內每天能源需求的綜合統計報告和分析報告。

3.4 安全監控功能

在智慧校園建設過程中，要切實提高校園安全水平。因此，高校可以合理利用物聯網構建校園安全監控系統，有效提高校園安全系數。例如，在校園出入口的安保工作中，安保人員應配備智能設備，引導他們操作智能監控系統，觀看校園人口密集區的監控視頻，及時發現隱患，并迅速派員處理。在校園安全標準建設管理中，有必要防止外來物品進入校園。為此，可以通過在校園門口安裝門禁設備來阻止教師和學生等進入校園。鑒于高校人員相對密集，在消防安全管理工作中，應建立智能消防聯動系統。在物聯網技術的支持下，完成相關的火災監控。一旦觸發火災報警閾值，火災報警聯動系統將很快啟動，從而有效降低發生火災緊急情況的概率，確保師生安全。

3.5 感知系統

通過應用物聯網技術感知課堂環境并進行智能控制，可以為學生的學習創造更合適的條件。在特定區域，可以通過安裝聲音或位移傳感器裝置來實現對光源的智能控制。當系統檢測到移動物體時，它向網絡發送信息，打開電源開關，并根據評估結果減少照明。同時，物聯網技術可以定期監控燈光亮度，自動調整教室燈光和電腦屏幕的亮度，并根據外部光線強度調整窗簾高度。另外，物聯網可以確定學校的二氧化碳濃度、教室的溫度和濕度、周圍樹木和花卉的空氣質量、校園的噪音等，記錄并提交適當的優化建議，這不僅保證了更和諧的校園生活，而且使學生逐步形成綠色校園生活的環保理念。

3.6 智能消費

智能消費主要是指師生使用IC 卡滿足吃、住、浴、圖書館等方面的消費需求，還有一個卡通系統，可以快速找回丟失的物品或查詢自己的記錄，可以刷卡使用記錄，避免損失。幫助師生養成勤儉節約的良好習慣。此外，一卡通還有一個很重要的功能，就是幫助建設安全的校園。學校應攔截非學校人員進入的所有出入設施，以及IC 的識別功能，以便學生能夠通過一些出入控制設施，方便師生的日常生活。

4 基于物聯網的校園教育發展方向

一是營造優質教學環境。這種教學環境分為兩個方面。一方面，利用物聯網定制環境，營造更適合師生開展課堂活動的外部環境。例如，智能校園的傳感器功能用于測量校園環境的濕度和溫度。當潮濕的溫度不適合師生開展學習活動時，可利用物聯網調節溫濕度，為教學活動創造良好的外部環境；另一方面是指利用智慧校園介入教學活動，如智能校園的使用可以控制多媒體教學設備，改變具體的教學方式。物聯網的教學形式不僅縮短了教師備課時間，也提高了學生的學習效果，實現了教學工作的轉變。此外，通過智能校園網的傳輸功能，實現教材的共享和教材的有效利用，營造更高質量的教學環境。

二是降低能源消耗。利用物聯網采集數據，再利用智慧校園系統對數據進行分析整理，制定最優資源利用方案，實現資源合理配置，節能減排。例如，可以利用物聯網記錄學校每月的水電消耗，根據用水時間合理規劃開熱水時間，從而降低開水的能耗。此外，智慧校園系統可以記錄學生的用電用水情況，并根據用電量及相關規定制定相應的收費標準。既可以減少學校的經濟支出，又可以提高學生節約資源的意識，從根本上解決能源浪費的問題。

三是提高學習生活的便利性。在學習過程中，學生可以通過智能校園系統下載和查看自己的學習資料，根據自己的喜好選擇課程和社會鍛煉課程，免去不必要的現場操作麻煩。智能校園網平臺可用于實現多所高校之間的數據交換，提高教學資源的流動性，大大提高學習活動的便利性。在日常生活中，將智能校園融入日常生活，可以給師生帶來安全和舒適。

5 結束語

物聯網包含的內容很多，也有很多問題需要深入研究和解決。物聯網標準體系無疑是物聯網技術研究的前提和基礎，對于物聯網功能的有效實現具有重要意義。目前有很多研究機構對物聯網標準進行研究，從而產生了許多分散的技術物聯網標準。如何整合這么多標準并將其應用于教育行業是一項有意義的研究工作。物聯網技術在學校管理中的應用已成為必然趨勢，得到了廣大師生的熱烈支持。借助物聯網建設智慧校園，促進校園生活的多樣化、人性化、智能化。