5G在智慧校園建設領域的研究

文/章翔飛，沈勇，王兵，周君儀，薛云霞

隨著互聯網技術的不斷發展，我國在5G（第五代移動通信技術）領域的研究已經走在世界前列，但是在5G應用方面尚未達到預期目標。理論上，在原有框架結構上加入5G元素能夠促使相關產業的飛速發展。本文基于我國5G的發展形勢，以期探究出該技術在智慧校園建設中的重要作用。

隨著科學技術的快速發展，教育和信息技術得以深度融合，智慧教育、智慧校園等概念相繼提出，在教育信息化時代背景下引發智慧校園建設的新浪潮。智慧校園是借助5G、人工智能、云計算、大數據等信息技術打造的智能化、感知化、泛在化的新型教育模式，涵蓋教學、科研、校園建設、管理、服務等多個方面。智慧校園的建設離不開互聯網技術的支持，其借助信息技術的革新不斷提高校園工作的便捷性。簡單來說，5G的融入能夠加快智慧校園的建設速度，提高各方面的辦公效率，助力校園更好地建設和推廣智慧教育，進而提高人才培養質量，進一步豐富和完善5G在智慧校園建設中的應用。

一、我國5G的發展形勢

網絡時代的到來明顯提高了人們生活的便利性。從最開始的2G到現在的5G，變化的不僅是信息的傳輸速度，信息傳輸的穩定性也獲得顯著提升。當前，在國家和高新技術人才的通力協作下，我國在5G領域的研究已經走在世界前列。與此同時，以美國為首的西方國家開始針對中國5G的發展進行打壓，這也是我國掌握5G核心技術卻無法迅速走向世界的主要原因。

二、智慧校園建設需求

以最常見的線上教學為例，教學資料的高速傳輸是其對網絡信息技術提出的最基本的考驗。就當前實際來看，5G的傳輸速率遠超4G和Wi-Fi。此外，教學過程中使用的視頻、PPT以及最后的課程回放等，都是線上教學必不可少的資源，這些資源的傳輸同樣需要傳輸速率高且穩定的網絡環境。

實時、全面掌握校內教育教學資源是智慧校園建設的另一重要內容。例如，高校舉辦的各類中小型活動大多集中在教室，因此，實時掌握教室的占用情況能夠為此類活動的順利舉辦提供保障。在這種情況下，5G在實時統計和查看教室占用情況等方面的優勢越發突出。

及時準確地記錄學生的各項學習數據也是智慧校園建設的重點內容之一。

當前，高校學子的綜合成績通常由平時分和卷面成績共同組成，其中，考勤和平時成績可以由教師通過網絡平臺進行統計。這種考勤方式在提高統計效率的同時，還能確保相關學習數據的準確性、全面性。除此之外，5G與智慧校園建設的結合還有助于教師在學期末計算學生的平時分，及時了解及掌握學生的學習情況。

三、5G在智慧校園建設中的應用

（一）5G智慧化管理

受新冠肺炎疫情的影響，全國高校不斷提高對師生出入管理的重視程度。傳統的憑借校園卡進出校園的管理方式已經無法有效識別出入校園人員的基本情況，學生外借校園卡的行為更是屢有發生。為此，國內高校普遍引入面部識別和健康碼數據對接相結合的智慧化管理方式，以有效遏制非本校師生隨意出入校園的情況發生。在具體操作過程中，高校管理人員只需要將在校師生的信息統一錄入智能平臺，并同步到門禁處安裝的面部識別系統即可。同時，本校師生面部識別成功后，該系統還將同步校驗其健康碼是否為綠碼狀態?！半p重”校驗通過后，本校師生方能自由出入校園。為避免傳統面部識別和健康碼校驗系統的識別速度慢、準確性低等問題，不少高校將5G引入該系統，以提高在校師生信息錄入的準確性和及時性。5G強大的信息傳輸性能即時進行人臉識別和綠碼校驗檢測，大幅縮減了出入人員的通行時間。

（二）5G無邊界課堂

（1）5G遠程直播互動教學。該類教學以5G為載體，是在不同校區間實現的跨校區實時直播遠程互動教學。參與教學的師生可以跨越空間限制，與其他校區的師生進行實時互動，高校也能實現互聯、互通、互教、互學的開放式教學目標。

（2）5G+遠程巡課系統。5G+遠程巡課系統同樣依托于5G的高速傳播，其本質是利用數字化手段實時監督教師和學生的課堂行為，隨時隨地巡課。教研室負責人、教學督導以及學校管理者均可以通過該系統來實時查看本校教師的授課情況，從而提高課程教學管理效率，營造更加安全、開放的教學環境。

（三）5G虛擬實驗（訓）室

為了加快智慧校園的建設，不少高校開始在校內建設VR/AR實驗平臺，通過校園網和5G專網連接各類終端；在校外架設數據采集終端，通過5G主干網實時回傳數據，以同步異地數據。5G虛擬實驗（訓）室技術架構如圖1所示。

（四）5G智慧評教系統

5G智慧評教系統是根據高校評教的實際需求，結合系統性能要求，采用標準三層架構模式，以實現廣大師生實時在線評教為最終目的的網絡系統。該系統的技術架構如圖2所示。

（五）5G無人機巡查

5G無人機巡查的運行原理是：通過遠距離傳輸技術將無人機拍攝到的圖像實時傳輸到地面基站，無人機通過數傳技術將各項飛行數據傳輸到地面基站，以便技術人員通過一體式遙控器來手動調控航點、航線等。同時，指揮中心人員也可以通過大屏、電視墻、客戶端和電腦查看無人機傳輸回來的實時圖像，以便結合現場情況及時、準確地發出指令。

四、結語

綜上所述，5G引入智慧校園建設已是大勢所趨。雖然當前5G尚未實現全面普及，但是在不遠的將來，5G必然會成為信息領域的主流。屆時，基于5G及相關技術建設而成的智慧校園也必將成為時代發展的主流，助力教育業實現飛速、可持續發展。