基于校園網的身份識別和M2M平臺應用設計

趙 杰，劇冬花

（1.晉中職業(yè)技術學院，山西 晉中 030600；2.晉中市統(tǒng)計局，山西 晉中 030600）

基于校園網的身份識別和M2M平臺應用設計

趙 杰1，劇冬花2

（1.晉中職業(yè)技術學院，山西 晉中 030600；2.晉中市統(tǒng)計局，山西 晉中 030600）

為解決晉中職業(yè)技術學院校園網存在的教學資源管理問題和高校學生安全監(jiān)控中無法避免的漏洞等問題，文章在分析現(xiàn)有物聯(lián)網核心技術的基礎上，設計了基于校園網的身份識別和M2M平臺設計方案，實現(xiàn)教師教學資源的自動尋找和學生管理的定位功能，滿足高校教師教學需求和保障學生安全的有效系統(tǒng)。

身份識別；M2M；教學資源；GPS；安全

隨著信息技術的發(fā)展，校園網功能在各個高校中也在逐步完善。就目前高校校園網現(xiàn)狀而言，仍然以固定設備間通訊和資料記錄傳遞功能為主，同時在這一系列功能中，還需要大量的人工參與才能實現(xiàn)其作用。目前的高校信息功能發(fā)展，已經使得高校步入數(shù)字化校園，但距離智能化校園還有很遠的距離要走。

大學這個機構有著小社會的昵稱，這不僅僅是由于其人口的稠密程度和組成復雜程度，同時也包括它的機構的全方位、全功能性和占地幅度大的特性。在中國幾乎所有的人或多或少都經歷過校園生活，它幾乎可以說一個社會人的總出口。正是由于大學中的人員結構復雜和地域幅度較大，所以在大學中時時會表現(xiàn)出一些外部大社會中，對資源和人員管理和溝通上的難點。論文探討的就是如何利用物聯(lián)網概念體系中M2M技術來實現(xiàn)對這些資源的有效管理，實現(xiàn)教學和辦公的高效率。

一、M2M技術介紹

首先來介紹一下什么是物聯(lián)網概念中的M2M技術。物聯(lián)網的出現(xiàn)是由Internet網絡和無線射頻技術以及相關計算機軟硬件技術相結合而來的，物聯(lián)網概念的出現(xiàn)使得物與物之間產生了一定的聯(lián)系，從而減少了人為參與的部分，使得現(xiàn)代工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)等行業(yè)更具智能化，并在此基礎之上減少了對人的束縛，這種技術的發(fā)展勢必會影響到未來若干年甚至幾個世紀中智能化科技的發(fā)展。

M2M是機器對機器（machine-to-machine）通信的簡稱。就現(xiàn)階段而言，M2M技術重點關注于機器和機器之間的無線通信方式上，這種通信大致可分為三類：機器和機器（如高級智能流水控制通信）、機器和移動設備（如移動定位技術）、人和機器（如用戶遠程監(jiān)控）?，F(xiàn)在全世界的機器總量至少為人口總數(shù)的四倍，預計未來用于人對人通信的終端可能僅占整個終端市場的1/3，而更大數(shù)量的通信是機器對機器（M2M）通信業(yè)務。如能較好地利用這些機器間的相互通信將會極大地減少人的工作量，同時基于機器的本身所有具有的長時間工作這一特性，可保證工作中的連貫性減少不必要的重復勞動，有助于節(jié)省時間提高工作效率。

M2M是將信息技術與無線通信技術相結合的新技術，它可以用于雙向通信，如遠距離收集信息、設置參數(shù)和發(fā)送指令，因此M2M技術可有不同的應用方案，如安全監(jiān)測、自動售貨機、貨物跟蹤等。

M2M并非是單一的技術名稱，而是一系列技術的統(tǒng)稱。在這些技術中，GSM/GPRS/UMTS是主要的遠距離連接技術，RFID、802.11b/g、UWB、BlueTooth和Zigbee是主要的近距離連接技術。另外，還有一些其他技術，如XML和Corba，以及基于GPS、無線終端和網絡的位置服務技術等等。

二、身份識別和M2M平臺設計

在以往的高校網絡中，更多的功能是實現(xiàn)一些行政管理功能或者圍繞資源管理的安全設備，但真正可以用于教學環(huán)節(jié)同時能夠服務于師生生活的功能缺之甚多，難以展現(xiàn)網絡的服務功能。隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展尤其是近距離無線技術和射頻掃描技術逐步被人們了解，如能將這些技術引入高校校園網絡，搭建便捷的M2M教學輔助平臺，將極大降低教師的簡單重復勞動，使之將更多的精力集中在提高教學質量上來。

1.需求分析

提高教學質量保證學生安全始終是擺在眾多高校（也包括其他學校）面前的兩大難題，而且這兩大難題也是具有時代性的。

（1）現(xiàn)代網絡的發(fā)展使得信息資源極大地豐富的同時，導致的一個負面結果就是如何從如此多的信息中尋找有價值的信息資源。例如：教師授課如何能夠時時查找到所授課程相關章節(jié)的參考消息和實例，如果能夠及時查找到相關的信息尤其是可供操作的信息，則可以最大程度地提高教學質量，從宏觀角度來說可以使得多年的教育不公平問題得到適當緩解。如果可以讓所需資源主動尋找教師，而不是讓教師被動去尋找資源，那么這個矛盾也會隨之解決。同時會提高教學質量，也有利于整個教學的監(jiān)督、監(jiān)控工作。

（2）校園環(huán)境由于其人口多的特點，占地大也是必然的結果，這樣的特點造成的高校安全問題始終是高校管理人員最為頭疼和棘手的問題。前些年清華大學曾經作出了一種嘗試，在校園中每隔一定距離安置一個報警按鈕，當學生遇到安全問題時，可以隨時按動按鈕以保證人身安全。這種方案是有其弊端存在的，首先學生需要知道自己身處危險，其次學生還需要在特定環(huán)境下找到報警按鈕最后還要可以按下按鈕才能起到作用，這三個條件缺一不可。在有些不安全情況下，或許同學們不會也不愿意去報警，為此帶來的隱患也是不可估量的。例如：嚴寒的冬季尤其是期末總會有大量的考研團隊有意或無意躲過了教學樓執(zhí)勤人員查樓，最后留在教室里度過寒夜，這種情況下對學生造成的傷害有時候是不可挽回的。

如何解決教學和學生安全方面的難題，需要靠人來管理，也需要依靠科技的進步。

2.身份識別和M2M平臺應用設計

明確身份識別需要識別載體，這個載體可以在存載相關用戶的信息同時要求用戶隨身攜帶，目前可以具備這兩個要求的設備只有移動電話或者身份證件。我們通常會使用移動電話，將個人信息寫入移動電話卡的SIM卡中，當用戶移動時卡會隨著移動。同時，通過RFID技術也可以快速實現(xiàn)用戶身份驗證功能，本平臺建設就是基于這種技術實現(xiàn)的。

（1）教學資源維基管理

第一步：通過校園網與Internet和教育資源網的聯(lián)接收集最大化資源，利用現(xiàn)有的文字信息處理技術將信息按科目、章節(jié)分類，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。

第二步：將實踐性信息依照上述分類，并與上述數(shù)據(jù)庫相關信息相關聯(lián)。

第三步：將所有課程的標準化教學方案創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，之后要與前兩個數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)。

這里需要說明的是，之所以要將三者分開，是由于我們的教學工作本身也是一種與時俱進的過程，它不是一成不變的，所以相關的資源和方案也需要隨時調整，調整之后的數(shù)據(jù)當然也需要加入到相關維基庫。

第四步：將記錄有教師信息的SIM卡經掃描設備掃描，經過系統(tǒng)計算講授課程的進度和授課資源，在教師終端提供相關課程的資源，這樣教師在備課過程中可更有針對性地研究，同時對于教師的教案編寫也可簡化為一些簡單的改編過程，實現(xiàn)簡化工作的同時提高效率。同樣在授課時，只要教師愿意，可以隨時在課堂調取看過的相關文檔以作演示。

（2）學生安全管理

在校園管理系統(tǒng)中可引入對學生SIM卡信息的注冊功能，利用現(xiàn)有的網絡查詢和GPS定位技術快速定位學生所處的位置，當學生發(fā)生意外情況時，可根據(jù)學生手中的電話并結合上述技術不需學生說話或長時間操作即可實現(xiàn)快速定位及時消除危險。

校園的教學質量問題和學生安全問題始終是社會和家長所關心的核心問題，基于M2M技術的身份識別和資源管理平臺的應用可以實現(xiàn)在教學和安全問題上的一個突破。但由于識別設備的研究尚不完善且成本較高必將影響到這個系統(tǒng)在校園網絡中的使用。如何充分利用新技術來提高校的智能化管理水平，還需要進一步探討和研究。

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1673-0046（2012）4-0152-02