物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用

韓 蔚 宋文敏

(萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 萊蕪 271100)

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)的概念大同小異，主要是指利用射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)、無線通信技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換與通訊，先進(jìn)的云計算技術(shù)和超級計算機(jī)則可以對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，幫助人們做出正確的行動決策，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)測和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了物與物的相連，其基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，其目的仍然是進(jìn)行信息交換與通訊。本文以物聯(lián)網(wǎng)在校園智能化建設(shè)方面的研究綜述為基礎(chǔ)，探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介

從技術(shù)架構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)可以分為：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[2]。

感知層是由各種傳感器以及傳感網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。

網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦。

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它和各行各業(yè)的需求相結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點讓其迅速應(yīng)用到社會生活的各個領(lǐng)域、各個角落，包括綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、海洋漁業(yè)、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、物流管理、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等方面。《2010-2011年中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報告》顯示：我國的安防、交通和醫(yī)療三大領(lǐng)域有望在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中率先受益；到2015年，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)5000億元的規(guī)模，年均增長率達(dá)11%左右。在這樣的形勢下，物聯(lián)網(wǎng)在教育中的研究和應(yīng)用更受到足夠的關(guān)心和重視，下面探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)方面的應(yīng)用

在教學(xué)方面通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)現(xiàn)實世界與虛擬世界的互聯(lián)，可以使教學(xué)環(huán)境中的每個物件與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行無縫整合。比如教師在做教學(xué)設(shè)計、編寫教案或是上課時不用再刻意關(guān)注教學(xué)設(shè)備的存在，不需要學(xué)習(xí)它的使用方法。在授課過程中僅僅通過語言或簡單的動作指令就可以隨心所欲地使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制下的任意設(shè)備，如投影儀、音箱、燈光等等，使得教學(xué)效果達(dá)到最大化。

另外，智能化教學(xué)也體現(xiàn)在教學(xué)環(huán)境上。可以利用傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的實時信息反饋。[3]可以在教學(xué)樓內(nèi)安裝密集的傳感器，并用IPV6網(wǎng)絡(luò)連接，以此來自動調(diào)節(jié)教室內(nèi)的溫度、濕度、照明度等，使得教學(xué)環(huán)境最佳。比如在實訓(xùn)基地安裝所需的傳感器設(shè)備，當(dāng)外在條件與實訓(xùn)基地設(shè)定條件不相適宜時，可以進(jìn)行報警，并將實訓(xùn)期間的報警次數(shù)記錄到RFID標(biāo)簽設(shè)備中，教師可以方便地查看學(xué)生的實訓(xùn)情況。

2.2 學(xué)生管理方面的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生管理方面的應(yīng)用主要包括學(xué)生上課考勤管理和學(xué)生安全管理兩個方面。

在傳統(tǒng)意義上教師對學(xué)生進(jìn)行考勤主要是計算學(xué)生上課的出勤率，在很大程度上浪費了學(xué)生課堂聽課的時間。而采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，學(xué)生可以使用含有RFID標(biāo)簽 （為在校的每個學(xué)生配備RFID標(biāo)簽，該電子標(biāo)簽中預(yù)先儲存好了學(xué)生的姓名、班級等基本信息）的校園卡刷卡進(jìn)入教室，教室內(nèi)的讀卡器在接收到學(xué)生刷卡記錄后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到教學(xué)管理系統(tǒng)服務(wù)器上，并把數(shù)據(jù)自動更新到后臺數(shù)據(jù)庫中，從而統(tǒng)計出該學(xué)生的出勤情況。

在學(xué)生安全管理方面，通過在校園的圍墻或其他敏感地帶預(yù)先設(shè)置傳感器終端設(shè)備等可以判斷監(jiān)測闖入人或物的具體大小和位置，同時依靠相應(yīng)的攝像頭監(jiān)控該區(qū)域，利用圖像識別技術(shù)跟蹤闖入的人或物，相應(yīng)的提醒信息也立即發(fā)送到學(xué)校保衛(wèi)人員的手持設(shè)備中，方便附近的人員前去現(xiàn)場。另外，可以在宿舍區(qū)安裝識別系統(tǒng)，對在校學(xué)生進(jìn)行清點，如有異常立即跟蹤學(xué)生行蹤。

2.3 學(xué)生生活方面的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生生活方面的應(yīng)用包括餐廳管理、洗浴中心管理以及大學(xué)生超市管理等。以餐廳管理為例。

餐廳管理是智能校園的一個重要組成，以基于RFID技術(shù)的餐廳管理系統(tǒng)為核心[4]。師生每人都持有一張含有RFID電子標(biāo)簽的飯卡，飯卡中包含了用戶的個人信息。同時，在餐廳的每個出售窗口安置一個RFID閱讀器，在師生買飯的同時，閱讀器將讀到的信息傳至后臺數(shù)據(jù)庫查詢，讀取卡上金額，并扣除消費金額。而整個的后臺數(shù)據(jù)庫會將用戶的信息存儲在數(shù)據(jù)庫中方便管理人員對餐廳銷售情況進(jìn)行查詢。

3 結(jié)語

毫無疑問，智能校園給師生帶來了極大便利，同時也面臨著很多的挑戰(zhàn)。首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智能校園不單單是一個技術(shù)問題，也涉及到人們的認(rèn)知以及成本的控制等多方面問題。其次，個人隱私安全，如何保護(hù)師生個人隱私成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能校園亟待解決的問題[5]。總之，智能校園建設(shè)目前還處在初級階段，但從長遠(yuǎn)來看物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景非常廣泛，它必將會創(chuàng)造更加豐富的校園生活和校園文明。

［1］孫其博，劉杰，等.物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報，2010，33（3）：1-9.

［2］董愛軍，何施，易明.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與框架體系初探[J].科技進(jìn)步與對策，2011，28（4）：61-65.

［3］鄧趙紅，桑慶兵.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用與思考[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，9（4）：48-51.

［4］何印，劉施羽，等.淺談 RFID技術(shù)在高校食堂管理中的應(yīng)用[J].科技資訊，2009（26）：212-213.

［5］李一，陳火峰.關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的研究思考[J].價值工程，2010（8）：126-127.