基于物聯網技術下的自助回收系統在智慧校園中的應用

劉晴晴+何春鋼

摘 要：隨著物聯網技術的興起，該項技術在智慧服務中的應用也越來越廣泛。智慧校園建設就是這樣一種依賴于互聯網和物聯網技術的校園網絡管理體系。校園環保問題日益成為目前生態保護和宣傳的重要問題，校園垃圾的回收利用系統與物聯網技術的結合，也成為智慧校園建設的一個新切入點。本研究相對系統地闡述物聯網技術在校園自助回收系統中的應用，提出了設計的建議和基本框架。

關鍵詞：物聯網；自助回收系統；智慧校園

中圖分類號：TP18 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0024-02

引言

物聯網是指借助射頻識別技術、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，在一定的協議框架下，把實體物品與互聯網聯系起來，目的是進行信息的及時交換，從而實現對設備的定位、識別、跟蹤、監控與實時管理等。

智慧校園是校園信息化建設的重要內容，也是在物聯網技術的基礎上建立的新的信息管理手段，通過物聯網設備與技術，將校園內的設施與信息管理中心網絡連接起來，使得校園各個位置和設備的信息能夠及時得到傳遞和運用，目的是提高校園信息管理水平。物聯網在智慧校園中的應用主要體現在可視化管理、校內生活監管、教學管理、安全管理四個方面。本文關注的是物聯網技術下自助回收系統在構建智慧校園中的應用。

1 物聯網在校園自助回收系統中的應用設想

1.1 整體設想

如今，大學校園中有很多生活垃圾需要分類處理和回收，而僅僅依靠學生良好的生活習慣很難達到高效處理的目的，很多學生為了“方便”，會將飲料瓶、廢舊電池、廢舊資料等廢棄物隨手丟棄，影響了校園環境，同時也帶來火災等安全隱患。針對這一問題，結合物聯網在智慧校園中的應用，本文設想，可以設計一項校園自助回收物聯網系統，該系統的回收終端可以通過使用校園無線網絡，對校園內進行信號的全覆蓋，同時使用以學分和獎學金為手段的激勵引導，促使學生能夠使用物聯網終端設備回收廢舊物品，由此改善校園環境。

1.2 功能設計

第一，回收終端的設施及獎勵機制。物聯網自助回收系統可以回收廢棄飲料瓶、廢棄衣物、廢棄資料、廢棄電池等，學生將廢棄物放入回收終端設備后，通過信息錄入可以在系統中獲得學分獎勵及資金獎勵。第二，廢舊物品回收信息的查詢。大學生借助客戶端，或使用網頁查詢廢舊物品的回收信息，可以通過統計發布在手機APP或者網頁上的信息來查看相關信息。例如：回收的廢舊物品數量、次數、變化趨勢、積分情況、從廢舊物品回收中獲得的學分獎勵情況等。第三，廢舊物品回收系統的后臺管理。智慧校園廢舊物品回收系統的后臺需要由專門的人員進行管理，他們需要對系統中的信息數據進行統計，對使用廢舊物品回收系統的用戶信息進行修訂和刪減，對廢舊物品回收信息進行核實，對積分情況進行統計等。第四，廢舊物品回收系統的商業價值。實際上，智慧校園廢舊物品回收終端系統不僅僅是環保設備終端，同時也是一個市場信息的采集終端，因為學生們在向終端設備中投擲飲料瓶等物品時，實際上向系統反映了自己的消費信息。比如一段時間內購買某些品牌的飲料數量有多少，金額是多少等，可以直接反映其消費偏好，總體數據能夠預測市場趨勢。第五，廢舊圖書回收功能。大學生有很多廢舊的書籍，這些書籍的回收同樣可以囊括在廢舊物品回收終端系統之中。例如：大學生有一些書籍需要丟棄，通過回收系統，將書名、新舊程度、本數等信息輸入回收系統，并將書本放置在終端設備內，其所輸入的信息通過網絡傳遞到APP中，其他學生在瀏覽這些信息后，如果發現有些書籍是自己需要的，那么就可以在系統上進行預訂，并到終端設備處取走，完成線上和線下的結合。第六，其他功能。大學生在向回收終端設備中放入廢舊物品后，可以通過設備打印憑證，憑借憑證到校園商店等區域兌換一定的消費券，從而更好地實現回收激勵機制；同時設備本身也是一個商業終端，可以通過設備投放一定的環保公益廣告或商業廣告，這一功能為這種回收設備的投資提供了新的途徑——社會購買投資。

2 物聯網在自助回收系統中的架構模式

2.1 架構分析

在自助回收系統進行設計之前，需要對基于物聯網的自助回收系統結構進行分析，從而確保設計后的系統功能能夠滿足預期的需要。這種架構的分析，首先需要建立合適的物聯網體系，對這一系統中所需要滿足的各種功能進行界定，規劃相應的物聯網功能組件以及系統組件之間應當具備的結構關系。這一環節可以通過模型的形式完成，在物聯網模型中，確定組件的功能并明確各個組件之間的邏輯關系，常用到的方法有兩種：第一，從功能角度來看。首先將物聯網系統中的組件按照功能區分為若干個層次，明確內層和外層之間的關系，內層組件要先于外層組件，并受控于外層組件。第二，從模型角度來看。我們可以將物聯網系統視作一個總體模型，模型的每個組成部分就是一個組件，通過建模的方法，將模型搭建起來，并明確各個組件之間的對應關系，從而建立體系架構。

2.2 架構設計

在進行物聯網系統架構設計時，首先要明確系統將包括哪些功能區域。通過對系統作用和功能的分析，我們將大學校園自助回收物聯網系統功能終端劃定為以下幾種：廢舊電池回收終端、廢舊飲料瓶回收終端、圖書回收終端以及圖書自取終端、廢舊物品綜合回收終端、自助回收系統終端服務器、網站服務器、終端網站、手機APP等。

基于六種服務功能，自助回收終端服務器需要開辟6個端口，分別為廢舊飲料瓶、廢舊電池、廢舊圖書回收與自取、綜合回收、手機客戶端等多個終端的用戶提供服務，為用戶開辟的服務線程是相互獨立的，這樣做的目的是為了確保物聯網數據傳輸的及時準確，用戶的數據會根據用戶名的不同，存儲在數據庫相對應的表單之中，避免用戶數據在訪問中相互之間存在沖突。

在廢舊物品自助回收系統網站建設方面，可以采用Tomcat作為Web服務器，并通過JSP和Javabean進行對數據庫的訪問。在前端開發方面，可以使用HTML以及AJAX等軟件系統。校園自助回收物聯系統整體架構圖。（見圖1）

3 挑戰與展望

在大學校園中，借助智慧校園建設的有利環境和思路，可以完成基于物聯網的自助回收終端系統建設，實現廢舊物品回收上的智能化操作，滿足學校師生的廢舊物品個性化處理需求。自助回收終端系統的應用，能夠大大減少廢舊物品的處理成本，降低校園環境污染，同時能夠衍生出一些具有市場價值的商業功能，所以這一系統的開發和應用，具有市場和環保兩種可觀價值。

同時，我們也看到，基于物聯網的校園廢舊物品自助回收系統，需要建立在成熟的網絡技術之上，借助傳感器和互聯網的物聯網技術只是其中之一，還需要有相配套的硬件設施建設、數據庫建設、網絡平臺建設等。與此同時，該系統的建設和運營還需要面臨系統兼容性、功能延伸拓展、后續服務改進問題等。所以，從這些可能出現的問題角度出發，我們在開發和運用自助回收系統時，需要在設備上選擇先進成熟的設備，在功能開發上預留一部分延伸的功能空間，在運營上結合商業運作的模式，實現校內外共同投資建設，使得該系統的建設和運營達到更優的狀態。

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