4G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用研究

馬千駒 南京貝龍通信科技有限公司

通過在校園中實現(xiàn)4G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，讓學(xué)校對于學(xué)生的管理更加的可視化，并且能夠讓老師的教學(xué)活動更加的智能化，讓原本枯燥的課堂更加生動起來。提高學(xué)生們對于知識探索的興趣，增添學(xué)生與老師之間的交流途徑。

1.4 G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是信息化時代發(fā)展的重要產(chǎn)物，從表面意思我們可以理解為它是將物與物相連的網(wǎng)站，針對全球不同的地區(qū)，物聯(lián)網(wǎng)的具體含義也有所差別，我國目前將物聯(lián)網(wǎng)定義為是通過射頻識別技術(shù)、傳感器、定位系統(tǒng)等一起組成的網(wǎng)絡(luò)平臺。根據(jù)已有規(guī)定每個人都可以將自己的物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來。

4G通信技術(shù)是人們對于第四代移動通信技術(shù)的簡稱。通過3G與WLAN聯(lián)合在一起，達(dá)到對數(shù)據(jù)、視頻、圖像等信息快速傳輸?shù)哪康摹６?G通信技術(shù)最大傳輸速度可以達(dá)到100Mbps，最重要的是它能夠提供無線服務(wù)，為智能校園建設(shè)提供便利。

2.構(gòu)建智能校園應(yīng)用框架

在智能校園建設(shè)中使用4G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)，主要應(yīng)用的是物聯(lián)網(wǎng)的感知層、運輸層、應(yīng)用層等，方便快捷的為學(xué)生提供校園信息服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)、信息融合、通信網(wǎng)絡(luò)融合等，想要將應(yīng)用框架搭建的合理，少不了對學(xué)校信息標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和安全保障系統(tǒng)的建設(shè)。

2.1 建立校園信息服務(wù)

建立校園信息服務(wù)的目的是為了區(qū)別不同身份的用戶，因為在智能校園中，學(xué)生、家長、老師、領(lǐng)導(dǎo)等都需要進(jìn)行系統(tǒng)的登錄，所以需要通過校園信息服務(wù)業(yè)務(wù)界面來將其區(qū)分。通過為用戶提供Web門戶服務(wù)和WAP移動門戶服務(wù)的選擇，來對用戶的目的進(jìn)行歸類，看看用戶是想要進(jìn)行學(xué)習(xí)，還是教學(xué)、生活等。

2.2 建立應(yīng)用服務(wù)

在智能校園的建立中，應(yīng)用服務(wù)必不可少，4G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)主要可以為用戶提供以下幾種服務(wù)：1.用戶權(quán)限管理。因為不同身份用戶的需求各不相同，所以對其進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，既可以讓操作界面干凈簡單，還能防止別人惡意篡改。2.校園消費管理。通過智能校園的建立，學(xué)生老師們不用再像以前那樣需要進(jìn)行現(xiàn)金消費，可以通過物聯(lián)網(wǎng)等的消費平臺進(jìn)行費用的充值，方便、安全。3.校園手機信息通知服務(wù)。由于老師、學(xué)生的校園生活事情比較繁雜，通過提供手機信息通知服務(wù)，幫助提醒重要事情，防止錯過或遺忘。

2.3 建立信息融合

由于智能校園信息種類繁多，因此對于各類資源及信息需要進(jìn)行有效的融合，比如用戶信息、應(yīng)用信息、教學(xué)內(nèi)容等。這樣可以幫助每個人的各類信息進(jìn)行共享，不再需要擁有多個賬戶而增添麻煩。

2.4 建立通信網(wǎng)絡(luò)融合層

通信網(wǎng)絡(luò)融合層是智能校園實施的關(guān)鍵，因為它可以將智能校園中各個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，將學(xué)校的各類管理工作進(jìn)行統(tǒng)一處理，提高了校園智能化管理，并且學(xué)校還可以將這些網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一用開放式接口，方便用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問。

3. 4G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)智能校園設(shè)計

3.1 校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

4G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)模式的智能校園主要由三種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：校園網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、4G 通信網(wǎng)。其中校園網(wǎng)是占主導(dǎo)地位，并且擔(dān)負(fù)校園網(wǎng)絡(luò)信息中最大的一部分，校園網(wǎng)通常采用FDDI高速網(wǎng)絡(luò)，再加上以太網(wǎng)的幫助，共同為學(xué)校提供各類設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)使用平臺。無線局域網(wǎng)主要提供學(xué)生等用戶在外界環(huán)境中進(jìn)行信息的傳輸和瀏覽，而4G通信網(wǎng)主要是通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備，能夠滿足對信息的接入控制和使用控制，滿足學(xué)校管理人員對于3GPP技術(shù)的演進(jìn)需求。4G通信網(wǎng)維護(hù)簡單，傳輸速度快。通過三種網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同合作為校園各個區(qū)域提供通訊支持。

3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計

進(jìn)行智能校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一定要保證符合校園的實際情況，比如校園規(guī)模、各建筑分布等，通過對這方面的了解，搭建出最為合適的校園網(wǎng)方式。目前在校園中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)是物理總線型、邏輯星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不過根據(jù)學(xué)校的具體需求，工作人員也可以選擇星型、樹形、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，星型與樹形結(jié)構(gòu)擁有清晰的邏輯層次，不過卻擁有單一的通訊路徑，無法保證校園通訊的可靠性運行。如果學(xué)習(xí)想擁有更為可靠的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是一個不錯的選擇，其能夠讓用戶的通訊更加的靈活。如果學(xué)校在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要存在的節(jié)點較多，那么網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個不錯的選擇。另外，由于學(xué)校面積較大，建筑分布較復(fù)雜，工作人員在進(jìn)行校園無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中可以適當(dāng)?shù)脑黾右恍﹤鞲衅鞴?jié)點數(shù)量以提高信息傳輸速率，幫助之后在投入使用中信息傳輸流暢、穩(wěn)定。

3.3 校園監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

由于目前我國高校占地面積廣泛，人員流動密集，所以做好校園監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計對于保障學(xué)生們的安全至關(guān)重要，在進(jìn)行校園監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要選擇單片機作為監(jiān)控系統(tǒng)的控制部分，對于監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊，大多可以采用射頻讀卡器。學(xué)校安保人員應(yīng)該時刻注意對校園內(nèi)各個位置的監(jiān)控，防止意外的發(fā)生和預(yù)防。

4.總結(jié)

綜上所述，構(gòu)建智慧校園可以改善學(xué)生、老師的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量，是我國未來教育領(lǐng)域的發(fā)展重點，雖然目前在進(jìn)行智能校園的建設(shè)中還存在一些困難和問題，不過相信通過我們的不斷創(chuàng)新，一定能夠構(gòu)建一個完美的智能化校園。