基于物聯網技術的高校智慧校園建設應用研究

羅夏　劉羽

【摘 要】高校的智慧校園建設已成為各高校的信息化發展的趨勢，隨著物聯網技術的興起，物聯網技術將成為現下流行的“智慧校園”建設發展的必經之路。本文通過調研我校信息化校園的現狀，提出一種物聯網技術應用于校園信息化建設的趨勢。有效突破目前這種較為低級的資源管理模式，實現方便快捷的進行資源管理并有效降低校園能耗。

【關鍵詞】物聯網;智慧校園;數據安全;X509證書

中圖分類號： G649.2;F592文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）17-0231-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.110

Research on the Application of University Smart Campus Construction Based on Internet of Things Technology

LUO Xia LIU Yu

（Anqing Medical College， Anqing Anhui 246052， China）

【Abstract】The construction of smart campus has become the trend of informationization development of colleges and universities. With the rise of Internet of Things Technology， it will become the only way for the development of the "smart campus". This paper proposes a trend of IoT technology applied to campus information construction by investigating the current situation of our school's informationized campus. It is aimed at effectively breaking through the current low-level resource management modeand reducing campus energy consumption， and finally realizing convenient and rapid resource management.

【Key words】Internet of Things; Smart campus; Data security; X509 certificate

物聯網技術的核心和基礎仍然是“互聯網技術”，是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術，其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間，進行信息交換和通訊。而智慧校園是以現有校園網絡為基礎，整合信息系統，擴建感知層在終端，以開放的教育形式，舒適便利的生活方式，服務廣大師生。

1 物聯網技術、智慧校園概述

1.1 物聯網技術

物聯網的英文為Internet of Things（IOT），也稱為Web of Things，即物與物相連的互聯網絡。而物聯網技術則是指通過RFID（射頻識別）、GPS（全球定位系統）、激光掃描器、紅外感應器等信息傳感設備，按相關協議約定，可以將任何物品與互聯網相連接，進行信息通訊和交換，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。

1.2 智慧校園

智慧校園是指以物聯網為基礎，智慧化校園工作、學習和生活為一體化環境，這個一體化環境以各種應用服務系統為載體，將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合。這是無處不在的網絡學習、豐富多彩的校園文化、融合創新的網絡科研、透明高效的校務治理、方便周到的校園生活。簡而言之，“要做一個安全、穩定、環保、節能的校園”。2018年6月7日，《智慧校園總體框架》（Smart campus overall framework）國家標準發布。

2 傳統信息化校園存在的常見問題

傳統的信息化校園存在很多無法及時管控的問題：如校園設備繁多，缺少統一規劃，各系統分布散亂，難以統一實現智能感知、控制、管理;能耗巨大，缺乏統一用電分析管控;場景異常缺乏安全報警;校園場景比較復雜，建設困難;校園各種安全事故頻發，難以防范;缺乏完善的個性化服務及決策支持系統等。

以教室為例，教室有電燈、風扇、空調、投影、電腦、窗簾等，種類繁多，不便統一管控;教室、寢室，室內沒人了，但燈、空調、風扇等電器仍開著在耗能，無法統一管控;空調漏水、地下室被淹等異常狀況出現，無法第一時間知曉;學校有各種場景教室、機房、實驗室、會議室、食堂等，每個場景都有不同的系統設備，建設全場景難度較大。

3 物聯網應用下的校園網建設

3.1 建設思路

由于智慧校園的涉及范圍廣、信息終端數量大，還需要實現各種終端的數據采集、傳輸、處理數據及其自動控制。啟用基于M2M平臺的智慧校園體系分為三個層次（應用層、傳輸層及感知層），運用傳感器等技術，使信息傳感設備實時感知需要的信息，按照約定的協議，通過可能的網絡，基于無線射頻識別（RFID）、紫蜂（ZigBee）、遠距離無線電（LoRa）的無線局域網、紅外感應器、RS485等接入方式，把物與互聯網相連接，進行信息交換和通信，實現人與物、物與物之間的泛在鏈接，對物實現實時的智慧化管理、識別、監控和跟蹤。

物聯網系統設計，包括對于物聯網技術使用下燈光、風扇、空調、窗簾、電教設備、智能門鎖等電器設備管理實現方式具體設計，通過物聯網技術實現教室智能化管理、實驗室機房智慧化監控、寢室智慧化服務，節省人員管理成本，提高設備管理效率，加固用電安全，為學生打造“體驗式教育”的未來校園。

校園里，課堂教學環節是學生接受系統教育最重要的一環，做好教學互動環節，是掌握好教學環節的質量，建立“體驗教學”應用場景，提高教學水平的關鍵之一。傳統校園的教學方式已經不適應現代化教學的需要，基于物聯網技術集智慧課堂、環境調節、用電安全、智慧消防等及遠程控制于一體的新型現代化智慧校園系統在被逐步地推廣和運用。智慧校園作為一種新型的管理模式和現代化教育教學手段，給教育行業帶來了新的機遇。

3.2 數據安全保障

數據傳輸安全，在傳輸層MQTT（消息隊列遙測傳輸協議）使用TLS（傳輸層安全性協議）不但可以加密通訊，還可以使用X509證書來認證設備;在應用層，可以通過客戶機標識符、賬號密碼及X509證書等方式，在應用層驗證設備安全性。數據存儲安全可以通過將數據全部本地平臺存儲的方式;管理平臺及應用入口均可通過https加密傳輸。

4 結束語

基于物聯網技術的智慧校園建設現在正處于探索階段，而本文所提及的物聯網建設也僅僅只是整體智慧校園建設的一個開始。隨著物聯網技術的不斷成熟和完善，學校會在各個不同的領域對物聯網的應用產生不同的需求。加強智慧校園的建設，充分發揮物聯網技術感知物理環境的作用，給在校師生在教與學的過程中和日常生活上提供更多的個性化服務。

【參考文獻】

[1]盧倩楠.基于物聯網的高校智慧校園建設分析[J].科技經濟市場，2018（06）：12-14.

[2]楊英.基于數字校園網的物聯網技術融合應用研究[J].計算機產品與流通，2019（02）：258-259.