基于物聯網技術的智慧校園研究

摘要：當前，我國教育信息化技術不斷發展，加速了各高校智慧校園建設速度，以物聯網技術為代表的新一代信息技術廣泛應用在智慧校園建設項目中，本文簡述了典型的無線通信技術在學生宿舍智能抄表、宿舍火災報警等智慧校園應用案例。

關鍵詞：物聯網技術;智慧校園;無線通信

自《教育信息化十年發展規劃（20112020）》文件出臺后，各學校陸續推動校園信息化建設，如智慧考勤系統，學生進入校園后，根據頭像自動識別學生身份信息，并把進校信息、上課信息、學生成績等推送給學生家長，實現家長與學校的真實互動，實現全校數據共享平臺，教學、學管等部門使用唯一數據源，采用云平臺實現統一管理。隨著物聯網技術的成熟，ZigBee技術、NBIoT技術、LoRa無線技術為校園遠程抄表、宿舍火災報警等應用提供了支撐技術。

短距離無線通信，具有覆蓋范圍廣、連接設備多、功耗小等特點。可利用ZigBee技術設計學生宿舍智能抄表系統，應用TI公司生產的微處理器CC2530IO端口實時采集用電量，經處理后發送給網絡協調器，協調器無線傳送至遠程控制終端，實現宿舍用電量智能化管理與控制。當系統上電后，蜂窩網將根據頻段、網絡ID自動組建無線網絡，在無數據傳輸時處理器處于休眠狀態，降低能耗，有數據傳輸時經芯片內部射頻收發模塊傳輸給協調器。

目前，校園宿舍火災事故時有發生，學生宿舍存在易燃物品、使用劣質電器、強弱電用線亂拉等現象，宿舍管理人員也很難時刻檢測到每間宿舍的安全情況，監管效能低下。如何獲取宿舍消防基礎環境數據，實現實時動態監控宿舍環境安全，減少火災事故的發生，是各所學校都需要解決的問題。本文提出利用NBIOT無線組網技術實現火災監控系統，采用煙霧傳感器、火焰傳感器等實時采集宿舍環境信息，并在線傳送到云平臺，宿舍管理人員及學生均能實時接收數據，當存在危險時，主動推送報警信息。每個終端設備標識唯一地址即宿舍編號，系統管理員可實時查詢到報警宿舍位置、預警信息、宿舍人員信息等，同時可以遠程發布信息給學校保衛部門，緊急情況下也可告知消防部門。NBIOT火災報警系統基站屬于運營商網絡，布線簡單，成本低，覆蓋范圍廣，系統框圖如下圖所示。其中，煙霧傳感器、火焰傳感器、可燃氣體傳感器數據采集可使用單片機進行數據采集處理，在處理完后，經NBIOT無線模塊進行信息傳輸，云平臺數據庫中保存房間號、環境參數等詳細數據。

NBIOT火災報警系統框圖

物聯網技術廣泛應用在智慧校園建設的方方面面，在節電節水方面、校園安全方面有著成熟的應用案例，隨著大數據技術、云計算技術、物聯網技術的融合發展，智慧校園將深入到學生管理、教學管理、人財管理等方面。本文所描述的應用案例僅是框架描述，對智慧校園建設有一定的參考意義，且無線通信設備價格低，技術成熟，安裝簡便，可有效解決智慧校園建設難題。

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基金項目：本文是安徽省高校優秀青年人才支持計劃項目（項目編號gxyq2018237）階段性研究成果、安徽省質量工程教學研究一般項目（項目編號2018jyxm0598）階段性研究成果

作者簡介：周正貴（1984），男，安徽壽縣人，副教授，研究方向為物聯網技術應用。