基于5G的物聯網技術在智慧校園建設中的應用分析

姚飛雁

【摘 要】加快信息化時代教育變革。建設智能化校園，統籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺是大勢所趨，本文圍繞基于5G的物聯網技術在智慧校園建設、打造智慧教育體系展開了探討，并提出相應建議。

【關鍵詞】5G;物聯網;智慧校園;建設;應用

一、5G教育專網搭建智慧校園的先進網絡基礎

5G時代人與物、物與物的連接，需要與教育教學、教學管理等各場景深度融合，才能有效的解決當前存在的突出的如教育均衡化建設、綜合素質評價、校園安全、教育管理效率，數據分析價值體現等多方面的問題。

5G教育行業專網整體架構：教育行業終端采集的教育數據通過5G基站（該基站部署于校內）接入無線網絡，通過行業專網網關截斷數據并進行本地分流到本地部署的教育邊緣云平臺。同時借助網絡切片技術，實現公網數據與教育數據的隔離，保證教育數據傳輸的SLA性能保證（速率保證、時延保證），并配合邊緣計算技術實現高速率、低時延的智慧教育應用，賦能校內信息化系統升級的同時，加速智慧教育的快速發展，保障國家智慧教育戰略落地，整體框架如下所示：

5G教育行業專網的價值：基于5G行業專網的整體網絡架構以及關鍵組成要素，能夠為客戶提供高質量的無線網絡接入、云計算能力，以及高等級的教育數據安全防護能力，保障數據安全。

二、物聯網平臺實現智慧校園智能設備的統一管理

在智慧校園建設的統籌規劃下，依照“一體化”的建設思路，通過物聯網基礎支撐平臺建設實現感知終端的接入管理、感知終端交互通信及對感知終端采集數據的獲取、存儲、預處理、轉發等，形成各種開放服務，可為各類應用系統提供應用使能、集成使能和數據使能。

智能化應用體系是物聯網建設的重要部分，也是可以直接提升管理服務能力、生產、生活環境的重要構成。智慧校園應用體系建設基于校園統一智能平臺實現各子系統的集成、聯動、融合，使從單場景智能邁向整體智能。

物聯網統一開放平臺系統架構

AIoT智慧校園物聯網統一開放平臺分為設備層、網絡層、平臺層和應用層。

1、設備層

平臺支持各種應用場景的多種類設備接入，物聯網統一開放平臺提供設備接入的SDK、標準的HTTP、MQTT等方便各廠家設備快速接入平臺。

平臺通過部署在各地的各類物聯網傳感終端，獲取監測/監管對象的數據信息，實現對學校能源、資產、消防、停車場等各領域范圍的信息監測數據的采集，作為校園物聯網統一開放平臺的基本原始數據來源。

2、網絡層

平臺支持多種類設備組網協議及多種應用層通信協議，如設備網絡組網支持LoRa、NB-IoT、ZigBee、藍牙等無線低功耗設備網絡組網及485總線組網，支持3G/4G/5G，Ethernet等網絡聯網方式。支持MQTT、CoAP、HTTP、AMQP等應用層通信協議。

3、平臺層

平臺層即物聯網基礎支撐平臺，主要負責各類傳感設備數據的采集、存儲、數據分發等操作。在此基礎上，物聯網基礎支撐平臺可為各應用系統提供智能聯動、集中管控、智能預警、智能運維等AI開放能力。

4、應用層

通過物聯網基礎支撐平臺的數據與共享，可統一構建校園各類物聯網應用系統，本期主要建設智能電源管理系統、智能水源管理系統、智慧路燈系統、資產管理系統、智能環境管控系統、智能停車系統。

三、豐富的應用場景提升智慧校園管理水平

（1）教務管理系統

在智慧校園建設過程中，可利用5G物聯網技術構建完善的教務系統，其精準性也無法得到有效的保障，而現代技術的應用就可以有效的解決這一問題，教工可以快速的解決各環節的問題，這也是提高管理工作效率的有效途徑[1]。

（2）公共信息管理系統

5G技術的快速發展帶動了物聯網的進步，而且在兩者技術融合，可全面實現校園智能化及信息化，使得各項資源都能夠發揮出最大效用價值。

●5G校園專網可讓教職工便利的登錄校園管理系統中，更能夠從根本上保證辦公質量，在此基礎上無紙化辦公已經逐漸成為時代發展的必然趨勢[2]。

●校方可以基于物聯網平臺建設校園生活平臺，實現服務線上化，流程系統化，管理精細化，協助校方統籌和管理校園生活服務。有利于學校進行統一管理，這對于高校邁向智能化方向發展也起到了積極促進作用[3]。

●基于5G物聯網技術背景下，可以建立相應的自動化考勤系統，采用刷卡或者人臉識別的方式記錄學生的考勤情況，并將所有的信息錄入至后臺數據庫中，有效的提高了考勤管理效率。

（3）后勤管理系統

后勤工作就是對學生的安全進行負責，為了能夠提升校園內的安全系數，后期管理部門可以在校園內各場所、區域按照監控設備，并將設備進行全流程管理，以便于后臺工作人員及時發現校園內的異常情況，并制定針對性措施進行解決處理，將各種危險因素扼殺在搖籃中，從而達到提升校園安全性的根本目的[4]。

（4）教學質量提升

高校可以充分利用5G物聯網技術手段為學生構建輕松愉悅的課堂氛圍，并將VR、AR等引進到教學中，增強學生的體驗感，給予學生沉浸式學習體驗。而且該技術還能讓學生與教師并不再同一個空間內都能有著身置課堂一般的感受，這種多元化的教學模式會增強師生的互動，在教學水平提升上也有積極促進作用[5]。

四、結語

綜上所述，5G技術本就有著高速傳輸且穩定性較強的特點，其與物聯網技術有效的融合在一起不僅可以為高校智慧校園的建設提供相應的技術支撐，更能夠起到有效的推動作用，使其朝向智能化、信息化、現代化方向發展。

參考文獻：

[1]胡先智，梁艷，馬文濤，李宏偉，王力.“人工智能+物聯網”背景下的智慧校園一卡通建設研究[J].中國教育信息化，2021（05）：61-65.

[2]侯妍杉，李心怡，鄧奧，楊雨桐，李婉欣.基于物聯網的智慧校園社區建設探究——以佛山科學技術學院智慧校園建設為例[J].現代營銷（經營版），2019（07）：75-76.

[3]李霞，甘琤，程源，石月鳳.高校智慧校園的建設：技術、內容和服務——以鄭州輕工業大學為例[J].現代教育技術，2019，29（09）：80-85.

[4]豐明聰，李盤榮，胡云.基于云計算和物聯網技術的開放大學智慧校園建設——以無錫開放大學為例[J].銅仁學院學報，2017，19（06）：70-73.

[5]徐玉妃，楊昆，袁凌云，羅毅.基于物聯網的智慧校園建設與研究——以云南師范大學為例[J].云南師范大學學報（自然科學版），2016，36（01）：47-52.

（作者單位：中移物聯網有限公司）