基于物聯網云平臺的遠程控制技術在校園中的應用分析

張洪滔

摘 要 針對目前校園資源難以充分有效利用的問題，如無法實現對教室電源和空調等設備狀態的實時監視與控制，造成資源浪費。文章提出一種基于物聯網云平臺遠程控制技術的設計方案，通過將校園相關設備通過傳感器進行信息采集，并把狀態信息通過物聯網傳入云平臺，然后經過云計算分類處理再發送給校方管理人員，并將管理人員的指令再一次通過云平臺分類處理后傳遞到各個控制終端，最后通過這種方法可以實現精準的校園設備遠程管控，如可實現設備遠程控制、設備遠程監管以及對設備狀態有效管理。

關鍵詞 物聯網；云平臺；遠程控制；校園；應用分析

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）222-0140-02

隨著當今社會科技的發展，對資源與時間的有效利用也越來越受到人們的關注，尤其是在校園，學生們對資源的不重視和對時間管理的盲目性是一個極大的問題[ 1 ]。例如在學校下課或者放學后，如果能對校園進行實時準確以及遠程快捷的控制操作，就會極大地節約各種能源，并且還能讓學生專注于學習而不用去為是否關掉了各種電源等問題而分心，避免值日老師過多地將時間應用于校園巡查。為此需要物聯網遠程控制技術，通過云平臺將校園內的各設備進行集中統一管理，并借助云平臺的計算實現設備的有效監督與控制。

本文基于對校園設備管理的觀察，充分利用先進的物聯網技術和云平臺的計算特點[2]，提出將校園相關設備借助物聯網實現互聯互通，并對系統的實現方式進行構思，為校園設備管理提供新的解決思路。

1 基于物聯網云平臺的遠程控制技術分析

1.1 物聯網技術

物聯網技術是在互聯網基礎之上延伸發展而來的技術，且主要目標是實現物與物、物與人之間進行信息傳遞的一項具有極大發展潛力的信息技術。典型的物聯網結構如圖1所示。

從圖1可知，典型的物聯網由三層組成[3-4]，分別為：物聯網感知層、物聯網網絡層和物聯網應用層。其中感知層是用于對物體狀態參數進行采集，網絡層用于對采集到的數據進行傳輸，應用層用于對數據進行處理、分析與決策。另外，物聯網應用涉及三個典型的技術，分別為無線傳感器技術、RFID（Radio Frequency Identification）技術和嵌入式系統技術。物聯網技術已經在汽車互聯互通上得到了成熟應用，如滴滴出行本質上就是物聯網技術在交通領域的應用。

1.2 云平臺與云計算技術

云計算是一個基于互聯網的相關服務的增加，使用交付模式，它可以把大量的信息資源集中在一起，協調工作。而云平臺是一個交接存儲平臺，它允許人們將已經寫好的應用放入其中，并且它是云計算的主要依接[5]。典型結構如圖2所示。

云平臺結合其計算特征可以分為3類，分別為以提供存儲為目的的云平臺，以提供計算為目的的云平臺和兼顧存儲和計算的綜合云平臺。目前國內外大型網絡公司都建有成熟的云平臺，甚至有的還免費提供給人們使用，如百度云盤。

1.3 遠程控制技術

遠程控制技術是一項基于網絡通過信號對遠端進行控制與管理信息技術，其軟件一般分為客戶端程序和服務器端程序，這項技術隨著物聯網技術的發展得到了深入應用發展，可以借助物聯網技術實現非常規的遠程控制目的，如通過當前應用較為廣泛的智能家居系統可以實現家用電器的遠程狀態監測與控制[6]。

2 基于物聯網云平臺的遠程控制應用分析

2.1 應用背景介紹

隨著校園教學設備的增多，經常會由于各種原因導致設備在無人監督情況下在運行，如教室電燈的管理、投影儀的管理、空調的管理，一旦教室無人必須確保這些設備處于關停狀態，否則將造成嚴重的資源浪費，甚至給校園帶來潛在的安全隱患，所以對校園設備，尤其是帶電運行設備的有效管理迫在眉睫。傳統的都是通過安排值日學生和值日老師進行聯合管理，甚至需要后勤保衛人員協助監督管理，這給校園管理帶來極大不便，甚至在一些特殊情況下無法進行實時有效的管理。

而如果借助當前先進的信息技術，通過將校園相關設備借助物聯網進行連接，并借助云平臺技術進行狀態分析與決策，以及借助有效的客戶端（如終端或手機App）實現遠程實時控制與管理，可以為校園管理提供極大便利。

2.2 方案設計與應用原理

通過上述技術與應用需求分析，可以將校園設施分為四部分：門窗終端、電源終端、水源終端以及監控終端，并借助傳感器和物聯網將四部分全部與云平臺進行連接，把通過傳感器采集得到的信息全部傳入云平臺，然后通過云計算對信息處理后得到的決策指令反饋給校園控制中心，然后校方可以通過控制中心下達指令，在指令通過云計算再一次處理后上傳至云平臺，并分別傳送給各個終端。相應的設計方案如圖3所示。

其中電源終端可以包含教學樓教室各設備電源、宿舍電源以及其他電源，門窗終端主要是指各建筑設備的門窗，水源終端是指各公共用水區域。通過對各設備進行技術改造，升級為具有傳感器、傳輸網絡和執行器為一體的末端自動控制系統，如可以將空調的運行狀態進行檢測感知，并將狀態信息通過已構建的物聯網進行遠程傳輸，并能接受遠程控制信號實現空調的啟動與停止操作，同樣，其他水源終端和門窗終端節點也可以進行類似設計。

除了實現基本的遠程啟動停止、開啟關閉等功能外，同時也可以借助云平臺的信息處理能力，可以在各終端設備的檢修與健康狀態方面進行有效的管理。如在設備檢修方面，通過傳感器技術，可以及時檢測出待修信息并及時反饋到控制中心，并且通過云計算技術可以精準地推演出一些電子產品的潛在危險。也可以對設備運行數據進行分析，得到各設備的健康狀態，為后勤部門進行檢修與維護提供技術參考與應用便利。不僅如此，在云平臺接受信息并交由云計算處理時，還可以通過對比設定的信息標準來判斷比對事先設定的一些處理方式，實現自動化以及人性化管理。

2.3 應用優勢分析

通過這種先進的信息技術，可以大幅提升校園管理的技術水平，主要體現在以下3方面。

第一，借助物聯網技術可以實現校園相關設備的遠程控制與管理。

例如，通過物聯網云平臺遠程控制技術可以輕松地管理與控制校園內相關設備，實現遠程開啟與停止的目的。

第二，借助云平臺云計算可以實現校園相關設備的健康狀態監視。

例如，通過傳感器技術可以隨時采集校園相關設備的運行信息并加以分析，實現對設備健康狀態的監視。

第三，借助信息技術可以提高校園管理的科技水平，為校園增添科技氣氛。

例如，運用物聯網遠程控制技術可以使校園科技化，有利于激勵學生對科技的追求，培養學生其積極向上，熱愛科學的精神。

3 結論

使用云平臺和云計算，并且通過遠程控制可以使得校園管理更加方便貼心，無需要人工排查，省去了不必要的人力浪費。在資源利用上，準時統一的控制，避免了資源的不必要浪費；通過細化的云平臺以及云計算，對校園設施的控制更加人性化，并且還擁有了自動化管理，更加節省了學生以及老師的時間。本文在對校園的一些問題上做出了相應的解決方案，但同時，在不同地域以及不同的方面也可以使用這種技術去解決大多數類似問題，但要想全面實現本文所述的技術改造與升級，還存在系列問題，如經費問題，以及需要專業工作人員對系統進行維護管理，當然如果可以借助第三方云平臺，便可以大大節省費用，還可以免去不必要的人員投入。相信，隨著技術的進步，人們意識的提高，校園管理的物聯網云平臺會早日投入真正的應用實踐。

參考文獻

[1]黃榮高.基于物聯網構建云平臺校園智能化建設研究[J].建筑工程技術與設計，2016（30）.

[2]趙宏林，廉小親，郝寶智，等.基于物聯網云平臺的空調遠程控制系統[J].計算機工程與設計，2017，38（1）：265-270.

[3]馮志杰.云計算在校園物聯網中的應用研究[J].青島大學學報（工程技術版），2014，29（3）：44-47.

[4]林巧生，趙育林.基于開源硬件和物聯網云平臺的遠程控制應用[J].湖南工業大學學報，2016，30（1）：64-69.

[5]林濤，葉峰，王強，等.城市物聯網照明云平臺及應用[J].照明工程學報，2014（2）：93-97.

[6]董愛民，許菁.基于物聯網公共云平臺的遠程家庭感知與控制系統[J].現代電子技術，2016，39（11）：30-33.