物聯網技術在高職院校智慧校園的應用研究

張建忠

摘要：高職院校的電教設備的發展日新月異，在國家發布的智慧校園總體框架下，需要對軟硬件重新升級改造，本文主要針對高職院校多媒體教學設備通過升級改造，使其成為智慧校園的組成部分。

關鍵詞：物聯網技術;智慧校園;應用研究

中圖分類號：TP391.44;TN929.5;G717 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0063-02

1 系統概述

1.1 物聯網建設背景

《GB/T 36342-2018智慧校園總體框架》明確指出物聯網智慧校園建設發展方向，課堂教學是智慧校園網中最不可或缺的應用之一。如何使教師與學生在課堂教學中實現有效互動，是提升高職院校教學環節質量的關鍵所在。因此，依托“體驗教學”創設模式應用場景，可顯著提升課堂教學的質量與水平。教育現代化大背景下，傳統的課堂教學模式已經不能完全適應信息化教學的需要。由此，以物聯網技術為基礎，集智慧課堂、智慧消防、環境調節、遠程控制及節能環保于一體的新型智慧教室系統正在廣泛應用推廣的過程中。作為一種新型現代化教學手段，智慧教室順應了教育現代化提出的要求，在節能降耗和安全用電等方面也有著重要的作用。

在物聯網應用層、傳輸層、感知層這三個層次的基礎上，智慧教室設備通過運用傳感器等技術，把高職院校課堂教學中所使用的物品與互聯網進行接入，進行通信過程和信息交換，完成物與物、物與人的泛在鏈接，達到對教學過程中各類物品進行智慧化識別、跟蹤、監控和管理的目標。

1.2 底層傳輸技術研究

1.2.1 采用先進的窄帶廣域網技術建設智慧教室，5年內主流技術

教育在什么時候都是值得擁有最好的。傳統智能家居采用的通信技術主要用于家用場景，對于學校等復雜的場景存在弊端，無法滿足遠距離、大并發、低功耗的物聯網需求。物聯網的快速發展使得對無線通信技術的要求達到了更高的層次，因此，專為功耗較低、帶寬需求較低、距離較遠、連接量大的物聯網應用而設計的LPWAN低功耗廣域網技術也快速興起。

1.2.2 部署容易，改造成本低

區別于傳統的智慧教室方案，最新的物聯網+智慧教室方案，無需每個區域。不需要額外搭建服務器、數據庫、操作系統，在簡化部署的同時也能節約成本。

1.2.3 搭建學校自己的物聯網平臺，輕松擴展智能應用

區別于傳統的智能家居，低功耗廣覆蓋主流物聯網技術，只要有了平臺，多個應用隨時可以快速上線，如智能照明管理、教室安防管理、智能風扇管理、教室環境監測系統、智能窗簾管理、智能空調管理、節能減排管理、用電安全管理[1]。

2 設計方案

目前高職院校數字化設備的使用和升級，都應遵循以下內容。

2.1 設計及應用原則

兼容性應用原則：現階段，廣泛使用在高職院校的信息化平臺種類繁多。兼容性應用原則是指無論基于哪類信息化平臺，各種軟硬件環境需要具備統一的標準和規格，要將滿足軟硬件兼容性。

穩定性應用原則：高職院校智慧校園的構建需要各種技術不同程度的支持。穩定性的應用原則體現在技術和設備兩個方面，在課堂和實踐教學活動進行過程中顯得尤為重要。保證使教師預先設定的教學計劃順利有序完成。

透明性應用原則：透明性應用原則指高職院校智慧校園中所使用的各項技術，對智慧校園的管理人員、教師和學生不在過多困擾于技術細節，而是簡化技術層面的操作，使用戶把主要的精力和時間用于課堂及實踐教學。

模塊化應用原則：高職院校智慧校園所采用的技術應該遵循模塊化應用原則，以便于管理者或使用者隨機拆分、組合，根據不同的教學環境進行構建，以滿足不同的需求。

便利性應用原則：便利性應用原則是指在智慧校園運行過程中，操作便捷，避免把教學時長花費在設備、軟件的調試及操作中，切實提升信息化管理效率。

2.2 電教設備控制系統拓撲結構（圖1）

2.3 電教設備控制系統設計

如圖1所示，通過智能網關、智能插座/插排實現對教室電器設備控制（投影儀、納米黑板設備同理，使用同一種設備）。安裝部署上只要替換電器設備電源插座，室內部署紅外遙控器。紅外遙控器通過接收智能網關的控制命令來實現對電器設備的控制，可以控制電器設備供電回路的通斷、可以采集電器設備的能耗、可以通過紅外信號控制一體機、投影儀、幕布設備等。

2.4 安全用電與節能降耗

2.4.1 用電管理

智慧用電管理主要應用在學校用電節能領域，通過智能插排、智能空開、智能開關等智能設備的用電統計，將學校里用電情況進行精細化的分類，以達到節能用電的效果。

2.4.2 用電安全管控

用電安全管控是通過智能用電設備實現對用電的漏電電流檢測、點線溫度檢測、漏電告警、漏保自檢、短路報警、過流過載監控、過欠壓報警、大功率用電告警等用電安全管控，進行7×24小時進行實時監測統計，危險預警、告警。

3 實際效果

經過對整個系統的實際測試，能夠達到控制要求，與需求完全匹配，達到了預期的目的。

參考文獻

[1] 鄒鵬，李鍇，任永奎，等.基于LORA的動環監控系統建設與實踐[J].科學技術創新，2019（31）：75-76.