基于NFC技術(shù)的校園智慧信息平臺建設(shè)實踐*

金陵科技學院信息化建設(shè)與管理中心 鄒凌君 孫曉玲 李燕 張利峰

隨著智慧校園建設(shè)的逐步開展，學校已建設(shè)好各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，逐步進入到將各種信息系統(tǒng)資源融合的實施階段。在學校智慧校園建設(shè)的背景下，信息化建設(shè)要將教學、科研、管理和校園生活進行深度融合，實現(xiàn)多應(yīng)用數(shù)據(jù)和流程的整合以及數(shù)據(jù)管理的集成。簡述了基于NFC技術(shù)的智慧信息平臺的功能、應(yīng)用范圍和使用特點，為豐富和完善智慧校園建設(shè)，讓互聯(lián)網(wǎng)+校園更好地為廣大師生服務(wù)提供借鑒。

2019年，中共中央、國務(wù)院出臺《中國教育現(xiàn)代化2035》，其中明確提出“建設(shè)智能化校園、統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學、管理與服務(wù)平臺。利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式改革，實現(xiàn)規(guī)?；逃c個性化培養(yǎng)的有機結(jié)合。創(chuàng)新教育服務(wù)業(yè)態(tài)，建立數(shù)字教育資源共建共享機制?！彪S著國家信息化戰(zhàn)略的推進，云計算、移動互聯(lián)、智能感知等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，師生對信息的獲取、交流、處理要求越來越高。

由于智能手機的快速普及和無線網(wǎng)絡(luò)上下行數(shù)據(jù)傳輸速率的提高，NFC技術(shù)舊貌換新顏，有了更廣闊的應(yīng)用場景。自2006年諾基亞、飛利浦等公司共同開啟了我國首個近距離通信手機支付現(xiàn)場試驗，到NFC技術(shù)廣泛的應(yīng)用在城市交通系統(tǒng)中，該項技術(shù)日益成熟，給人們的生活帶來了極大的便捷和方便，而今又大步走進校園，方便了廣大師生的工作、學習和生活。本文旨在探析在移動運營商及手機廠商進一步開發(fā)NFC技術(shù)、擴展了NFC功能后，基于NFC技術(shù)的智能感知機制在智慧校園中更多的應(yīng)用場景。

1 NFC技術(shù)基礎(chǔ)

NFC是近場通信[1]（Near Field Communication）的英文簡稱，NFC中文名稱中的“近場”是指臨近電磁場的無線電波，其可以在彼此靠近10CM距離之內(nèi)的情況下進行數(shù)據(jù)交換。

NFC技術(shù)與ZigBee[2]、WiFi、藍牙等其他無線通信技術(shù)不同，NFC技術(shù)通信的雙方需要在很近的距離范圍內(nèi)才能建立連接，在一定程度上保證了通信環(huán)境的安全。其次，建立連接的速度快，時間短，數(shù)據(jù)傳輸十分流暢。此外，還有標準開放，兼容性能好等優(yōu)點。由于NFC技術(shù)的獨特優(yōu)勢，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在多個領(lǐng)域，包括移動支付、身份識別、智能媒體等。NFC技術(shù)提供三種工作模式：點對點通信模式、讀寫器模式和卡模擬模式，可以確保與非接觸式智能卡兼容。

2 基于NFC的校園智慧信息平臺的建設(shè)與應(yīng)用—以金陵科技學院為例

（1）智能標簽。基于NFC技術(shù)的智慧信息平臺需要在校園的不同場景設(shè)置不同的智能標簽。我們將NFC標簽和二維碼相結(jié)合，構(gòu)建如圖1所示的智能標簽。

圖1 智能標簽圖Fig.1 Smart label map

校園用戶可以使用NFC智能設(shè)備去觸碰標簽，或是通過掃描二維碼的方式使用智慧信息平臺提供的功能。

（2）平臺功能。金陵科技學院智慧信息平臺實現(xiàn)的主要功能有智慧簽到、智能海報、安全管理、泛在學習、校園支付、環(huán)境共享及校情分析等，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 智慧信息平臺功能圖Tab.1 Function diagram of smart information platform

2.1 智能海報

這種結(jié)構(gòu)小巧、不怕風吹雨淋的智能標簽可以安置在校園的任何地方，做成學校的智能海報。教學樓的智能海報，可以讓師生了解教室分布、教室使用情況、教室課表等；實驗室的智能海報，可以讓師生了解實驗室主要設(shè)備、實驗內(nèi)容等；圖書館門口的智能海報，除了可以讓師生了解書目借閱情況、還可以做新書推介展覽；食堂櫥窗的智能海報，可以讓師生了解商戶信息、一周菜譜、菜品價格等信息；校內(nèi)候車點的智能海報，可以讓老師掌握班車時刻信息；校園建筑的智能海報[3]，可以提供樓宇建筑名稱、建設(shè)年代、房間設(shè)置等信息。給校園內(nèi)的珍貴樹木、特色景點等安放智能海報將更好的為師生展現(xiàn)校園文化。還可以將其安置在校史展覽館、檔案室等資料密集型地方，便于歸檔展示。泛在的智能海報極大地方便了師生的工作、學習和生活。智能海報模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 智能海報模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Smart poster module system structure diagram

2.2 智慧簽到

在每間教室門前安裝智能標簽，學生在進入教室上課時，只需用觸碰或掃描的方式，便可以自動簽到。打破了傳統(tǒng)的教學模式，教師可以直接通過后臺查看出勤率，節(jié)省上課時間，此外，大型活動、會議簽到也可通過智能標簽完成，大大提高了工作效率。以智慧課堂簽到為例，其過程分為兩個步驟。第一步生成當前課程的簽到信息表。教師在上課時間進入指定教室，而每間教室都設(shè)置相應(yīng)的智能標簽，使用NFC設(shè)備（手機或平板電腦）靠近標簽讀取教室信息，系統(tǒng)接收到教師和教室信息以后，通過智慧校園的大數(shù)據(jù)平臺進行課程信息查詢，獲取當前時間段在教室上課學生信息列表，從系統(tǒng)中獲取學生學號、姓名、照片、校園卡號等信息，生成學生簽到表。第二步是學生的簽到階段。學生使用帶NFC功能的手機，靠近教師的NFC簽到設(shè)備，教師終端NFC設(shè)備讀取學生卡中信息，再與簽到表中信息進行比對，生成最終到課學生信息表，利用智慧課堂的其他設(shè)備將簽到信息實時的在多媒體屏幕顯示。智能簽到模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 智能簽到模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Smart sign-in module system structure diagram

2.3 其他主要功能

（1）安全管理。在圖書館、實驗室、宿舍樓等重要場所安置智能標簽，允許通過身份識別后有權(quán)限的人員進入，杜絕無關(guān)人員隨意進出。管理員通過對宿舍、圖書館和校門口門禁信息的綜合判斷，準確掌握進出這些場所的時長，方便輔導員、班主任全面掌握學生安全情況。

（2）泛在學習。通過遍布在教室、圖書館、實驗室、食堂、宿舍等處的智能標簽，學生可以隨時下載電子圖書資源進行自主學習，及時的反饋評估，成為自身學習的生產(chǎn)者和消費者，提高自主學習能力，促進了移動教育教學的泛在化。

（3）校園支付。師生在校園內(nèi)使用具有NFC功能手機就可以完成各類支付——交電費、支付網(wǎng)費和餐費等費用，可以隨時查詢支付情況和余額。

（4）環(huán)境共享[4]。有了智能標簽，學生通過掃描樓宇的二維碼，可以快速檢索到空教室。學生還可以精準報告位置，便于教師掌握學生動態(tài)。

（5）綜合校情分析?；谥腔坌畔⑵脚_的數(shù)據(jù)資源，可以進行各應(yīng)用數(shù)據(jù)深度挖掘和分析，全方位服務(wù)于課堂教學管理、學生管理、學情分析、安全管控等多方面。

以上是現(xiàn)階段我校智慧信息平臺實現(xiàn)的相關(guān)功能，隨著移動運營商和智能手機NFC功能的進一步的開發(fā)，將逐步實現(xiàn)更多功能更好的服務(wù)于師生。

3 基于NFC技術(shù)的智慧信息平臺應(yīng)用服務(wù)特點及優(yōu)勢

3.1 數(shù)據(jù)共享、有效整合

智慧信息平臺實現(xiàn)了對學校各項設(shè)施有效整合，并且兼顧學?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，生動整合成多媒體信息，能夠及時有效傳遞到校園的各個角落，讓師生知其法，得其用，有效避免了資源浪費。

3.2 信息傳遞，有效互通

智慧信息平臺，提供了一個標準、可擴展的基礎(chǔ)平臺和基于標準規(guī)范的可視化擴展工具。學校的師生可以通過標準的開發(fā)平臺和工具一起參與到學校信息化建設(shè)中來。

3.3 設(shè)備性能可靠、易于維護

相對于液晶顯示屏、LED屏等動態(tài)電子信息傳播平臺，智能標簽可以貼在學校的各個角落，無需電源支持，能夠抵御風吹日曬，可靠性高。師生使用手機等移動終端讀取或掃描二維碼，就可以方便的使用平臺提供的各種功能。

3.4 師生參與度高、黏合度高

相對于其他校園應(yīng)用，師生以二維碼掃描和NFC標簽觸碰更加便捷的方式方便快捷的獲取動態(tài)多媒體信息，豐富了師生的校園生活。平臺提供的互動功能，滿足師生之間信息共享、協(xié)同學習、協(xié)同教學的需求，對移動教育教學的推動有一定的作用。

3.5 利用互動信息，進行大數(shù)據(jù)分析

師生通過智能設(shè)備接觸或掃描帶有二維碼的NFC標簽的同時，實時傳遞回平臺數(shù)據(jù)庫中各類信息，如師生的地理位置、參與課堂活動的時間，點擊率、用戶喜好等信息，可以基于大量的信息實現(xiàn)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及特色應(yīng)用的共享融合，提高工作效率、優(yōu)化管理流程。

4 結(jié)論

隨著智慧校園建設(shè)的不斷推進，以及師生對泛在化、個性化信息服務(wù)需求的增加。我校智慧校園建設(shè)引入NFC技術(shù)，將線下實體服務(wù)和線上虛擬服務(wù)有效關(guān)聯(lián)起來。通過將NFC標簽和二維碼標簽相結(jié)合，設(shè)計實現(xiàn)了一個基于NFC技術(shù)的智慧信息平臺，構(gòu)建了一個校園智能感知創(chuàng)新機制。師生通過帶有NFC功能的智能手機，以觸碰或者掃一掃的方式就可以使用平臺提供的各種功能。

基于NFC技術(shù)的智慧信息平臺將作為智慧校園建設(shè)的有力支撐，為智慧校園提供更豐富更全面的應(yīng)用場景，大力促進智慧校園的建設(shè)與發(fā)展，開拓了廣闊的應(yīng)用服務(wù)。