基于物聯網技術的智慧校園建設研究

馬廣瑞

(南京航空航天大學,江蘇 南京 210016)

0 引言

隨著社會的進步,互聯網技術已經得到飛速的發展,互聯網與數據字化技術的結合逐步產生了物聯網技術,物聯網技術作為當今一項主流技術在各領域都得到了廣泛的引用[1]。高校信息化是我國當今最重要的建設對象,在物聯網領域也有廣泛的應用,通過物聯網技術,能夠大大促進高校信息化技術的發展,實現高校校園智慧化管理[2]。

在高校信息化建設中,高校智慧校園以互聯網為基礎,結合微電子以及RFID射頻等技術,形成一個物與物、人與物的通信模式。通過高校物聯網的建設,高校能夠建設一套更加智慧化的校園管理平臺,實現高校智慧化教學、智慧化生活、智慧化管理、智慧化安保和智慧化學習等[3]。本文主要從高校后勤、學生在校園中的消費以及學生教師在校園各板塊中的身份管理等方面進行研究,結合高校物聯網技術,實現一個基于物聯網的高校智慧化校園。

1 聯物網技術研究

物聯網就是萬物能夠連通的網,也就是人和物的聯通以及物和物的聯通。物聯物在通信中首先需要對相關的信息進行采集和識別,這個過程是通過傳感器以及RFID射頻技術進行實現,然后將采集或識別到的數據信息通過物聯網的另一個特性——網絡特性進行傳輸,最后物聯網還具有對數據進行分析和處理的能力[4]。物聯網主要涉及應用層、網絡層和感知層3層,結構如圖1所示。

圖1 物聯網體系結構

1.1 感知層

感知層完成對物的識別,主要包括感知、組網和控制器三大部分。在該層中完成對物的信息采集,比如溫度、卡片信息、瓦斯濃度等,信息采集后通過傳感器網絡設備被發送到相應的網關,再通過網關把信息傳遞到終端設備[5]。

1.2 網絡層

物聯網中的網絡是在互聯網基礎上建設起來的,同時還涉及無線通信網,當今社會中涉及的互聯網都屬于物聯網范疇,主要負責傳輸數據信息。

1.3 應用層

應用層主要負責對接收到的信息進行分析和處理,并以分析的結果為依據為相對用戶提供服務,比如說在智能家居中,通過采集家中的各種信息為用戶提供相應的服務。應用層是物聯網的頂層,能夠直接地為用戶提供服務。

2 基于物聯網的智慧校園總體設計

本文中的智慧校園是在物聯網的基礎上進行設計的,結合高校育人的基本理念,將高校的教學管理、后勤管理、生活娛樂、科研管理等領域和物聯網技術有機地結合起來,由高校智慧化統一的服務平臺進行管理,實現高校教學信息、后勤信息、生活信息以及科研信息等數據信息的有機融合,最終達到人與人、人與物、物與物的實時交互,大大提高高校各領域的智慧化管理和智慧化服務能力。基于物聯網的智慧校園總體結構如圖2所示。

圖2 智慧校園總體結構

基于物聯網的硬件設備涉及儲存設備、服務器、網絡安全設備以及網絡連接設備等,通過虛擬化技術對服務器資源進行整合優化,能夠大大提高服務器資源利用率。系統集成是智慧校園的核心技術,它能夠將智慧校園所有的業務系統整合在一起,進行統一管理和資源分配等,系統集成的基礎是虛擬化技術,虛擬化能夠實現服務器資源的整合和分配,系統集成結合虛擬化技術能夠進一步提高集成水平,降低成本,通過虛擬化技術能夠將多臺服務器虛擬化為一個整體,并將整體虛擬化多臺虛擬服務器,這些虛擬服務器根據應用系統的需求進行資源分配,虛擬服務器也能夠方便統一管理,能夠大大提高系統集成效率。

3 基于物聯網的智慧校園建設研究

高校智慧校園以互聯網為基礎,結合微電子以及RFID射頻等技術,形成一個物與物、人與物以及人與人的通信模式。通過高校物聯網的建設,高校能夠建設一套更加智慧化的校園管理平臺,實現高校智慧化教學、智慧化生活、智慧化管理、智慧化安保和智慧化學習等。

3.1 智慧校園環境建設

校園智慧化環境的基礎是校園網絡化,通過物聯網以及智能化技術將校園所有的基礎設施結合在一起,同時將校園每一個宿舍、實驗室、辦公室、教室以及各種場所通過互聯網結合在一起,再通過物聯網技術有機的整合在一起,使得校園所有場所都具有感知和傳輸的能力。智慧校園環境建設中也涉及安全環境建設,通過物聯網技術在校門口、高校周界、主干道、籃球場、足球場、公園、活動場所、停車場、大樓出入口、樓層走廊、食堂、教室、圖書館、樓梯口等節點安裝電子眼或相應的檢測設備,保障校園安全。

3.2 智慧校園教學

物聯網技術已經深入高校教學,對傳統的教學模式產生了很大的影響,改變了教學方法,使得高校教學內容更加的多元化,使得教學內容更加豐富,大大提高了學生學習的積極性。智慧教學中涉及智能化教室、智能化課程、智能化測試以及智能化操作等。通過物聯網技術能夠大大地提高教學資源利用率,實現各場所設備的信息共享和交互。

3.3 智慧校園后勤

智慧后勤涉及智能化醫療、智能化安保、智能化樓宇以及智能化路燈等。智能化醫療是以物聯網技術為支撐為校園師生實現感知醫療,所有的師生能夠實時了解自身的健康情況,對許多的疾病能夠及時地進行防范,智能化安保是通過定位技術、感知技術以及射頻識別技術對校園進行安保建設,通過物聯網技術融合在一起進行統一管理。智能化樓宇是通過物聯網技術對辦公樓、學生公寓等場所進行智能化管理。

3.4 智慧校園消費

智慧消費中,校園能夠為學生提供一卡通的服務技術,使得學生通過一張卡就能夠在校園中所有的消費場所進行消費,大大節省了時間和精力,通過物聯網能夠對所有的消費情況進行查詢,掌握學生消費的總體趨勢,幫助學生提高消費意識,避免不合理的消費。

4 結語

本文通過研究物聯網技術,并結合物聯網技術對高校智慧校園進行建設研究,物聯網技術可以滲透到校園的每一個角落以及每一個領域,本文中只對該領域的一小部分進行了建設研究,物聯網技術仍然在飛速地發展著,校園也在不停地進步著,物聯網技術需要進行研究,物聯網技術在校園中的應用仍然需要進一步探索。