物聯網技術在高校智慧校園的應用探究

摘要：智慧校園不僅僅是技術上的創新，更是對傳統教育模式和管理模式的一次深度變革。通過高效的數據收集、處理和分析，智慧校園能夠為教職工和學生提供更為人性化、智能化的教育和生活環境，從而提高教育質量和校園管理效率。基于此，該文對物聯網技術應用于高校智慧校園展開探究，分析物聯網技術應用在高校智慧校園中存在的問題，并給出有效的解決措施，以期能夠為高校在這一領域的發展提供有益的參考和啟示。

關鍵詞：物聯網；高校；智慧校園

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.05.033

中圖分類號：TN 929.5" " " " " 文獻標志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）05-00-03

Research on the Application of Internet of Things technology

in Smart Campuses of Universities

ZHAO Haijun

（Shanxi Engineering Vocational College Shanxi， Taiyuan 030009， China）

Abstract： Smart campus is not only a technological innovation， but also a profound change in the traditional

education model and management model. Through efficient data collection， processing and analysis， smart

campuses can provide faculty and students with a more humane and intelligent education and living environment，

thereby improving the quality of education and the efficiency of campus management. Based on this， this article

explores the application of Internet of Things technology in smart campuses of colleges and universities， analyzes the problems of the application of Internet of Things technology in smart campuses of colleges and universities， and gives effective solutions. It is expected that through research， it will provide guidance for the development of colleges and universities in this field. Useful reference and inspiration.

Keywords： Internet of Things; universities; smart campus

1" "物聯網技術應用在高校智慧校園中存

在的問題

1.1 物聯網兼容性較差

在高校的智慧校園項目中，物聯網兼容性問題不容忽視。由于不同廠商的物聯網設備、傳感器、控制器等采用各自的通信協議和數據格式，因而當它們在一個綜合性的智慧校園平臺上集成時，往往會出現數據交換困難、功能沖突或者操作延遲等問題。尤其是在現代高校大規模部署的智慧應用中，如智能照明、智能停車、智能門禁等，由于涉及的物聯網設備品類繁多，品牌眾多，導致系統集成變得異常困難。此外，物聯網技術應用的核心價值在于集成和自動化，而兼容性問題往往阻礙這一價值的發揮。當一個高校想要升級或替換其物聯網設備時，可能會發現新的設備與原有系統存在嚴重的不兼容問題。這不僅導致項目延期，還可能增加項目預算。

1.2 數據安全存在風險

智慧校園的構建依賴于大量敏感數據的采集、處理和分析，這其中包括學生的個人信息、教職工的工作數據，乃至校園內部的各種運行數據。這些信息的敏感性決定任何數據泄露或濫用都可能造成嚴重后果。目前，在智慧校園的物聯網應用中，存在若干數據安全風險。由于物聯網設備的普及和應用的多樣性，數據安全問題也隨之變得更加復雜。物聯網設備常常缺乏足夠的安全措施，易受到網絡攻擊和數據竊取的威脅，這不僅包括外部黑客攻擊，還可能包括內部的數據濫用。除硬件的安全漏洞外，軟件層面的薄弱環節同樣是數據安全風險的主要來源。由于缺乏統一的軟件開發和管理標準，以及對數據加密和隱私保護措施的忽視，學校內的信息系統可能面臨被惡意軟件侵入、數據被非法篡改或泄露的風險。此外，智慧校園中的數據處理和存儲往往涉及多個系統和部門，數據傳輸和共享的過程中可能出現安全漏洞，使得敏感數據暴露于風險之中。

1.3 系統維護成本過高

物聯網系統涉及的設備種類繁多，包括各類傳感器、執行器、通信模塊等，每種設備都需要特定的維護策略，而且在實際操作中很容易出現故障或性能下降，這導致維護工作不斷增加，從而使得人工成本、設備更換和軟件更新的費用居高不下。而伴隨著技術的更新換代，舊的物聯網設備和系統可能需要升級或更換，這無疑又增加了硬件投入的成本。同時，軟件平臺的持續優化和升級也需要大量的資金支持，尤其是在保障系統安全性和兼容性的工作中。由于物聯網技術涉及多個技術領域，如通信技術、云計算、大數據等，每一項技術的進步都可能要求系統進行相應的升級，這使得系統的維護和更新工作變得更為繁重。此外，由于高校智慧校園項目的特殊性和復雜性，對技術人員的要求也相對較高，這意味著學校需要投入更多的資源來培訓和招聘具備相應技能的人才。這不僅加大人力成本，還可能因為技術人員的流動導致項目延期或技術積累的丟失。高昂的系統維護成本還可能影響到智慧校園項目的可持續性和可發展性。由于經費的限制，部分有價值的項目可能會被迫中止，或者在實施過程中縮減規模，這對于提高校園管理效率和改善學生體驗是不利的。而且，過高的維護成本還可能導致學校在選擇物聯網設備和方案時過于保守，錯失采納更先進、更有潛力的技術的機會。

1.4 用戶體驗效果不佳

物聯網技術的目標是為學生、教職工和管理人員提供便捷、高效的服務，但現實情況往往不盡如人意。用戶體驗的不佳主要體現在幾個方面。首先，智慧校園的用戶界面設計往往過于復雜，無法滿足用戶的直觀操作需求，導致用戶在使用過程中感到困惑和不便。其次，物聯網設備的響應速度和穩定性常常達不到預期，這不僅影響用戶的使用體驗，也降低了用戶對智慧校園技術的信任度。再者，由于智慧校園的物聯網應用往往缺乏針對不同用戶群體的個性化設計，無法滿足各類用戶的特定需求，這在一定程度上減少了用戶的使用頻率和依賴度。用戶體驗效果不佳所帶來的問題不容小覷。其一，這直接影響智慧校園項目的推廣和應用效果，用戶的不滿意或者使用上的挫敗感可能導致其放棄使用這些技術，從而使得投入的巨大經費和資源無法得到有效利用。其二，不良的用戶體驗還會影響校園內部的信息流通和資源共享。物聯網技術的一個重要目標是優化校園管理和服務流程，但如果用戶無法順利使用這些技術，那么這些優化就無法實現，甚至可能帶來更多的管理混亂和效率下降。其三，用戶體驗不佳還會對學校的形象和聲譽造成負面影響。智慧校園作為高校現代化、信息化的象征，如果在用戶體驗方面表現不佳，可能會被視為學校管理不善的體現，影響外界對學校的整體評價[1]。

2" "物聯網技術應用在高校智慧校園中的策略

2.1 提高物聯網系統兼容性

要想提高物聯網系統兼容性這一目標，高校首先需要在物聯網系統設計階段采用模塊化和標準化的設計理念。定義統一的接口標準和協議，可以確保不同制造商生產的設備和系統能夠無縫對接，從而提高整體系統的兼容性。同時，重視開放源代碼和開放標準的采用也是提升系統兼容性的有效方式。這不僅有助于降低成本，還可以促進技術創新和快速迭代。此外，高校應建立專門的技術團隊，負責對市場上新興的物聯網技術進行評估和測試，確保這些新技術能夠與現有系統兼容。對新技術進行早期接觸和測試，可以及時發現潛在的兼容性問題，并在系統部署之前進行修正，從而避免未來在大規模應用中出現兼容性問題。加強與設備供應商以及技術服務商的合作也是提高系統兼容性的關鍵。通過與這些供應商建立緊密的合作關系，學校可以更好地了解各種設備和系統的技術細節，從而在采購和部署時做出更為明智的決策。供應商在了解學校具體需求的基礎上，也可以提供更為合適的解決方案，保證系統的高度兼容性[2]。

2.2 加強數據安全防護措施

為實現安全防護，高校需要采用多層次、全方位的安全措施。這包括加強物理層面的安全措施，比如，對重要的數據中心和服務器室采取嚴格的訪問控制和監控，以防止未經授權的訪問和物理攻擊。在網絡層面，應部署先進的防火墻和入侵檢測系統，以便及時識別和阻止惡意流量和攻擊企圖。在數據層面，對數據的加密是必不可少的措施，特別是對敏感數據如學生個人信息和財務信息的加密處理。這不僅可以在數據傳輸過程中防止信息泄露，而且即便數據被非法獲取，加密措施也能有效防止數據被讀取和濫用。同時，建立強健的身份驗證和授權機制對于保障數據安全同樣重要[3]。這包括實施多因素認證，確保只有授權用戶才能訪問敏感系統和數據。除此之外，高校還需要定期進行安全審計和風險評估，通過這些措施及時發現和修復系統漏洞，評估現有安全措施的有效性。安全意識的培養和教育也是提高整個校園網絡安全的關鍵部分，因此應定期對學生和員工進行網絡安全培訓，增強其對各種網絡威脅的認識，并教授其如何保護自己的信息安全。與信息安全領域的專業公司合作，獲取最新的安全技術和咨詢，對于提高校園網絡安全水平也是至關重要的。通過這種合作，高校不僅能夠獲得專業的安全解決方案，還能及時了解和應對新出現的網絡安全威脅[4]。

2.3 降低校園系統維護成本

降低校園系統維護成本是提高效率和節約資源的重要方面。實現這一目標的關鍵是通過優化系統設計、采用成本效益高的技術和改善運維流程來減少不必要的支出。系統設計上，高校應優先考慮模塊化和標準化的解決方案，這樣的設計不僅有利于快速部署，而且在未來的升級和維護中更為靈活和經濟。此外，選擇成本效益高且可靠性強的硬件和軟件平臺是降低長期維護成本的關鍵。這意味著在采購設備和系統時，不應僅考慮初期成本，還要考慮其整體生命周期成本，包括能耗、維護和升級的費用。在技術選型上，利用開源軟件和平臺可以大幅減少軟件購買和許可的成本。同時，開源社區提供的支持和更新可以幫助校園保持技術的現代性和安全性，減少因過時技術引發的額外維護費用。通過采用云計算服務，高校可以減少對物理硬件的依賴，降低硬件維護和升級的成本，同時云服務的可擴展性也意味著校園可以根據需求調整服務規模，更有效地控制費用。高校還應建立一個有效的維護和運維團隊，定期對系統進行檢查和維護，及時發現并解決問題，避免小問題演變成大問題導致更高的維修費用。對維護團隊進行專業培訓，提高其技能和效率，是降低長期維護成本的有效途徑。團隊成員應熟悉最新的物聯網技術和最佳實踐，能夠高效地解決系統問題，提高系統的穩定性和性能。高校還可以通過合作伙伴關系和共享資源來降低成本。與其他教育機構或企業建立合作關系，共享資源和經驗，可以降低研發和維護成本，同時提高系統的質量和可靠性。通過這些合作，校園可以獲得更多的技術支持和知識共享，從而減少錯誤和效率低下帶來的成本。高校可以有效降低智慧校園物聯網系統的維護成本，節約財務資源，提高系統的可靠性和效率，為學校帶來更大的經濟和技術價值。

2.4 改善系統用戶體驗設計

改善系統用戶體驗設計被認為是推動智慧校園成功落地的核心要素。用戶體驗涉及到的范圍既包括界面的直觀性和易用性，也包括系統的響應速度和功能的完善性。為實現更為優質的用戶體驗，高校需要深入理解用戶需求，基于實際場景進行設計，并通過持續的優化來完善體驗。深入理解用戶需求是改善用戶體驗的起點。通過對學生、教職工等目標用戶群體進行深度訪談、問卷調查和實地觀察，高校可以了解到其在日常生活和學習中的真實需求和痛點。這些信息能夠為設計提供有力的支撐，確保設計方向與用戶需求高度契合。基于實際場景的設計也是提高用戶滿意度的關鍵。智慧校園的每一個功能和服務，都應該圍繞著實際的使用場景來設計。例如，對于教室的智能預約系統，可以考慮到課程時間、教室大小和設備需求等多種因素，為用戶提供最為合適的選擇。而對于校園出入口的智能管理，可以結合物聯網技術，設計更為快速和便捷的身份驗證和通行方案，從而提高用戶的使用滿意度。持續的優化是確保用戶體驗長期保持在較高水平的保障。高校應建立起用戶反饋的渠道，定期收集用戶的意見和建議，并根據這些反饋進行優化。此外，通過數據分析，高校可以對用戶的使用習慣和偏好進行深入的挖掘，從而為系統的優化提供有力的數據支撐。技術和設計的完美融合也是改善用戶體驗不可或缺的一部分。高校應注重技術和設計團隊之間的溝通與協作，確保技術的實現能夠完美支撐設計的創意。同時，通過技術的持續創新，如引入人工智能和大數據技術，高校可以為用戶提供更為智能和個性化的服務，從而進一步提升用戶滿意度。通過深入理解用戶需求、基于實際場景的設計、持續的優化和技術與設計的完美融合，高校可以有效地改善智慧校園系統的用戶體驗，為用戶提供更為高效和便捷的服務。

3" "結束語

物聯網技術在高校智慧校園中的應用開辟了教育創新和校園管理現代化的新篇章。它不僅改變了教學方式和學習環境，也促進了校園管理的智能化和高效化。然而，隨之而來的挑戰，如確保數據安全、控制系統維護成本和優化用戶體驗，也需要人們給予足夠的關注和解決。未來，伴隨著技術的不斷進步和應用的深入，物聯網在高校智慧校園中的角色將更加顯著，其潛力和價值也將在教育領域得到更廣泛的認可和應用。

參考文獻

[1] 賴于樹，楊成龍，李秋月，等．物聯網與云計算技術在高校智慧校園建設中的應用[J]．現代職業教育，2023（13）：109-112．

[2] 倪靜天，劉力．物聯網技術在高校智慧校園管理中的應用與發展研究[J]．遼寧教育行政學院學報，2020，37（2）：68-71．

[3] 熊楚卉，曹芳齡，胡禧沐，等．基于物聯網技術的高校智慧校園一體化APP的應用研究[J]．信息記錄材料，2022，23（2）：188-190．

[4] 何婉均．云計算和物聯網技術下高校智慧校園的建設框架及路徑[J]．中國信息技術教育，2021（7）：109-112．