趙 杰，劇冬花

（1.晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600；2.晉中市統(tǒng)計局，山西 晉中 030600）

基于校園網(wǎng)的身份識別和M2M平臺應(yīng)用設(shè)計

趙 杰1，劇冬花2

（1.晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600；2.晉中市統(tǒng)計局，山西 晉中 030600）

為解決晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園網(wǎng)存在的教學(xué)資源管理問題和高校學(xué)生安全監(jiān)控中無法避免的漏洞等問題，文章在分析現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于校園網(wǎng)的身份識別和M2M平臺設(shè)計方案，實現(xiàn)教師教學(xué)資源的自動尋找和學(xué)生管理的定位功能，滿足高校教師教學(xué)需求和保障學(xué)生安全的有效系統(tǒng)。

身份識別；M2M；教學(xué)資源；GPS；安全

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，校園網(wǎng)功能在各個高校中也在逐步完善。就目前高校校園網(wǎng)現(xiàn)狀而言，仍然以固定設(shè)備間通訊和資料記錄傳遞功能為主，同時在這一系列功能中，還需要大量的人工參與才能實現(xiàn)其作用。目前的高校信息功能發(fā)展，已經(jīng)使得高校步入數(shù)字化校園，但距離智能化校園還有很遠的距離要走。

大學(xué)這個機構(gòu)有著小社會的昵稱，這不僅僅是由于其人口的稠密程度和組成復(fù)雜程度，同時也包括它的機構(gòu)的全方位、全功能性和占地幅度大的特性。在中國幾乎所有的人或多或少都經(jīng)歷過校園生活，它幾乎可以說一個社會人的總出口。正是由于大學(xué)中的人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜和地域幅度較大，所以在大學(xué)中時時會表現(xiàn)出一些外部大社會中，對資源和人員管理和溝通上的難點。論文探討的就是如何利用物聯(lián)網(wǎng)概念體系中M2M技術(shù)來實現(xiàn)對這些資源的有效管理，實現(xiàn)教學(xué)和辦公的高效率。

一、M2M技術(shù)介紹

首先來介紹一下什么是物聯(lián)網(wǎng)概念中的M2M技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是由Internet網(wǎng)絡(luò)和無線射頻技術(shù)以及相關(guān)計算機軟硬件技術(shù)相結(jié)合而來的，物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)使得物與物之間產(chǎn)生了一定的聯(lián)系，從而減少了人為參與的部分，使得現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)等行業(yè)更具智能化，并在此基礎(chǔ)之上減少了對人的束縛，這種技術(shù)的發(fā)展勢必會影響到未來若干年甚至幾個世紀(jì)中智能化科技的發(fā)展。

M2M是機器對機器（machine-to-machine）通信的簡稱。就現(xiàn)階段而言，M2M技術(shù)重點關(guān)注于機器和機器之間的無線通信方式上，這種通信大致可分為三類：機器和機器（如高級智能流水控制通信）、機器和移動設(shè)備（如移動定位技術(shù)）、人和機器（如用戶遠程監(jiān)控）?，F(xiàn)在全世界的機器總量至少為人口總數(shù)的四倍，預(yù)計未來用于人對人通信的終端可能僅占整個終端市場的1/3，而更大數(shù)量的通信是機器對機器（M2M）通信業(yè)務(wù)。如能較好地利用這些機器間的相互通信將會極大地減少人的工作量，同時基于機器的本身所有具有的長時間工作這一特性，可保證工作中的連貫性減少不必要的重復(fù)勞動，有助于節(jié)省時間提高工作效率。

M2M是將信息技術(shù)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)，它可以用于雙向通信，如遠距離收集信息、設(shè)置參數(shù)和發(fā)送指令，因此M2M技術(shù)可有不同的應(yīng)用方案，如安全監(jiān)測、自動售貨機、貨物跟蹤等。

M2M并非是單一的技術(shù)名稱，而是一系列技術(shù)的統(tǒng)稱。在這些技術(shù)中，GSM/GPRS/UMTS是主要的遠距離連接技術(shù)，RFID、802.11b/g、UWB、BlueTooth和Zigbee是主要的近距離連接技術(shù)。另外，還有一些其他技術(shù)，如XML和Corba，以及基于GPS、無線終端和網(wǎng)絡(luò)的位置服務(wù)技術(shù)等等。

二、身份識別和M2M平臺設(shè)計

在以往的高校網(wǎng)絡(luò)中，更多的功能是實現(xiàn)一些行政管理功能或者圍繞資源管理的安全設(shè)備，但真正可以用于教學(xué)環(huán)節(jié)同時能夠服務(wù)于師生生活的功能缺之甚多，難以展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展尤其是近距離無線技術(shù)和射頻掃描技術(shù)逐步被人們了解，如能將這些技術(shù)引入高校校園網(wǎng)絡(luò)，搭建便捷的M2M教學(xué)輔助平臺，將極大降低教師的簡單重復(fù)勞動，使之將更多的精力集中在提高教學(xué)質(zhì)量上來。

1.需求分析

提高教學(xué)質(zhì)量保證學(xué)生安全始終是擺在眾多高校（也包括其他學(xué)校）面前的兩大難題，而且這兩大難題也是具有時代性的。

（1）現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得信息資源極大地豐富的同時，導(dǎo)致的一個負面結(jié)果就是如何從如此多的信息中尋找有價值的信息資源。例如：教師授課如何能夠時時查找到所授課程相關(guān)章節(jié)的參考消息和實例，如果能夠及時查找到相關(guān)的信息尤其是可供操作的信息，則可以最大程度地提高教學(xué)質(zhì)量，從宏觀角度來說可以使得多年的教育不公平問題得到適當(dāng)緩解。如果可以讓所需資源主動尋找教師，而不是讓教師被動去尋找資源，那么這個矛盾也會隨之解決。同時會提高教學(xué)質(zhì)量，也有利于整個教學(xué)的監(jiān)督、監(jiān)控工作。

（2）校園環(huán)境由于其人口多的特點，占地大也是必然的結(jié)果，這樣的特點造成的高校安全問題始終是高校管理人員最為頭疼和棘手的問題。前些年清華大學(xué)曾經(jīng)作出了一種嘗試，在校園中每隔一定距離安置一個報警按鈕，當(dāng)學(xué)生遇到安全問題時，可以隨時按動按鈕以保證人身安全。這種方案是有其弊端存在的，首先學(xué)生需要知道自己身處危險，其次學(xué)生還需要在特定環(huán)境下找到報警按鈕最后還要可以按下按鈕才能起到作用，這三個條件缺一不可。在有些不安全情況下，或許同學(xué)們不會也不愿意去報警，為此帶來的隱患也是不可估量的。例如：嚴寒的冬季尤其是期末總會有大量的考研團隊有意或無意躲過了教學(xué)樓執(zhí)勤人員查樓，最后留在教室里度過寒夜，這種情況下對學(xué)生造成的傷害有時候是不可挽回的。

如何解決教學(xué)和學(xué)生安全方面的難題，需要靠人來管理，也需要依靠科技的進步。

2.身份識別和M2M平臺應(yīng)用設(shè)計

明確身份識別需要識別載體，這個載體可以在存載相關(guān)用戶的信息同時要求用戶隨身攜帶，目前可以具備這兩個要求的設(shè)備只有移動電話或者身份證件。我們通常會使用移動電話，將個人信息寫入移動電話卡的SIM卡中，當(dāng)用戶移動時卡會隨著移動。同時，通過RFID技術(shù)也可以快速實現(xiàn)用戶身份驗證功能，本平臺建設(shè)就是基于這種技術(shù)實現(xiàn)的。

（1）教學(xué)資源維基管理

第一步：通過校園網(wǎng)與Internet和教育資源網(wǎng)的聯(lián)接收集最大化資源，利用現(xiàn)有的文字信息處理技術(shù)將信息按科目、章節(jié)分類，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。

第二步：將實踐性信息依照上述分類，并與上述數(shù)據(jù)庫相關(guān)信息相關(guān)聯(lián)。

第三步：將所有課程的標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)方案創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，之后要與前兩個數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)。

這里需要說明的是，之所以要將三者分開，是由于我們的教學(xué)工作本身也是一種與時俱進的過程，它不是一成不變的，所以相關(guān)的資源和方案也需要隨時調(diào)整，調(diào)整之后的數(shù)據(jù)當(dāng)然也需要加入到相關(guān)維基庫。

第四步：將記錄有教師信息的SIM卡經(jīng)掃描設(shè)備掃描，經(jīng)過系統(tǒng)計算講授課程的進度和授課資源，在教師終端提供相關(guān)課程的資源，這樣教師在備課過程中可更有針對性地研究，同時對于教師的教案編寫也可簡化為一些簡單的改編過程，實現(xiàn)簡化工作的同時提高效率。同樣在授課時，只要教師愿意，可以隨時在課堂調(diào)取看過的相關(guān)文檔以作演示。

（2）學(xué)生安全管理

在校園管理系統(tǒng)中可引入對學(xué)生SIM卡信息的注冊功能，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)查詢和GPS定位技術(shù)快速定位學(xué)生所處的位置，當(dāng)學(xué)生發(fā)生意外情況時，可根據(jù)學(xué)生手中的電話并結(jié)合上述技術(shù)不需學(xué)生說話或長時間操作即可實現(xiàn)快速定位及時消除危險。

校園的教學(xué)質(zhì)量問題和學(xué)生安全問題始終是社會和家長所關(guān)心的核心問題，基于M2M技術(shù)的身份識別和資源管理平臺的應(yīng)用可以實現(xiàn)在教學(xué)和安全問題上的一個突破。但由于識別設(shè)備的研究尚不完善且成本較高必將影響到這個系統(tǒng)在校園網(wǎng)絡(luò)中的使用。如何充分利用新技術(shù)來提高校的智能化管理水平，還需要進一步探討和研究。

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