物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用

韓 蔚 宋文敏

(萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 萊蕪 271100)

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)的概念大同小異，主要是指利用射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)、無線通信技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換與通訊，先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)和超級(jí)計(jì)算機(jī)則可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，幫助人們做出正確的行動(dòng)決策，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)測(cè)和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了物與物的相連，其基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，其目的仍然是進(jìn)行信息交換與通訊。本文以物聯(lián)網(wǎng)在校園智能化建設(shè)方面的研究綜述為基礎(chǔ)，探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

從技術(shù)架構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)可以分為：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[2]。

感知層是由各種傳感器以及傳感網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體、采集信息的來源，其主要功能是識(shí)別物體，采集信息。

網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦。

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它和各行各業(yè)的需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)讓其迅速應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)角落，包括綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、海洋漁業(yè)、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、物流管理、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。《2010-2011年中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報(bào)告》顯示：我國的安防、交通和醫(yī)療三大領(lǐng)域有望在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中率先受益；到2015年，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)5000億元的規(guī)模，年均增長(zhǎng)率達(dá)11%左右。在這樣的形勢(shì)下，物聯(lián)網(wǎng)在教育中的研究和應(yīng)用更受到足夠的關(guān)心和重視，下面探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)方面的應(yīng)用

在教學(xué)方面通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的互聯(lián)，可以使教學(xué)環(huán)境中的每個(gè)物件與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行無縫整合。比如教師在做教學(xué)設(shè)計(jì)、編寫教案或是上課時(shí)不用再刻意關(guān)注教學(xué)設(shè)備的存在，不需要學(xué)習(xí)它的使用方法。在授課過程中僅僅通過語言或簡(jiǎn)單的動(dòng)作指令就可以隨心所欲地使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制下的任意設(shè)備，如投影儀、音箱、燈光等等，使得教學(xué)效果達(dá)到最大化。

另外，智能化教學(xué)也體現(xiàn)在教學(xué)環(huán)境上?？梢岳脗鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的實(shí)時(shí)信息反饋。[3]可以在教學(xué)樓內(nèi)安裝密集的傳感器，并用IPV6網(wǎng)絡(luò)連接，以此來自動(dòng)調(diào)節(jié)教室內(nèi)的溫度、濕度、照明度等，使得教學(xué)環(huán)境最佳。比如在實(shí)訓(xùn)基地安裝所需的傳感器設(shè)備，當(dāng)外在條件與實(shí)訓(xùn)基地設(shè)定條件不相適宜時(shí)，可以進(jìn)行報(bào)警，并將實(shí)訓(xùn)期間的報(bào)警次數(shù)記錄到RFID標(biāo)簽設(shè)備中，教師可以方便地查看學(xué)生的實(shí)訓(xùn)情況。

2.2 學(xué)生管理方面的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生管理方面的應(yīng)用主要包括學(xué)生上課考勤管理和學(xué)生安全管理兩個(gè)方面。

在傳統(tǒng)意義上教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行考勤主要是計(jì)算學(xué)生上課的出勤率，在很大程度上浪費(fèi)了學(xué)生課堂聽課的時(shí)間。而采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，學(xué)生可以使用含有RFID標(biāo)簽 （為在校的每個(gè)學(xué)生配備RFID標(biāo)簽，該電子標(biāo)簽中預(yù)先儲(chǔ)存好了學(xué)生的姓名、班級(jí)等基本信息）的校園卡刷卡進(jìn)入教室，教室內(nèi)的讀卡器在接收到學(xué)生刷卡記錄后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到教學(xué)管理系統(tǒng)服務(wù)器上，并把數(shù)據(jù)自動(dòng)更新到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，從而統(tǒng)計(jì)出該學(xué)生的出勤情況。

在學(xué)生安全管理方面，通過在校園的圍墻或其他敏感地帶預(yù)先設(shè)置傳感器終端設(shè)備等可以判斷監(jiān)測(cè)闖入人或物的具體大小和位置，同時(shí)依靠相應(yīng)的攝像頭監(jiān)控該區(qū)域，利用圖像識(shí)別技術(shù)跟蹤闖入的人或物，相應(yīng)的提醒信息也立即發(fā)送到學(xué)校保衛(wèi)人員的手持設(shè)備中，方便附近的人員前去現(xiàn)場(chǎng)。另外，可以在宿舍區(qū)安裝識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)在校學(xué)生進(jìn)行清點(diǎn)，如有異常立即跟蹤學(xué)生行蹤。

2.3 學(xué)生生活方面的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生生活方面的應(yīng)用包括餐廳管理、洗浴中心管理以及大學(xué)生超市管理等。以餐廳管理為例。

餐廳管理是智能校園的一個(gè)重要組成，以基于RFID技術(shù)的餐廳管理系統(tǒng)為核心[4]。師生每人都持有一張含有RFID電子標(biāo)簽的飯卡，飯卡中包含了用戶的個(gè)人信息。同時(shí)，在餐廳的每個(gè)出售窗口安置一個(gè)RFID閱讀器，在師生買飯的同時(shí)，閱讀器將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫查詢，讀取卡上金額，并扣除消費(fèi)金額。而整個(gè)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫會(huì)將用戶的信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中方便管理人員對(duì)餐廳銷售情況進(jìn)行查詢。

3 結(jié)語

毫無疑問，智能校園給師生帶來了極大便利，同時(shí)也面臨著很多的挑戰(zhàn)。首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智能校園不單單是一個(gè)技術(shù)問題，也涉及到人們的認(rèn)知以及成本的控制等多方面問題。其次，個(gè)人隱私安全，如何保護(hù)師生個(gè)人隱私成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能校園亟待解決的問題[5]?？傊悄苄@建設(shè)目前還處在初級(jí)階段，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景非常廣泛，它必將會(huì)創(chuàng)造更加豐富的校園生活和校園文明。

［1］孫其博，劉杰，等.物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（3）：1-9.

［2］董愛軍，何施，易明.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與框架體系初探[J].科技進(jìn)步與對(duì)策，2011，28（4）：61-65.

［3］鄧趙紅，桑慶兵.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用與思考[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，9（4）：48-51.

［4］何印，劉施羽，等.淺談 RFID技術(shù)在高校食堂管理中的應(yīng)用[J].科技資訊，2009（26）：212-213.

［5］李一，陳火峰.關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的研究思考[J].價(jià)值工程，2010（8）：126-127.