龍虎　宋貴山

摘要：智能數(shù)字校園系統(tǒng)是指以人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，充分利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境和活動(dòng)的數(shù)字化，是信息技術(shù)時(shí)代大學(xué)智能化發(fā)展的重要標(biāo)志。該文首先對(duì)WSN技術(shù)和智能數(shù)字校園進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外已有的數(shù)字校園和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀和技術(shù)基礎(chǔ)，采取調(diào)研與文獻(xiàn)分析法、實(shí)驗(yàn)法、比較分析等方法相結(jié)合。提出了基于WSN的智能數(shù)字校園系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)框架圖，并為下一步進(jìn)行智能化數(shù)字校園建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：WSN；智能；數(shù)字校園系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）10-2215-02

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是多學(xué)科高度交叉的前沿研究課題，它綜合了傳感器，嵌入式計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)及通信，分布式信息處理等技術(shù)。我國(guó)十分重視無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究及其產(chǎn)業(yè)化，《中國(guó)未來(lái)20年技術(shù)預(yù)見(jiàn)研究》提出的157個(gè)技術(shù)課題中有7項(xiàng)直接涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。2006年初發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》為信息技術(shù)確定了3個(gè)前沿方向，其中，“傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能信息處理”和“自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”兩個(gè)方向與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)研究直接相關(guān)。國(guó)內(nèi)方面，很多高校如清華大學(xué)、北京大學(xué)等一些知名高校都基本建成以高速校園網(wǎng)為核心，實(shí)現(xiàn)科研、辦公、教學(xué)、信息資源管理等方面的的智能化的數(shù)字化校園系統(tǒng)。國(guó)外方面，美國(guó)早在20世紀(jì)70年代便進(jìn)入了數(shù)字校園的研究，九十年代，美國(guó)克萊蒙特大學(xué)對(duì)信息化校園計(jì)劃進(jìn)行了深入的研究，此外，美國(guó)的副總統(tǒng)戈?duì)栠€提出了數(shù)字地球的概念，后來(lái)數(shù)字化的概念便被人們普遍接受，隨后又衍生了數(shù)字城市、數(shù)字校園等概念。本研究利用WSN技術(shù)來(lái)構(gòu)建智能數(shù)字校園系統(tǒng)，有效地彌補(bǔ)了有線方式所帶來(lái)的不足，大大地提高了數(shù)字校園系統(tǒng)的安全性、便捷性和安全性。

1 WSN概述

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，簡(jiǎn)稱WSN）是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的智能微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的、自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者[1]。一個(gè)WSN主要包含傳感器、無(wú)線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)以及電源等，而且具備計(jì)算處理能力。此外，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)部分也包括多個(gè)內(nèi)容，如操作系統(tǒng)、目標(biāo)定位與跟蹤、時(shí)間同步、安全、編程等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)，是集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)傳輸于一體的復(fù)雜系統(tǒng)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后能夠?qū)θ祟惿詈蛯W(xué)習(xí)產(chǎn)生重大影響的IT技術(shù)之一，主要涉及傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子制造技術(shù)等，是一個(gè)比較前沿的，當(dāng)前比較重要的研究領(lǐng)域。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、節(jié)點(diǎn)密度高、節(jié)點(diǎn)能量和計(jì)算以及存儲(chǔ)和通信資源有限、多跳路由、快速部署、高可靠性等特點(diǎn)。

2 智能數(shù)字校園系統(tǒng)

數(shù)字化校園是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)對(duì)學(xué)校與教學(xué)、科研、管理和生活服務(wù)有關(guān)的所有信息進(jìn)行全面數(shù)字化，用科學(xué)規(guī)范的管理對(duì)這些信息資源進(jìn)行整合和集成，以構(gòu)成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權(quán)限控制，把學(xué)校建設(shè)成面向校園內(nèi)、外的一個(gè)超時(shí)間、超空間的虛擬大學(xué)[2]。智能化數(shù)字校園系統(tǒng)主要包括智能化樓宇系統(tǒng)、智能化信息檢索服務(wù)系統(tǒng)等八個(gè)部分，智能化樓宇部分主要包括用于教學(xué)及實(shí)驗(yàn)部分的樓宇、行政樓、圖書(shū)館大樓、宿舍及后勤樓等。該部分主要以計(jì)算機(jī)、傳感器、執(zhí)行器為中心，實(shí)現(xiàn)樓宇內(nèi)多個(gè)部分進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和分散控制。智能化通信系統(tǒng)是智能化數(shù)字化校園的核心，該部分主要實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)之間、計(jì)算機(jī)終端、網(wǎng)絡(luò)工作站的通信以及與Internet互聯(lián)。智能化辦公系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)校內(nèi)智能化辦公的基礎(chǔ)，其目的是實(shí)現(xiàn)校內(nèi)辦公智能化、便捷化。智能化安防系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)安全及消防部分的智能化，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)安全及消防部分自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)報(bào)警等功能。智能化信息檢索服務(wù)系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研、教職工數(shù)據(jù)、學(xué)生管理、圖書(shū)管理等方面的智能化檢索。智能化教務(wù)系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上選課、學(xué)生學(xué)籍、免修重修、畢業(yè)處理等方面的智能化。智能化學(xué)生及教職工管理系統(tǒng)主要是對(duì)學(xué)生及教職工實(shí)現(xiàn)智能化管理。智能化資產(chǎn)管理系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)學(xué)校的資產(chǎn)智能化管理。

3 基于WSN技術(shù)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)

WSN技術(shù)集成了無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)，有效地將WSN技術(shù)融入到數(shù)字化校園系統(tǒng)可大大提高智能化數(shù)字校園系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化和可靠性?；赪SN技術(shù)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)如圖2所示。

圖2中所示，傳感器節(jié)點(diǎn)可部署在校園內(nèi)多個(gè)地方，并分布在不同的區(qū)域，傳感器節(jié)點(diǎn)能自組織形成網(wǎng)絡(luò)，可將數(shù)據(jù)有效地傳送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可以將從傳感器節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送基站，基站負(fù)責(zé)收集網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的所有數(shù)據(jù)，并發(fā)送到Internet，任意一臺(tái)接入到Internet的終端都可訪問(wèn)數(shù)據(jù)服務(wù)器或向終端發(fā)指令。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文的研究是給智能數(shù)字校園系統(tǒng)的研究提供一種新的思路，將WSN技術(shù)和智能數(shù)字校園系統(tǒng)有效融合，解決了傳統(tǒng)研究方式局限于有線的不足，同時(shí)也為下一步進(jìn)行智能化數(shù)字校園的建設(shè)奠定了很好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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