基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園研究與設(shè)計(jì)

李俊華

（閩江學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心， 福建 福州 350108）

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園研究與設(shè)計(jì)

李俊華

（閩江學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心， 福建 福州 350108）

為解決當(dāng)前數(shù)字校園存在的資源整合與共享困難、管理效率較低等問(wèn)題，在分析物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代智能數(shù)字校園實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其功能模塊，研究了RFID技術(shù)、EPC編碼技術(shù)、傳感器技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園能夠?qū)崿F(xiàn)身份自動(dòng)識(shí)別、圖書(shū)借閱管理、多媒體教室與實(shí)驗(yàn)室管理、校內(nèi)消費(fèi)管理等，為師生的工作、學(xué)習(xí)和日常生活提供更高效的服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)；智能數(shù)字校園；RFID；自動(dòng)身份識(shí)別

1 引言

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)相關(guān)硬件設(shè)備的快速普及，促進(jìn)了高校信息化建設(shè)的步伐，當(dāng)前各大高校已建成不同規(guī)模的數(shù)字校園，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了高校信息化資源整合、校內(nèi)電子支付以及財(cái)務(wù)系統(tǒng)等各類(lèi)信息管理系統(tǒng)的集成，[1]為師生的工作、學(xué)習(xí)和日常生活帶來(lái)了許多便利，如校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)與使用為學(xué)生在校內(nèi)就餐、購(gòu)物、圖書(shū)借閱等提供了一種便捷的方式。然而，當(dāng)前數(shù)字校園在建設(shè)過(guò)程中不同程度地出現(xiàn)了信息系統(tǒng)集成難度大、用戶(hù)信息采集與更新不方便、學(xué)生一卡通丟失較多且難以進(jìn)行跟蹤追回等問(wèn)題。同時(shí)隨著各類(lèi)機(jī)構(gòu)和銀行不斷推出新的信息卡，每一位學(xué)生往往擁有多張信息卡，這給學(xué)生的日常使用帶來(lái)了許多不便。

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展與快速普及，對(duì)高校校園建設(shè)、教育教學(xué)模式、師生學(xué)習(xí)和生活方式產(chǎn)生了重要的影響，使高校全面進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的不斷深入發(fā)展，促使了新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展，這將促進(jìn)新一代智能數(shù)字校園的研究與建設(shè)，從而為高校數(shù)字化資源與信息化系統(tǒng)的高效整合提供更有利的條件[2]，更好地為廣大師生的工作、學(xué)習(xí)和日常生活服務(wù)。為此，我們?cè)谘芯苛宋锫?lián)網(wǎng)功能及其特征的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)。

2 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能數(shù)字校園

物聯(lián)網(wǎng) （Internet of Things，簡(jiǎn)稱(chēng)IOT）又稱(chēng)為傳感網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)從人向物的延伸，是指在真實(shí)物理世界中部署具有一定感知能力和信息處理能力的嵌入式芯片和軟件系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息傳輸和實(shí)時(shí)處理，從而實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的通信。[3]從技術(shù)的角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上利用射頻識(shí)別 （RFID）、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，將射頻識(shí)別設(shè)備、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)施按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)進(jìn)行信息交換和數(shù)據(jù)通信，[3]以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)測(cè)和管理的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。[4]

在物聯(lián)網(wǎng)中，各類(lèi)終端設(shè)備被植入可進(jìn)行編碼、掃描、讀寫(xiě)的微型感應(yīng)芯片，而且將其接入高速互聯(lián)網(wǎng)，使各類(lèi)終端設(shè)備變得更加智能化，方便相關(guān)物品的自動(dòng)識(shí)別、跟蹤定位、遠(yuǎn)程遙控、信息共享、資源管理等。[5]因此，物聯(lián)網(wǎng)能夠利用RFID標(biāo)簽、傳感器、無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)等實(shí)時(shí)采集物品的各種信息，并將這些采集到的信息通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，這些信息在信息處理中心經(jīng)過(guò)云計(jì)算技術(shù)提供的海量信息處理功能對(duì)其進(jìn)行智能化處理之后，就可以實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的有效溝通。[6]因此，物聯(lián)網(wǎng)可以提高各類(lèi)物品和資源的管理效率和使用效率，也非常適用于智能數(shù)字校園的建設(shè)。

云計(jì)算技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，促使了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。當(dāng)前手機(jī)已成為高校師生必備的日常用品，手機(jī)中具有可集成師生個(gè)人信息的SIM卡，這為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代新一代智能數(shù)字校園的構(gòu)建奠定了良好的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能數(shù)字校園是以師生用戶(hù)手機(jī)中的SIM卡和標(biāo)簽識(shí)別器為主要終端設(shè)備，以物聯(lián)網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將高校師生的相關(guān)信息集成在其手機(jī)的SIM卡中，[7]從而使手機(jī)可用于實(shí)現(xiàn)師生身份識(shí)別、圖書(shū)借閱管理、多媒體教室與實(shí)驗(yàn)室管理、校內(nèi)消費(fèi)管理等多種功能，能夠方便、快捷地為師生的工作、學(xué)習(xí)和日常生活提供全方位的便捷服務(wù)。[8]為此，我們?cè)谘芯课锫?lián)網(wǎng)時(shí)代智能數(shù)字校園實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)字校園各類(lèi)功能有效集成和方便用戶(hù)使用的基本理念，基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)用戶(hù)管理與自動(dòng)身份識(shí)別、圖書(shū)借閱、校內(nèi)消費(fèi)、學(xué)生信息管理等功能的智能數(shù)字校園系統(tǒng)。

3.1 體系架構(gòu)

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代智能數(shù)字校園對(duì)師生身份自動(dòng)識(shí)別、應(yīng)用數(shù)據(jù)管理集成與共享的實(shí)現(xiàn)需求，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園采用如圖1所示的三層體系，主要包括應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)通信層和終端用戶(hù)層。其中，應(yīng)用數(shù)據(jù)層包括用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶(hù)信息管理服務(wù)器以及圖書(shū)借閱管理、校內(nèi)消費(fèi)管理等各類(lèi)應(yīng)用服務(wù)器及其相應(yīng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)備份服務(wù)器，主要用于智能數(shù)字校園系統(tǒng)中用戶(hù)基本信息的存儲(chǔ)與管理、師生學(xué)習(xí)和工作中相關(guān)信息的管理及其處理、以及用戶(hù)基本信息、用戶(hù)個(gè)人賬戶(hù)信息、圖書(shū)借閱信息、多媒體教室和實(shí)驗(yàn)室使用信息、校內(nèi)消費(fèi)信息等數(shù)據(jù)的備份；網(wǎng)絡(luò)通信層包括互聯(lián)網(wǎng)、高校自建的校內(nèi)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)組成，主要用于智能數(shù)字校園相關(guān)數(shù)據(jù)信息的交換與實(shí)時(shí)通信、短信收發(fā)等；終端用戶(hù)層包括具有SIM卡的普通手機(jī)、3G手機(jī)、智能手機(jī)和PDA、標(biāo)簽識(shí)別器，主要用于實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)在手機(jī)SIM卡中的用戶(hù)信息。這樣，通過(guò)師生手機(jī)SIM卡提供的統(tǒng)一用戶(hù)身份識(shí)別機(jī)制，可方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息的高效管理與校內(nèi)共享以及現(xiàn)有各類(lèi)信息管理系統(tǒng)、數(shù)字化辦公系統(tǒng)的集成。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園體系架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)功能模塊

以統(tǒng)一用戶(hù)身份識(shí)別機(jī)制為基礎(chǔ)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園系統(tǒng)主要由用戶(hù)身份管理、圖書(shū)借閱管理、多媒體教室與實(shí)驗(yàn)室管理、校內(nèi)消費(fèi)管理五個(gè)功能模塊構(gòu)成，其功能模塊如圖2所示。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園的功能模塊

3.2.1 用戶(hù)身份管理

為基于校內(nèi)師生手機(jī)SIM卡實(shí)現(xiàn)用戶(hù)身份自動(dòng)識(shí)別，校內(nèi)師生在使用該智能數(shù)字校園系統(tǒng)之前，首先需要在學(xué)校智能數(shù)字校園管理部門(mén)申請(qǐng)?jiān)谧约旱氖謾C(jī)SIM卡中以RFID電子標(biāo)簽的形式寫(xiě)入自己的個(gè)人基本信息，如姓名、性別、身份、職務(wù)、單位、籍貫、出生年月日等。這樣，一張普通的手機(jī)SIM卡就可以變成存儲(chǔ)了師生用戶(hù)基本信息、可用于校內(nèi)師生自動(dòng)身份識(shí)別的終端設(shè)備，寫(xiě)入了師生用戶(hù)基本信息的SIM卡可完全替代目前互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)字校園中廣大師生用戶(hù)正在使用的工作證、學(xué)生證、就餐卡、圖書(shū)證等。在學(xué)生畢業(yè)或教師離職時(shí)，在學(xué)校智能數(shù)字校園管理部門(mén)申請(qǐng)刪除自己手機(jī)SIM卡中的個(gè)人信息，這樣用戶(hù)手機(jī)卡就失去了自動(dòng)身份識(shí)別功能，變?yōu)橐粡埰胀ǖ氖謾C(jī)卡。系統(tǒng)管理員可以利用管理員SIM卡登錄系統(tǒng)，利用用戶(hù)信息管理功能對(duì)師生的基本信息進(jìn)行添加、刪除和更新等操作，對(duì)掛失的SIM卡賬戶(hù)進(jìn)行凍結(jié)，以免對(duì)師生的個(gè)人財(cái)產(chǎn)造成損失。同時(shí)，師生可通過(guò)登錄記錄查詢(xún)模塊查看自己使用圖書(shū)館、語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室、微格教室、公共計(jì)算機(jī)機(jī)房、各專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室等校園公共設(shè)施的詳細(xì)情況。自動(dòng)身份識(shí)別功能主要用于學(xué)生進(jìn)行選課、學(xué)習(xí)成績(jī)查詢(xún)、實(shí)驗(yàn)室上課、進(jìn)入圖書(shū)館、圖書(shū)借閱、校內(nèi)消費(fèi)以及教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室上課、圖書(shū)借閱、校內(nèi)消費(fèi)等場(chǎng)合的用戶(hù)身份自動(dòng)識(shí)別。SIM卡跟蹤與定位主要用于用戶(hù)手機(jī)丟失之后，根據(jù)最近一次用戶(hù)身份識(shí)別時(shí)標(biāo)簽識(shí)別器的位置或手機(jī)最近一次的移動(dòng)通信服務(wù)基站位置來(lái)定位手機(jī)最可能的位置，為用戶(hù)找回手機(jī)和SIM卡提供參考信息。

3.2.2 多媒體教室與實(shí)驗(yàn)室管理

隨著數(shù)字校園建設(shè)的不斷完善，高校擁有了大量的多媒體教室、微格教室、語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室、公共計(jì)算機(jī)機(jī)房、物理、化學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，如何有效管理這些公用設(shè)施成為智能數(shù)字校園需重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一。教師在多媒體教室給學(xué)生授課已成為高校的普遍現(xiàn)象，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園在多媒體教室的多媒體控制臺(tái)上安裝標(biāo)簽識(shí)別器之后，教師可使用自己的手機(jī)SIM卡進(jìn)行自動(dòng)身份識(shí)別，代替原先的鑰匙或餐卡等來(lái)開(kāi)啟多媒體教室控制臺(tái)柜門(mén)，進(jìn)而打開(kāi)多媒體設(shè)備進(jìn)行上課，提高多媒體教室的使用效率。微格教室、語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室、公共計(jì)算機(jī)機(jī)房等公共實(shí)驗(yàn)室是當(dāng)前大學(xué)生學(xué)習(xí)的重要公共場(chǎng)所，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園中的公共實(shí)驗(yàn)室安裝標(biāo)簽識(shí)別器之后，師生在進(jìn)入和離開(kāi)公共實(shí)驗(yàn)室時(shí)使用自己的手機(jī)SIM卡進(jìn)行自動(dòng)身份識(shí)別，系統(tǒng)將會(huì)記錄師生使用公共實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間。同時(shí)，師生用戶(hù)在登錄語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)時(shí)也需要使用手機(jī)進(jìn)行自動(dòng)身份識(shí)別，以便系統(tǒng)記錄師生使用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)的具體情況。在物理、化學(xué)、生物、藝術(shù)設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室門(mén)口安裝用于師生SIM卡自動(dòng)身份識(shí)別的標(biāo)簽識(shí)別器，對(duì)教師和學(xué)生使用該實(shí)驗(yàn)室的狀態(tài)進(jìn)行記錄，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)、有效的管理，提高實(shí)驗(yàn)室管理的成效。

3.2.3 圖書(shū)借閱管理

師生進(jìn)入圖書(shū)館時(shí)只需將自己的手機(jī)放在圖書(shū)館門(mén)禁處的標(biāo)簽識(shí)別器處，圖書(shū)館門(mén)禁管理模塊即可根據(jù)所讀取的RFID電子標(biāo)簽信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩?hù)管理模塊，進(jìn)行自動(dòng)身份識(shí)別處理。對(duì)于其合法用戶(hù)，圖書(shū)館門(mén)禁自動(dòng)打開(kāi)，否則用戶(hù)將無(wú)法進(jìn)入圖書(shū)館。圖書(shū)借閱管理功能主要用于用戶(hù)在閱覽室查閱圖書(shū)時(shí)記錄已查閱圖書(shū)信息、查閱的起始時(shí)間、查閱次數(shù)等，以及用戶(hù)在借書(shū)處通過(guò)手機(jī)SIM卡成功進(jìn)行用戶(hù)身份識(shí)別之后，通過(guò)相應(yīng)圖書(shū)的二維條碼來(lái)記錄用戶(hù)借閱的圖書(shū)詳細(xì)信息，從而實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)的圖書(shū)查閱和借閱。同時(shí)，師生用戶(hù)在圖書(shū)館所借閱的書(shū)籍目錄信息會(huì)以手機(jī)短信的方式發(fā)送到用戶(hù)手機(jī)上，以便師生用戶(hù)對(duì)自己所借的書(shū)籍進(jìn)行及時(shí)的核對(duì)。學(xué)生在圖書(shū)館電子閱覽室查閱學(xué)校購(gòu)買(mǎi)的中外文期刊數(shù)據(jù)庫(kù)、電子書(shū)籍、視音頻學(xué)習(xí)資料等電子資源時(shí)，可利用自己的手機(jī)SIM卡進(jìn)行自動(dòng)上機(jī)管理功能。由此可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)在圖書(shū)館管理中的應(yīng)用可大大提供圖書(shū)館管理的自動(dòng)化程度，降低圖書(shū)館管理方面的人力投入。

3.2.4 校內(nèi)消費(fèi)管理

高校的校內(nèi)消費(fèi)是師生日常學(xué)習(xí)生活的重要組成部分，基于SIM卡自動(dòng)身份識(shí)別的校內(nèi)消費(fèi)管理是一種便捷、安全的消費(fèi)支付模式，可為高校師生提供優(yōu)質(zhì)的支付管理服務(wù)。校內(nèi)師生通過(guò)手機(jī)SIM卡的自動(dòng)身份識(shí)別之后，就可利用水電費(fèi)支付管理功能支付相應(yīng)宿舍和家庭的自來(lái)水費(fèi)、公共浴室使用費(fèi)、宿舍熱水使用費(fèi)、洗衣費(fèi)、電費(fèi)等，這樣可大大減少使用現(xiàn)金支付的麻煩。師生在校內(nèi)超市購(gòu)物或在校內(nèi)食堂就餐時(shí)，利用手機(jī)SIM卡成功進(jìn)行自動(dòng)身份識(shí)別之后，便可利用超市消費(fèi)管理或餐飲消費(fèi)管理功能為自己的購(gòu)物和就餐付款，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)方便、安全的消費(fèi)。校內(nèi)巴士消費(fèi)管理主要用于師生用戶(hù)在乘坐校園巴士 （或電瓶車(chē)）的時(shí)候，進(jìn)行自動(dòng)身份識(shí)別和消費(fèi)支付，以此取代當(dāng)前校園巴士使用現(xiàn)金消費(fèi)的模式。個(gè)人賬戶(hù)管理主要用于師生用戶(hù)查看自己的賬號(hào)余額、消費(fèi)記錄、從自己銀行賬戶(hù)向校內(nèi)SIM卡賬戶(hù)轉(zhuǎn)賬等功能，同時(shí)，師生用戶(hù)每在校園中成功進(jìn)行一次消費(fèi)或充值，消費(fèi)管理系統(tǒng)都會(huì)將其消費(fèi)的具體項(xiàng)目及其所花費(fèi)的數(shù)額、或充值數(shù)據(jù)及其賬戶(hù)余額通過(guò)手機(jī)短信發(fā)送到用戶(hù)手機(jī)上，以便師生用戶(hù)對(duì)自己的賬戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和管理，從而提高校內(nèi)消費(fèi)支付的安全性。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 RFID技術(shù)

射頻識(shí)別RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，RFID系統(tǒng)主要包括RFID電子標(biāo)簽、標(biāo)簽識(shí)別器兩部分，其中RFID電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)有EPC碼。[9]RFID技術(shù)是基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園的核心技術(shù)，它能為師生手機(jī)上SIM卡貼上RFID電子標(biāo)簽，當(dāng)師生攜帶具有RFID電子標(biāo)簽的手機(jī)SIM卡通過(guò)標(biāo)簽識(shí)別器時(shí)，電子標(biāo)簽被標(biāo)簽識(shí)別器自動(dòng)感應(yīng)并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將電子標(biāo)簽中的信息傳送到信息處理中心，經(jīng)過(guò)處理之后再將處理結(jié)果發(fā)送到標(biāo)簽識(shí)別器上，從而實(shí)現(xiàn)靈活、高效的自動(dòng)身份識(shí)別和信息管理。[10]

4.2 EPC編碼技術(shù)

EPC（Electronic Product Code）編碼技術(shù)是基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園的關(guān)鍵技術(shù)之一，它能夠?yàn)閱我坏奈锢韺?duì)象提供唯一的標(biāo)識(shí)碼，是一種嚴(yán)格意義上的物品標(biāo)識(shí)，可以克服二維條形碼無(wú)法識(shí)別單個(gè)物品、條碼容易破損而丟失信息等缺點(diǎn)，[11]目前通常采用64位或96位的ID編碼。存儲(chǔ)在EPC碼中的信息包括種類(lèi)、名稱(chēng)、時(shí)間等物品基本信息，以及物品概述、物品功能等物品的參考信息。雖然EPC碼存儲(chǔ)的信息非常有限，但它通過(guò)與對(duì)應(yīng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)相連，可通過(guò)名稱(chēng)解析服務(wù)器實(shí)時(shí)獲取EPC碼對(duì)應(yīng)的物品詳細(xì)信息。[12]

4.3 傳感器技術(shù)

傳感器是一種能感知預(yù)定的被測(cè)指標(biāo)并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件和裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，是物聯(lián)網(wǎng)中采集信息和實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的重要設(shè)備。[10]傳感器的種類(lèi)很多，如速度傳感器、射線(xiàn)輻射傳感器、熱敏傳感器、位置傳感器、能耗傳感器等，由于基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園是以師生用戶(hù)的SIM卡為EPC碼存儲(chǔ)設(shè)備的。[10]所以，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園用戶(hù)終端采用的標(biāo)簽識(shí)別器是射線(xiàn)輻射傳感器，主要用于讀取師生用戶(hù)手機(jī)SIM中嵌入的EPC碼信息。傳感器在讀取這些EPC碼信息之后，首先將其轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，然后再將這些采集到的EPC碼信息發(fā)送到相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)，供信息處理中心服務(wù)器對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，以實(shí)現(xiàn)智能數(shù)字校園的自動(dòng)身份識(shí)別和自動(dòng)控制等。

5 總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)給高校數(shù)字校園系統(tǒng)的升級(jí)與維護(hù)帶來(lái)了一次新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園能夠有效解決傳統(tǒng)數(shù)字校園建設(shè)中所遇到的數(shù)字資源整合與共享、自動(dòng)身份識(shí)別、圖書(shū)借閱管理、校內(nèi)安全消費(fèi)、校內(nèi)各類(lèi)信息管理系統(tǒng)集成等難題，通過(guò)基于師生用戶(hù)手機(jī)SIM卡的統(tǒng)一自動(dòng)身份識(shí)別，為廣大師生的日常學(xué)習(xí)和生活提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。雖然基于物聯(lián)網(wǎng)的智能校園在高校公共設(shè)施管理與使用、用戶(hù)自動(dòng)身份識(shí)別等方面具有很好的應(yīng)用前景，但由于標(biāo)簽識(shí)別器這一個(gè)設(shè)備的成本較高，不便于在個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、辦公系統(tǒng)查詢(xún)等信息資源服務(wù)場(chǎng)合應(yīng)用，導(dǎo)致基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園在校內(nèi)統(tǒng)一上網(wǎng)認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等個(gè)人應(yīng)用方面具有一定的局限性，如何充分利用物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)提高數(shù)字校園的智能化程度還需進(jìn)一步研究。

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Analysis and Design of Intelligent Digital Campus Based on the Internet of Things

Li Junhua
(M odern Education Technology Center of M injiang University,Fuzhou 350108,China)

In order to solve such problems in theexisting digital campusesas difficulties in integrating and sharing resources,ineffectivemanagement,etc.,this paper,after analyzing the requirements for intelligentdigital campuses in this era of internetof things,designsa systematic structure and functionalmodulesof intelligentdigital campusbased on the internetof things.Subsequently,itgoes further into a study ofsome key technologies,such asRFID,EPCCode and Sensor.The intelligentdigital campusesbased on the internetof things include the following functions:automatic identification,librarymanagement,multimedia classroommanagement,laboratorymanagement,campus consumptionmanagement,which provide teachersand studentswithmore efficientservice.

the internetof things;intelligentdigitalcampus;RFID;automatic identification

TP393

A

1673-8535(2010)03-0049-06

李俊華(1971-)，男，福建仙游人，閩江學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)師，研究方向：數(shù)字化校園的研究與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)、通信與信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用研究。

（責(zé)任編輯：鐘世華）

2010-03-01