物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用

摘 要：隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的蓬勃興起，高校紛紛從“數(shù)字校園”到“智慧校園”建設(shè)。智慧校園要有先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做后盾，才能更加人性化、科學(xué)化的管理校園，推動智慧校園的創(chuàng)建及發(fā)展。文章介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念、特點，智慧校園的基本構(gòu)造，結(jié)合河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院校園網(wǎng)的建設(shè)現(xiàn)狀，論述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧化校園；信息化技術(shù)

中圖分類號：TP391.44

在最初物聯(lián)網(wǎng)這個詞出現(xiàn)時，引起了世界各地的關(guān)注，現(xiàn)在已經(jīng)成為中國高校和科研機構(gòu)的研究熱點。建設(shè)智慧校園首先應(yīng)該創(chuàng)建數(shù)字化校園，智慧校園的出現(xiàn)推動了高校的信息化建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用提升了校園管理的工作質(zhì)量，進一步推動了智慧校園的發(fā)展。如何認(rèn)識和利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，推動智慧校園的合理規(guī)劃和建設(shè)，這是高校信息化建設(shè)亟需探討解決的問題。

1 物聯(lián)網(wǎng)的含義與特點

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的含義。我們所說的物聯(lián)網(wǎng)，其根本與關(guān)鍵就是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)，從本質(zhì)上來說就是物物相連接的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它所包含的用戶涉及到了所有的物物間。在我國，當(dāng)前運用較為普遍的一個概念為：物聯(lián)網(wǎng)就是借助相應(yīng)的信息傳感設(shè)備，如射頻識別（RFID）（RFID，Radio Frequency Identification）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，根據(jù)相關(guān)協(xié)議規(guī)定借助網(wǎng)絡(luò)設(shè)施完成對信息的傳送與處置，讓全部物品和互聯(lián)網(wǎng)連接而組織成一個十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到物品自動化辨別以及信息共享的目的，讓辨別與管控工作的開展更為便利。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使虛擬融入現(xiàn)實成為了可能，以至于能夠滿足物物、人物以及人人彼此間的交流。

物聯(lián)網(wǎng)在實際的運用中，所涵括的領(lǐng)域十分廣闊，延伸到很多的角度，能夠大致總結(jié)成下面三個方面：辨別目標(biāo)同時獲得相應(yīng)的訊息、實現(xiàn)目標(biāo)的智能管控及回饋、實現(xiàn)對環(huán)境的有效監(jiān)督控制以及對目標(biāo)的追蹤。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)框架及特點。我們可以將物聯(lián)網(wǎng)劃分成三個級別，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及運用層。其中感知層所處理的為對物理世界各式類別訊息的充分感知，借助系統(tǒng)中的傳感器來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的有效搜集，達(dá)到有效辨別物的目的，將整理之后所得到的信息再借助傳感器網(wǎng)關(guān)傳送到網(wǎng)絡(luò)層，這就是物聯(lián)網(wǎng)最低端的一個層次；物聯(lián)網(wǎng)處于中間的一個層級是網(wǎng)絡(luò)層，這一層就好像是人體的腦部以及神經(jīng)中樞，記住網(wǎng)絡(luò)這一途徑，將信息按時、精確、安全的傳輸出去；第三級別的層級屬于物聯(lián)網(wǎng)與用戶的連接端口，屬于運用與管理的授權(quán)關(guān)鍵步驟，確保物聯(lián)網(wǎng)智能化的最終達(dá)成。

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵特點主要有：連通性、共享性以及自動化的感知性。其中連通性是整個物聯(lián)網(wǎng)運作的根本，具體來說就是在任何時候，任何地點、任何以一個個體與物體之間的相互聯(lián)通性；共享性具體來說就是物聯(lián)網(wǎng)完成了人物、人人以及物物之間的第一時間的互相溝通；自動化感知性具體來說就是在全球范圍內(nèi)的物體能夠用智能化的形式彼此關(guān)系連接在一起，人類借助互聯(lián)網(wǎng)最大可能的充分運用資源，以創(chuàng)造更加快捷便利的生活。

2 由數(shù)字化校園發(fā)展為智慧化校園

在過去的幾年間，基于數(shù)字化信息與互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的支持下，很大一部分的高校數(shù)字化校園在其內(nèi)部的硬件設(shè)備以及軟件平臺都差不多完成了構(gòu)建，數(shù)字化的校園組建差不多已經(jīng)接近尾聲，這在很大程度上實現(xiàn)了教學(xué)效率水平的有效提升，更為重要的是達(dá)到了資源進一步共享的目的。

2.1 智慧校園定義簡述。關(guān)于智慧校園這一概念的出現(xiàn)，是源自于智慧地球的，其和目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著十分密切的關(guān)系。具體來說，智慧校園就是借助現(xiàn)代化的云計算、虛擬化以及物聯(lián)網(wǎng)來完成校園內(nèi)師生、管理者等多方面資源的互相融合，把各種類別的信息資源加以整理合并，從而實現(xiàn)更加高效的校園管理，推動學(xué)校智能化水平低進一步提升?？梢哉f智慧校園是智能化校園更加一步的改進與完善，具有十分廣闊的發(fā)展空間。

2.2 智慧校園的特征。智慧校園的核心特征表現(xiàn)在以下幾個層面：一是智能感知。全面的智能感知環(huán)境和和綜合信息服務(wù)平臺，包括傳感器對信息和對學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)情境的感知、捕獲和傳遞。二是互聯(lián)協(xié)作。智慧校園實現(xiàn)無縫銜接，無縫互通，實現(xiàn)各系統(tǒng)的互聯(lián)與協(xié)作，信息感知點無盲區(qū)，實現(xiàn)人、物的多維信息存儲。三是服務(wù)支持平臺。智慧校園的核心是云計算平臺的有一個強大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘和建模技術(shù)，對新到的信息進行趨勢分析、展望和預(yù)測，通過智能推理，快速反應(yīng)、主動應(yīng)對，為資源共享、數(shù)據(jù)安全、教育教學(xué)提供服務(wù)。提供學(xué)校和外部世界相互交流和感知的接口。

2.3 校園物聯(lián)網(wǎng)。目前，各高校數(shù)字校園網(wǎng)已基本建成，隨著高校信息化的不斷推進，高校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴大，學(xué)生和職工數(shù)量隨之增加，網(wǎng)絡(luò)終端用戶越來越多，成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的用戶基礎(chǔ)。另外，學(xué)校事務(wù)的高校管理，和固定資產(chǎn)的安全問題都是急需解決的問題，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入高校智慧校園的建設(shè)可以有效解決上述問題。校園物聯(lián)網(wǎng)就是以現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)造一個覆蓋校園的物體互聯(lián)網(wǎng)。

3 智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)

建設(shè)智慧校園的關(guān)鍵是要突破傳統(tǒng)的將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施割裂開的慣性思維，也就是要將各種應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與信息資源進行有效的整合與集成，包括網(wǎng)絡(luò)的融合、信息或數(shù)據(jù)的集成、服務(wù)集成，按照基于智能化的管理和個性化的信息服務(wù)方式整合起來。根據(jù)智慧校園的理念，基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)包括統(tǒng)一門戶服務(wù)、服務(wù)支持平臺、數(shù)據(jù)信息平臺、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺、以及信息標(biāo)準(zhǔn)體系和安全維護體系。智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

圖1 智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 統(tǒng)一門戶服務(wù)系統(tǒng)。統(tǒng)一門戶服務(wù)系統(tǒng)是用戶獲得服務(wù)的入口，系統(tǒng)以統(tǒng)一門戶系統(tǒng)作為系統(tǒng)訪問框架，所有的子系統(tǒng)都需要通過門戶系統(tǒng)進行集成，用戶的訪問也是通過門戶系統(tǒng)統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一登錄，從而獲得各子系統(tǒng)的使用權(quán)限。用戶只要擁有網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備，就能夠像使用水和電一樣，隨時隨地使用教育資源。

3.2 服務(wù)支持平臺。服務(wù)支持平臺是智慧校園建設(shè)的目的，是在各種應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上以服務(wù)流程、業(yè)務(wù)流程和綜合信息服務(wù)為核心的服務(wù)集成架構(gòu)，實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)互通和數(shù)據(jù)共享，向全體教職員工提供全方位高質(zhì)量的信息服務(wù)，提高學(xué)校各種應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)能力和運營管理能力，實現(xiàn)互聯(lián)、共享和協(xié)作。

3.3 信息標(biāo)準(zhǔn)體系。信息標(biāo)準(zhǔn)體系是智慧校園整合各類信息首先需要建立的一套標(biāo)準(zhǔn)。因為目前沒有統(tǒng)一規(guī)范的智慧校園規(guī)范，應(yīng)用系統(tǒng)千差萬別，難以對資源管理、資源發(fā)布和資源應(yīng)用實行統(tǒng)一，所以建立標(biāo)準(zhǔn)體系顯得的非常重要。一般來說，智慧校園系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)從三個方面進行，一是建立完整的信息編碼與數(shù)據(jù)規(guī)范體系；二是采用國際與國家標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)軟件；三是建立智慧校園硬件設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用

智慧校園是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具體應(yīng)用的一種綜合性集成，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，與校園網(wǎng)整合連接，構(gòu)建教學(xué)、科研、管理和校園生活為一體的新型智慧化的工作、學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。

智慧校園概況起來主要體現(xiàn)在校園管理、教學(xué)管理和安防監(jiān)控等方面的應(yīng)用，具體表現(xiàn)在：

4.1 一卡通管理。當(dāng)前在我國高校中，很多都給學(xué)校老師與學(xué)生配備了一卡通，這種卡功能十分全面，關(guān)系到教師學(xué)生生活與學(xué)習(xí)的各個方面，能夠為他們帶來更多的便利性。

河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院聯(lián)合中國郵政儲蓄銀行，為全校師生辦理了中國郵政校園一卡通，可以實現(xiàn)校園卡和銀行儲蓄卡的功能。這個卡在高校中的運用，能夠滿足學(xué)生對學(xué)費的繳納、助學(xué)金的發(fā)放、日常飲食消費、以及生活花銷等各層次噓噓，并且在學(xué)校之外也能夠當(dāng)作一般的儲蓄銀行卡來用。因為出于使卡片持有者更加便利的目的，學(xué)校內(nèi)部還在多個位置設(shè)計了感應(yīng)點一級門禁系統(tǒng)，系統(tǒng)化實現(xiàn)了一卡通的智能化管理。當(dāng)對管理卡進行運用的過程中，第一步要做的就是辨別身份，借助再通過電子途徑來完成相應(yīng)的支付環(huán)節(jié)，并且也能夠作用于對信息的互換溝通，從而更加高效的實現(xiàn)了信息的共享，讓教師與學(xué)生間的溝通變得更為便利，讓學(xué)校管理工作的高效開展得以實現(xiàn)，從根本上完成了校園的智能化管理。在一卡通的作用下，學(xué)校管理工作的開展也有了更高的科學(xué)化水平。

4.2 教學(xué)工作的管理。教學(xué)工作的管理一般有日常教學(xué)以及對圖書館的管理這兩個部分組成。（1）在日常教學(xué)工作中，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引進課堂，并在此作用下組織構(gòu)造感知課堂，讓課本內(nèi)所涉及到的知識和實際彼此連接，讓教學(xué)脫離了之前的生硬枯燥模式，讓課堂變得更為生動鮮活，確保學(xué)生更加深刻的理解與掌握所學(xué)知識，并最終獲得更高的教學(xué)效果。借助帶有RFID標(biāo)簽的校園卡能夠自動化的完成對學(xué)生的考勤；（2）對于圖書館的管理工作是指在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下，完成書和書、書和人、人和人間的彼此關(guān)系連接，達(dá)到智慧化管理的目的。

4.3 后勤的保障工作。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)確保校園的安全是十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院校園內(nèi)部，在一些人流量叫啊的地方設(shè)計了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并設(shè)置了溫度、濕度、煙霧的傳感器，系統(tǒng)化的感知校園所出現(xiàn)的情況變動，并且借助中無線組網(wǎng)的設(shè)置完成了校園照明設(shè)備的智慧化發(fā)展，達(dá)到了節(jié)約資源的目的。

5 結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前信息化技術(shù)水平的快速提升給教育事業(yè)的改革創(chuàng)造了全新的基于，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園管理中的運用愈發(fā)重要。智慧校園的建設(shè)工作在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的帶動下，較之前有了十分顯著的進步，為師生創(chuàng)造了更加切實的便利。因此，今后必須要進一步促進我國教育事業(yè)的信息化發(fā)展，以確保我國教育水平的更加平穩(wěn)前行。

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作者簡介：張淋江（1975-），男，工程師，碩士，研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

作者單位：河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院，鄭州 450011