物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用

摘 要：文章探討物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征，提出智慧校園的概念，并闡述物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧校園；感知識(shí)別

1 物聯(lián)網(wǎng)的定義及特征

“物聯(lián)網(wǎng)”（Internet of Things，IoT，也有稱為Web of Things）指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。[1]其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識(shí)別、管理和控制?？梢哉f(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是基于泛在網(wǎng)技術(shù)建立起來(lái)的物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，這種連接可以包含任何時(shí)間，任何地點(diǎn)和任何物體的連接。 和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。[2]

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用模式。從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，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)獲識(shí)別物體，采集信息的來(lái)源，其主要功能是識(shí)別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去。網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無(wú)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，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。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，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案例。

2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用

2.1 校園生活

包括食堂管理、浴室水控管理、考勤管理等。

2.1.1 食堂管理

食堂管理是智慧校園重要組成部分，基于RFID技術(shù)的食堂管理系統(tǒng)主要分成三部分：

含RFID電子標(biāo)簽的飯卡：師生每人擁有一張這樣的飯卡，卡里面包含了用戶信息。

RFID閱讀器：在每個(gè)食堂售飯窗口安置一個(gè)RFID閱讀器，將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，讀取卡上金額，并扣除消費(fèi)金額。

后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：將用戶的注冊(cè)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便管理員對(duì)食堂消費(fèi)業(yè)務(wù)的查詢。

2.1.2 浴室水控管理

基于RFID技術(shù)的浴室水控管理，可以實(shí)現(xiàn)用水自動(dòng)化管理，主要功能以：

信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示：當(dāng)RFID卡位于閱讀器感應(yīng)區(qū)時(shí)，閱讀器就顯示卡上余額，然后可立即進(jìn)入用水計(jì)費(fèi)狀態(tài)。[3]

消費(fèi)模式：消費(fèi)模式采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)模式，即讀卡就出水，并根據(jù)用水量實(shí)時(shí)進(jìn)行扣費(fèi)；

計(jì)費(fèi)方式：按使用的流量計(jì)費(fèi)，即外接脈沖流量表，可根據(jù)計(jì)算產(chǎn)生的流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

2.1.3 考勤管理

基于RFID技術(shù)的考勤管理工作流程：每次上課前，學(xué)生用含RFID標(biāo)簽的校園卡（或手機(jī)卡）刷卡進(jìn)教室，教室內(nèi)的設(shè)備在接收到讀卡器發(fā)送來(lái)的學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器；遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；然后，教務(wù)人員或者教師通過(guò)瀏覽器登錄到考勤查詢網(wǎng)站，可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程查詢某一節(jié)課或某一位學(xué)生或某個(gè)教室在某一段時(shí)間內(nèi)的考勤情況；學(xué)期結(jié)束時(shí)，每門課程學(xué)生的出勤情況或者某個(gè)學(xué)生在一個(gè)學(xué)期的出勤情況可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出來(lái)。[4]

2.2 教學(xué)管理

2.2.1 日常教學(xué)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于建立全面和主動(dòng)的教學(xué)管理體系，利用RFID技術(shù)的支持，可以完善教學(xué)管理的組織系統(tǒng)、評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng)，從而對(duì)教學(xué)的質(zhì)量建立保障和監(jiān)控體系；有利于拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力，物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等提供支撐環(huán)境。例如，無(wú)錫市感知生長(zhǎng)校園數(shù)字化農(nóng)植園系統(tǒng)，就是讓學(xué)生通過(guò)“感知”動(dòng)植物生長(zhǎng)情況，利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)收集、處理和發(fā)布觀測(cè)信息，交流種植經(jīng)驗(yàn)，展示研究成果，從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)室管理

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室中主要包括設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理和智能插座等。

設(shè)備管理：RFID存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本屬性等信息，利用閱讀器方便地獲取相關(guān)信息，然后再利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理。[5]

實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理：首先，RFID可以幫助學(xué)生方便地獲取實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)、使用幫助等信息。其次，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用不當(dāng)時(shí)能自動(dòng)警告并中斷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，避免不必要的損失。另外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實(shí)驗(yàn)者，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。

智能插座除了擁有傳統(tǒng)電源插座功能外，它能夠?qū)⒏鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的耗電量信息實(shí)時(shí)反饋給實(shí)驗(yàn)室管理員，管理員能隨時(shí)開關(guān)插座，實(shí)現(xiàn)插座與人的對(duì)話，起到高效節(jié)能的作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]The Internet of Things[EB/OL].

[2]李青.校園物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)向標(biāo)[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2010，（12）：43-44.

[3]王曉靜，張晉.物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，37（1）：37-38.

[4]李盧一，鄭燕林.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010，20（2）：8-10.

[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.