基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校智慧校園系統(tǒng)的研究

彭嵩松 劉昌鑫

摘 ?要：本文主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展和基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下蓬勃發(fā)展的智慧校園的概念及發(fā)展，并設(shè)計了高校智慧校園的基本結(jié)構(gòu)以及在高校中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智慧校園;RFID

0 ?引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）技術(shù)的發(fā)展和“智慧地球”、“智慧城市”等概念的提出，基于高校的建設(shè)也提出了“智慧校園”的概念，高校在現(xiàn)有的數(shù)字校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上，和新的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建智慧校園已勢在必行，高校資源將更有效地得到管理和共享，更好的服務(wù)于教學(xué)、科研和學(xué)習(xí)生活中。

1 ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

（1）物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是一種將信息空間和物理空間有機的結(jié)合，使之任何地點、任何時間、任何事物能互聯(lián)，實現(xiàn)事物的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的一種新型網(wǎng)絡(luò)。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過RFID、GPS、紅感器等傳感設(shè)備對事物進(jìn)行的感應(yīng)識別，并采集其相關(guān)的信息，再通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和處理，真正實現(xiàn)對物質(zhì)世界的智能化、高效化的管理。

隨著世界經(jīng)濟(jì)格局的不斷變革和科技的不斷發(fā)展，世界各國都在積極地建設(shè)自身新的經(jīng)濟(jì)模式，利用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)建信息化產(chǎn)業(yè)，國家才能在未來的國際競爭中立于不敗之地。從美國MIT首次提出物聯(lián)網(wǎng)概念以后，世界各國政府開始關(guān)注和重視對其的發(fā)展;2009年IBM提出了“智慧地球”的概念，歐盟提出了“物聯(lián)網(wǎng)行動計劃”，中國提出了“感知中國”，日韓提出了“智慧泛在”，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各國風(fēng)起云涌，“智慧城市”遍地開花。

2 ?智慧校園物聯(lián)網(wǎng)

（1）智慧校園的概念

智慧校園的概念來源于智慧地球，他的目的在于把學(xué)校的師生、設(shè)備、生活環(huán)境、管理資源有機的聯(lián)系在一起，以提高和強化學(xué)校的信息化管理，并使師生更好地使用學(xué)校資源，實現(xiàn)學(xué)習(xí)、生活的信息化。智慧校園可以在現(xiàn)有的校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)，真正做到校園各資源最大化共享和智能化的管理，為師生提高個性化的服務(wù)。

（2）高校智慧校園建設(shè)的情況

現(xiàn)在各高校都積極的提出了智慧校園的規(guī)劃并加以實施，南京郵電大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中南民族大學(xué)等幾十所高校都已開始了只會校園的建設(shè)當(dāng)中。

北京大學(xué)在《北京大學(xué)“十二五”改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2011～2015）》中明確提出了智慧校園的建設(shè)：“緊緊抓住國家加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加強優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應(yīng)用、構(gòu)建國家教育管理信息系統(tǒng)的機遇，研究制定北京大學(xué)智慧校園建設(shè)規(guī)劃，以物聯(lián)化、集成化、智能化為主要技術(shù)路線，以服務(wù)創(chuàng)新為導(dǎo)向，將智慧導(dǎo)入校園各個系統(tǒng)、過程和基礎(chǔ)設(shè)施中，將信息化深植于教學(xué)、科研、管理和生活的各個方面，全面構(gòu)建智慧校園”。

中南民族大學(xué)在大規(guī)模無線校園網(wǎng)的建設(shè)、運行和維護(hù)經(jīng)驗中，提出了無線大數(shù)據(jù)平臺在中南民族大學(xué)智慧校園建設(shè)中的實踐與應(yīng)用設(shè)想。

就我校而言，大規(guī)模的無線校園網(wǎng)已基本建設(shè)，“一卡通”服務(wù)正在不斷完善當(dāng)中。

3 ?高校智慧校園結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校智慧校園，主要由信息感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、服務(wù)層組成。

（1）感知層

感知層的主要工作是及時準(zhǔn)確的收集的各種信息，主要是通過RFID識別、紅外感應(yīng)器、視頻采集、GPS等技術(shù)和設(shè)備對校園信息進(jìn)行采集和動態(tài)監(jiān)控。

（2）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的主要工作是安全無誤的把從感知層采集到的信息傳送到應(yīng)用層。如何才能做到無論何時、何地都能有效的傳送信息呢？這就需要多種方式的網(wǎng)絡(luò)連接，以有線校園網(wǎng)為基礎(chǔ)，無線校園網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋為智慧校園的建設(shè)提供了穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（3）應(yīng)用層

應(yīng)用層的主要工作是有效的整合和管理各種信息，實現(xiàn)信息的統(tǒng)一管理。基于現(xiàn)有的各項管理系統(tǒng)，例如財務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)籍管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、后勤管理系統(tǒng)等，提供統(tǒng)一的管理平臺，利用云計算、云存儲的技術(shù)和設(shè)備有效地把數(shù)據(jù)整合在一起，實現(xiàn)信息的統(tǒng)一、智能的管理。

（4）服務(wù)層

服務(wù)層的主要工作是為師生提供具體、有效地服務(wù)的平臺。在這個平臺上，師生可以使用共享的教學(xué)資源和科研資源，老師管理和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，查詢相關(guān)的信息，提供生活服務(wù)。

4 ?高校智慧校園的應(yīng)用

隨著近幾年的“智慧校園”的研究和建設(shè)，以高效、統(tǒng)一管理校園資源，實現(xiàn)信息化、科學(xué)化的校園管理為目標(biāo)，在教學(xué)、科研、管理、生活、服務(wù)等方面實現(xiàn)了智慧應(yīng)用。

（1）教學(xué)服務(wù)

智慧教學(xué)下的管理，可以更全面更實用的為教學(xué)服務(wù)，學(xué)生不僅可以隨時隨地的學(xué)習(xí)、提交學(xué)習(xí)報告、查詢資料，還可以和老師在線討論、參與課程討論;老師可以隨時批改作業(yè)，及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時給予指導(dǎo)，利用智慧教學(xué)平臺，大大增加了師生的交流的時間;同時，基于該平臺可以實現(xiàn)更多樣的考查方式，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

利用智慧教學(xué)平臺，學(xué)生可以及時查看教室和開放實驗室的當(dāng)前的使用情況，根據(jù)需求，自主的選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，完成自己的課后實驗或設(shè)計，最大化的為學(xué)生提供及時、有效地資源服務(wù)。

（2）科研服務(wù)

智慧校園能有效管理學(xué)校各類科研項目，師生可以查看感興趣的項目情況，積極參與到學(xué)校的科研項目中;同時，通過科研平臺能夠及時了解更多的科研信息，促進(jìn)科研的研究、調(diào)整科研進(jìn)度并更最大的實現(xiàn)科研項目之間的協(xié)助，提高了科研團(tuán)隊的工作效率。

（3）資源共享

在智慧校園平臺上，可以提供許多教學(xué)、科研、管理、生活中的學(xué)習(xí)資源，為師生自主學(xué)習(xí)提供高品質(zhì)的學(xué)習(xí)資料，例如：本校的精品課程的建設(shè)、開放實驗設(shè)計、科研研究資源、在線學(xué)習(xí)等;同時，可以提供更多資源的鏈接，例如：中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、超星數(shù)據(jù)圖書館等學(xué)習(xí)資源。

（4）生活服務(wù)

在智慧校園平臺上，師生可以查詢學(xué)校的相關(guān)規(guī)則制度，了解相關(guān)部門的工作流程。隨著虛擬校園平臺的提供，我們可以在虛擬校園里“散步”，快速的熟悉學(xué)校環(huán)境;還可以設(shè)定場景和人物，去了解各部門工作的流程，更快的適應(yīng)和了解學(xué)校各項工作。

為了更好的服務(wù)于學(xué)生，以一卡通為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在各高校開始建設(shè)。過去，學(xué)生吃飯要飯卡，打水要水卡，到圖書館借書要借閱證，去醫(yī)務(wù)室要醫(yī)療卡，學(xué)校交費要銀行卡，而以一卡通為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)將各種卡的功能進(jìn)行整合，實現(xiàn)一卡完成多項功能，同時能及時查詢自己在校的各種消費情況，給師生的生活帶來了太多的便利。

（5）智能監(jiān)控

為了有效地管理設(shè)備資源，為師生提供更安全的服務(wù)，在智慧校園的平臺上可以對學(xué)校公共空間做到有效地監(jiān)管，同時也可以有效對師生進(jìn)行考勤的管理;例如設(shè)置門禁、視頻監(jiān)控和紅外感應(yīng)器等設(shè)備。

為有效地管理教學(xué)秩序，基于本平臺，教師可以及時查看學(xué)生是否到勤，根據(jù)需要啟動教室的移動信號的屏蔽儀，有效地防止學(xué)生上課時用手機上網(wǎng)。

教室管理人員可以及時了解各教室情況，對教室中的電燈、電風(fēng)扇、多媒體設(shè)備進(jìn)行及時的打開和關(guān)閉。

5 ?總結(jié)

智慧校園將真正為師生提供人與人、人與校園、人與物、物與物的和諧共處、節(jié)約高效的泛在網(wǎng)絡(luò)和管理智慧。目前，智慧校園建設(shè)還存在很多知識、技術(shù)方面的問題：智慧校園建設(shè)的技術(shù)還不成熟;個人資源信息的高度集中下網(wǎng)絡(luò)安全存在很大隱患;智慧校園對校園的信息化管理如何避免一些不人性化的操作;諸多問題都需要我們?nèi)W(xué)習(xí)和解決，智慧校園的建設(shè)將任重而道遠(yuǎn)。

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本文為江西省教育規(guī)劃項目“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的智慧校園構(gòu)建與泛在服務(wù)模式創(chuàng)新研究”（11YB060）的部分研究成果