物聯(lián)網(wǎng)技術在高校校園中的應用探討

王曉雨

摘要：物聯(lián)網(wǎng)是新一代的信息技術之一，在高校校園網(wǎng)的基礎上結合物聯(lián)網(wǎng)技術，使得學校管理更為人性化、智能化，真正樹立以學生為主體的校園管理理念。本文首先對物聯(lián)網(wǎng)的相關概念進行了闡述，然后重點探討了物聯(lián)網(wǎng)技術在高校校園安全防范、教學管理工作、學生校園生活等方面的應用。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) RFID 傳感器 校園網(wǎng)

中圖分類號：TP303 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0230-01

物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一次網(wǎng)絡大浪潮，隨著信息化社會建設的不斷加快， 高校的信息化教育也在不斷改進， 正在從“數(shù)字校園”向“智慧校園”轉變。智慧校園是物聯(lián)網(wǎng)技術在校園中的一種集成應用，通過對傳感數(shù)據(jù)的集中管理和大量信息的智能處理，形成了集學校管理、教育和服務為一體的應用模式。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概述

目前對物聯(lián)網(wǎng)的普遍定義就是利用射頻識別（RFID）、無線傳感器網(wǎng)絡、嵌入式系統(tǒng)和信息處理等關鍵技術，通過射頻標簽、射頻讀寫器、紅外掃描器、傳感器等信息感知設備獲取物體或人的相關信息，按照物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議完成感知信息之間的相互交換和共享的先進網(wǎng)絡技術。根據(jù)信息生成、處理和應用過程，可以把物聯(lián)網(wǎng)分為4層：感知識別層、網(wǎng)絡構建層、管理服務層和綜合應用層[1]。感知識別層主要負責數(shù)據(jù)采集，通過射頻識別、無線傳感器、紅外、藍牙等信息自動生成設備，對信息展開長期、大規(guī)模、實時的獲取。網(wǎng)絡構建層主要完成信息的傳輸，將感知識別層采集的數(shù)據(jù)接入到互聯(lián)網(wǎng)中，提供給管理服務層，是實現(xiàn)物與物互聯(lián)的重要基礎設施[2]。管理服務層主要對信息進行處理，可以將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效、可靠地組織起來，為上層行業(yè)的應用提供支持。在綜合運用層，物聯(lián)網(wǎng)繼承了互聯(lián)網(wǎng)功能：電子郵件、文件傳輸，又實現(xiàn)了以用戶為中心的應用：萬維網(wǎng)、視頻點播、在線游戲、社交網(wǎng)絡、電子商務，再發(fā)展到物品追蹤、智能交通、智能家居、智能辦公、智能物流、智能電網(wǎng)[3，4]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在校園安防中的應用

將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到校園安防系統(tǒng)中，就可以對高校校園的安全管理進行實時監(jiān)控。通過將學校原有的視頻監(jiān)視系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)中的射頻識別、紅外感知、電子標簽等技術相結合，再設置相應不同等級的安全報警系統(tǒng)，便可以建立智能化的校園安全防范系統(tǒng)，實現(xiàn)不同安全級別門禁系統(tǒng)的管理，保障師生安全。比如當學生處在校園偏僻地區(qū)或危險區(qū)域時，RFID讀寫器會讀取學生卡片內(nèi)的信息，并向?qū)W生發(fā)出危險提示的信息，此時相關的信息也會自動上傳到學校的監(jiān)控室，并且當學生遇到突發(fā)事件時，可通過觸發(fā)應急報警裝置上的按鈕或者在RFID讀寫器感應區(qū)域內(nèi)刷卡報警，從而有效地預防和阻止校園的安全事故的發(fā)生。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術，還可以對進入校園的車輛進行監(jiān)控和定位，能對校園的交通狀況進行有效管理，在校園各出入口及路邊安裝固定的RFID讀寫器，可以記錄出入的車輛及其在校內(nèi)的行駛情況，這樣可以規(guī)范車輛在校園內(nèi)的行駛和停放，對超速、亂停亂靠等違規(guī)行為進行監(jiān)督。另外為了防止物品被盜，可以在教師辦公室、學生宿舍以及校內(nèi)重要物品上安裝電子標簽；為了預防火災發(fā)生，可以在宿舍、實驗室、食堂等場所安裝煙霧和溫度傳感器等。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在教學管理方面的應用

3.1 考勤中的應用

高校課堂考勤是教學管理中的重要環(huán)節(jié)之一，出勤率直接影響到每個學生該科的平時成績，輔導員或班主任也會把它做為評定獎學金的重要參考。針對課堂中存在的缺勤，遲到、早退的現(xiàn)象，傳統(tǒng)方法是由任課教師逐個點名，需要花費許多時間和精力，效率低并且還占用教學時間。通過物聯(lián)網(wǎng)技術可以建立高效的考勤系統(tǒng)，主要是通過感知網(wǎng)絡進行考勤數(shù)據(jù)信息采集，學校給每個學生發(fā)放一個RFID標簽，該標簽上記錄了學生的學號、姓名等基本信息，當學生進入教室的時候，讀卡器就會讀取學生的信息，并將其上傳到中心服務器，服務器再對考勤系統(tǒng)中每個學生的考勤記錄進行對比，統(tǒng)計其出勤率。

3.2 教學中的應用

高校課堂教學中引入物聯(lián)網(wǎng)技術可以大大提高教學質(zhì)量，數(shù)字化校園建設中，人們已經(jīng)通過互聯(lián)網(wǎng)教學獲取了豐富的教育教學資源，但是互聯(lián)網(wǎng)的局限在于它的虛擬性，缺少真實的感知。而物聯(lián)網(wǎng)技術的引入，可以使真實空間與虛擬學習環(huán)境實現(xiàn)有機結合，創(chuàng)造真實互動的智能化教學環(huán)境，比如在實驗課中，可以根據(jù)無線傳感技術、視頻監(jiān)控技術來搭建真實的微型化實驗環(huán)境，通過對實驗數(shù)據(jù)的實時獲取，學生可以全程觀察和記錄實驗的整個過程，使學生身處課堂之中，卻可以真切的感受到真實的場景，讓學生體驗到只有實踐才能感知到的知識和感悟，從而拓展學生的知識空間與視野，并提高學習的興趣。另外，在教學質(zhì)量評估中，可通過物聯(lián)網(wǎng)技術對教師課堂教學進行監(jiān)控監(jiān)督，教務管理部門也可以通過物聯(lián)網(wǎng)終端設備掌握學生和教師對整個教學環(huán)節(jié)的反饋情況，對教學中存在的問題及時進行修正，從而實現(xiàn)高校教學工作管理優(yōu)化的目的。

3.3 圖書館中的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術在圖書館中的應用主要是利用RFID技術、電子標簽技術對圖書實時跟蹤，感知圖書的信息。圖書的借還可以在無人狀態(tài)下運行，實現(xiàn)自助。用戶借還圖書時，只需將自己的借閱證放在圖書館中的圖書管理系統(tǒng)的可視化界面進行掃描，RFID系統(tǒng)就可讀取借閱證中的讀者信息，再讀取圖書RFID標簽中的數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡與圖書館的管理系統(tǒng)相連，就可完成圖書的借還，無需專業(yè)的圖書館管理人員進行處理，用戶檢索圖書時也能快速定位圖書的具體位置。另外圖書館管理人員進行圖書盤點時，手持專用的RFID讀寫器，對書架上的圖書進行掃描閱讀，即可對雜亂的圖書進行分類、整理、盤點工作，方便快捷。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術在學生生活方面的應用

4.1 校園食堂中的應用

高校食堂是學生在校生活的重要場所，食品安全和食品衛(wèi)生關系到每個學生的身心健康。借助于RFID技術和智能編碼技術，對每天進入食堂倉庫的每一批次食品分類編碼并粘貼上相應的RFID標簽，標簽上記錄著食品的品名、類型、生產(chǎn)日期及保質(zhì)期等相關信息，在食品倉庫中安裝RFID智能讀寫器，將讀取到的食品信息，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)庫中，便可以實現(xiàn)對庫存食品信息的實時感知，使管理者及時發(fā)現(xiàn)和處理過期食品，消除食品安全隱患。另外，通過RFID技術還可以將食品生產(chǎn)、加工、銷售的各個環(huán)節(jié)連接起來，甚至可以逆向追蹤到食品的產(chǎn)地、生產(chǎn)者等信息，這樣可以優(yōu)選供貨商，并且如果出現(xiàn)食品問題時能快速追蹤到問題環(huán)節(jié)，并采取有效措施，使危害降到最低。

4.2 學生宿舍中的應用

為了保證學生住宿的安全，學校可在學生宿舍樓入口處設置RFID讀寫器，并加設智能門禁系統(tǒng)，禁止無關人員進入宿舍，學生進出宿舍必須刷卡，卡里整合有RFID標簽，記錄著學生信息，該系統(tǒng)會自動記錄人員出入情況，并生成多次無刷卡記錄或者晚歸學生的名單，通過此名單學管科和宿舍管理員可以對晚歸、未歸的學生及時處理。另外，利用物聯(lián)網(wǎng)技術還可以對宿舍內(nèi)的照明、供電供水設備實行遠程監(jiān)控和實時感知，實現(xiàn)節(jié)能減排，智能地節(jié)水節(jié)電的目的，并可預防火災的發(fā)生，如遇緊急情況也可及時疏散學生。

4.3 校園消費中的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術還可以應用于學生的校園消費方面，包括食堂就餐、洗衣以及超市購物等。運用RFID技術整合校園一卡通，如前所述，每個學生都擁有一張含有RFID電子標簽的校園一卡通，卡里包含學生個人信息及資金信息，在食堂、超市等消費場所設置RFID閱讀器，學生刷卡消費時，閱讀器就會將讀取的信息通過智能消費管理系統(tǒng)網(wǎng)絡傳遞至數(shù)據(jù)處理中心，利用校園一卡通的電子支付功能，對消費管理后臺數(shù)據(jù)庫的查詢，讀取卡上資金余額，將當前消費的金額扣除，并實時更新電子錢包及數(shù)據(jù)庫中的信息，使得學生在學校中真正能夠?qū)崿F(xiàn)“一卡在手，遍走校園”的境界。

5 結語

物聯(lián)網(wǎng)技術在高校校園中的各項應用，使得學校的教學和管理更為科學合理，為教育事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了全面的感知，高效的管理和優(yōu)質(zhì)的服務。

參考文獻

[1]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導論[M].北京：科學出版社，2011.

[2]王濤.無線網(wǎng)路技術導論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[3]劉強，崔麗，劉海明.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與運用[J].計算機科學，2010（6）：1-4.

[4]陳海明，崔莉，謝開斌.物聯(lián)網(wǎng)體系結構與實現(xiàn)方法的比較研究[J].計算機學報，2013，36（1）：168-188.