一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧教室方案的設(shè)計與實現(xiàn)探究

李迎春

摘 要： 隨著中國社會經(jīng)濟水平的不斷提升，人民在滿足了溫飽的基本需求后，就逐漸的將目光轉(zhuǎn)到了關(guān)乎到未來發(fā)展的教育事業(yè)上，而提到教育，現(xiàn)在最為引人注目的大概就是建設(shè)智慧校園，所謂的智慧校園就是將教室內(nèi)的設(shè)備管理、教學(xué)過程中的網(wǎng)絡(luò)化信息化建設(shè)等工作，而這其中比較重要的就是怎樣將教室內(nèi)的教學(xué)設(shè)施通過現(xiàn)代化手段進行高效、便捷的管理。這篇文章就立足于目前中國智慧校園的建設(shè)基本情況，對于怎樣管理教學(xué)設(shè)施進行了探討，并且將物聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)引入其中，設(shè)計了一套具有極高的可操作性的管理系統(tǒng)，希望能夠為同行業(yè)的從業(yè)者提供一些借鑒，并且全面推動我國智慧校園以及智慧教室的發(fā)展水平。

關(guān)鍵詞： 智慧教室； 物聯(lián)網(wǎng)； 人體位置檢測； 燈光控制；

【中圖分類號】 TN929.5 【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 2236-1879（2017）12-0038-02

引言

國際商用機器公司在近年來提出了一個全新的“智慧地球”的思路，而這種全新的思路的提出就為我們著力發(fā)現(xiàn)的教育事業(yè)上提供了全新的契機，許多專家學(xué)者基于智慧地球的全新理念，開發(fā)出一個名為“智慧校園”的教育方面的新型控制手段，這種全新的智慧化管理模式能夠大大的提升中國目前教室設(shè)備管理以及校園基礎(chǔ)設(shè)施管理水平。而在這其中，與實際教學(xué)關(guān)系最為密切的就是智慧教室的建立，它在整個智慧化系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，但是在發(fā)現(xiàn)了重要性的基礎(chǔ)上，并沒有太多的人對如何操作進行研究，智慧教室也可以稱為未來教室、靈敏教室等等，它不僅僅是一種思維，更是真實存在的一種現(xiàn)代化信息化的控制系統(tǒng)和設(shè)施設(shè)備，將這種智能化的教室落成之后，就能夠為教師們改善自己的教學(xué)手法提供基礎(chǔ)支持，也能夠為教育改革的進步保駕護航。這就從一個側(cè)面反應(yīng)出了智慧教室的重要性。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧教室體系架構(gòu)

經(jīng)過實際調(diào)查和對多年教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)，中國現(xiàn)在的許多民辦高校和大專類院校在教學(xué)設(shè)施上的建設(shè)還非常的粗略，一般只有照明設(shè)施、投影儀、屏幕等一些非常常見的東西，這些設(shè)備一般都會總在為學(xué)生們播放音頻、視頻或者教師做的ppt等，直接為學(xué)生們的學(xué)習(xí)生活進行服務(wù)，或者是在課程結(jié)束以后，可能有一些學(xué)生會來到教室進行自主的復(fù)習(xí)，這個時候也可能會用到這些設(shè)施。我們在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)備現(xiàn)在的應(yīng)用方法非常不便，直接影響到學(xué)生們的學(xué)習(xí)效率和教師的教學(xué)質(zhì)量，這套應(yīng)用還具有很多可以改進的地方，舉個例子來說，現(xiàn)在教室內(nèi)的多媒體設(shè)備想要使用，就需要讓學(xué)生踩著很高的椅子桌子上去按動開關(guān)，或者是屏幕出現(xiàn)故障的時候就需要把全部的燈都關(guān)掉，以背景墻作為屏幕進行投影，有的院校中甚至不是每一個教室都配備了多媒體設(shè)備，想要應(yīng)用的時候就需要整個班級的同學(xué)都移動到另一個教室，而教師和教育資源的調(diào)配人員也不知道哪個教室的設(shè)備正在使用，導(dǎo)致在集體性課程的時候就會出現(xiàn)班級使用混亂的情況，另外就是能源浪費的問題，我們經(jīng)?？梢钥吹揭粋€班級里面已經(jīng)沒有學(xué)生了，但是多媒體設(shè)備仍然開著或者是仍然燈火通明，這都是一筆不小的支出?，F(xiàn)在除了教育事業(yè)，最受關(guān)注的就是物聯(lián)網(wǎng)這個詞匯，所以我們在研究中就對如何將物聯(lián)網(wǎng)與教育事業(yè)相結(jié)合進行了探討，最后我們發(fā)現(xiàn)，可以將一些先進的傳感器和遠程的控制手段引入到教室設(shè)施的管理中去，舉個例子來說，在教室中可以設(shè)置一個監(jiān)測屋內(nèi)紅外線的設(shè)施，如果發(fā)現(xiàn)屋內(nèi)并沒有能夠發(fā)射紅外線的事物存在，就可以通過網(wǎng)絡(luò)化的管理系統(tǒng)，將屋子里面的燈和多媒體關(guān)掉，這樣就能夠在很大程度上減少能源的浪費，減少學(xué)校在這方面的開支。

2 人體位置檢測

上文提到過，我們可以在教室中安置好各種傳感設(shè)備，從而達到對教室內(nèi)的設(shè)施進行遠程監(jiān)控和管理的基本目標(biāo)，而這一切的最終目的就是為了能夠?qū)υO(shè)施設(shè)備進行控制，減少能源浪費和一應(yīng)支出。而我們想要達到智慧化管理的效果，就必須要知道教室的各個角落是否有人，有多少人，這樣才能根據(jù)實際的情況，將照明設(shè)備、換氣設(shè)備的工作頻率以及工作時間調(diào)整好，目前有一種剛剛投入使用的傳感器就正好能夠滿足這樣的要求，它包括監(jiān)控設(shè)備和信息傳輸設(shè)備兩個方面，由監(jiān)控設(shè)備判斷整個教室中的人員分布，而信息傳輸設(shè)備則是利用現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)技術(shù)將收集到的數(shù)據(jù)傳輸給控制管理系統(tǒng)，這樣就能夠達到根據(jù)人數(shù)的分布來控制各種設(shè)備的工作方案的目的。在進行真正的教室人體傳感系統(tǒng)建設(shè)的過程中，我們可以將一整個教室分為四個區(qū)域，然后針對每一個區(qū)域的特殊情況再設(shè)定好該區(qū)域的監(jiān)測設(shè)備和信息傳輸設(shè)備，這樣既能為每個傳感器的順利工作提供保證，又能夠在整個教室的監(jiān)測過程中，確保不出現(xiàn)一塊死角，從而實現(xiàn)對整個教室的完美智慧化管理。

3 燈光控制

一個教室主要的耗能設(shè)施就是照明設(shè)備，如果我們能夠把照明設(shè)備的開關(guān)管理工作做好，就能夠在很大的程度上提升節(jié)能減排工作的工作水平，也能夠為學(xué)校減少整體支出，關(guān)于如何遠程控制教學(xué)場所中的照明設(shè)備，已經(jīng)有許多的專家學(xué)者提供了自己的手段和方法，而在這篇文章中，我們就提出了一種全方位、立體化、多層次的照明設(shè)備管理手段，一個教室不是每天都是整天在上課的，有的時候在結(jié)束課程之后，會有一些學(xué)生在這兒進行復(fù)習(xí)和明天的預(yù)習(xí)，這種情況下，人數(shù)較少就不必要將照明設(shè)備開到與整個班級上課的時候的水平，只需要能夠滿足幾個學(xué)生學(xué)習(xí)的要求就可以了。所以我們在研究中就發(fā)現(xiàn)，我們可以利用相關(guān)的傳感器，計算好哪個位置有學(xué)生以及學(xué)生的人數(shù)，而后將數(shù)據(jù)傳送給控制系統(tǒng)，最后由控制系統(tǒng)將這個班級的照明設(shè)備調(diào)配至最符合要求的亮度，這樣就能夠在很大程度上減少照明設(shè)備帶來的浪費。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

為了解決以上的幾種情況，我們就可以針對每一種要求設(shè)計出獨立的控制系統(tǒng)和監(jiān)測設(shè)施，而后將其進行集成化安裝，將整個智能教室的系統(tǒng)分為軟件和硬件兩個部分，軟件設(shè)施主要就是遠程控制系統(tǒng)和信息傳輸系統(tǒng)，這兩個主要是負責(zé)將硬件設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)進行歸納整理，并且進行分析，而后將分析結(jié)果傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)中去。而硬件設(shè)備就是負責(zé)對教室中人數(shù)、學(xué)生的分布情況、溫度、濕度等具體數(shù)據(jù)進行采集和分類，負責(zé)的主要是前期的工作，最后需要注意的就是遠程控制系統(tǒng)，一定要能夠準確、高效的識別出教室的位置和對應(yīng)的開關(guān)，并且及時的將教室內(nèi)的設(shè)施設(shè)備關(guān)閉。只有做好了整個系統(tǒng)的集成化建設(shè)，才能真正的發(fā)揮出各個部分的重要作用，才能體現(xiàn)出智慧化教室建設(shè)的積極意義。在實際建設(shè)中，除了要求工作人員要對自己的本職工作具有足夠的耐心和責(zé)任心，還需要他們具有十分高超的專業(yè)素養(yǎng)，這樣才能保證智慧化教室系統(tǒng)化的建成。

5 結(jié)語

總而言之，智慧化教室的建設(shè)有利于整個校園智慧網(wǎng)絡(luò)的建成，我們在工作中必須要結(jié)合不同的學(xué)校的具體情況，設(shè)計出最符合使用要求的管理系統(tǒng)和整體方案，并且依照設(shè)計方案一絲不茍的將硬件設(shè)施安裝妥善，從而將高度發(fā)達的物聯(lián)網(wǎng)思維與最為重要的教育事業(yè)進行有機的融合，為我國教育事業(yè)的不斷進步打下堅實基礎(chǔ)，并推動中國教育改革做出一份貢獻。