基于NB－IoT／LTE的校園學(xué)生用戶畫(huà)像

【摘要】推進(jìn)智慧校園的建設(shè)，學(xué)生用戶數(shù)據(jù)的積累分析后，獲取學(xué)生生活、學(xué)習(xí)等規(guī)律，給學(xué)生管理部門(mén)提供對(duì)學(xué)生安全管理真實(shí)數(shù)據(jù)參考，又能使后勤部門(mén)掌握學(xué)生生活喜好并及時(shí)調(diào)整后勤服務(wù)，教務(wù)學(xué)習(xí)管理部門(mén)還可以據(jù)此對(duì)學(xué)生進(jìn)行規(guī)劃學(xué)習(xí)方向。

【關(guān)鍵詞】智慧校園；NB-IoT/LTE；用戶畫(huà)像

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)及研究意義

（一）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)

（1）NB-IoT（NarrowBandInternetofThings，窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)）是新興的技術(shù)，2017年國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)開(kāi)發(fā)中，預(yù)計(jì)在2018年將會(huì)出現(xiàn)第一批次商用設(shè)備和商用網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)2020年全球?qū)⒉渴?0億NB-IoT設(shè)備。（2）學(xué)生用戶畫(huà)像技術(shù)，基于采集到的數(shù)據(jù)類(lèi)型和格式，需要?jiǎng)?chuàng)立數(shù)據(jù)挖掘的算法。國(guó)內(nèi)外關(guān)于用戶畫(huà)像的分析技術(shù)多應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，特別是推薦算法中的“猜你喜歡”方向等領(lǐng)域。

綜上所述，基于NB-IoT/LTE的校園學(xué)生用戶畫(huà)像國(guó)內(nèi)從2016年開(kāi)始國(guó)內(nèi)開(kāi)始研究，國(guó)外還未涉及到此領(lǐng)域。

（二）研究意義

（1）NB-IoT是新興的行業(yè)，是物聯(lián)網(wǎng)的重要發(fā)展分支，通過(guò)將NB-IoT設(shè)備制成學(xué)生一卡通，則可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生多維度數(shù)據(jù)采集。（2）學(xué)生均隨身攜帶手機(jī)，利用手機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)信息可以代表學(xué)生的身份，尤其是現(xiàn)在國(guó)家推行實(shí)名制手機(jī)業(yè)務(wù)，可以準(zhǔn)確識(shí)別學(xué)生；再配合LTE（LongTerm Evolution）技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生多維度數(shù)據(jù)采集。（3）分析學(xué)生在校門(mén)口出入的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生安全管理。（4）通過(guò)多維數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生畫(huà)像，可以充分的了解學(xué)生的愛(ài)好和需求，改善校園的基礎(chǔ)設(shè)施，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、研究的主要內(nèi)容

（1）本方案學(xué)生識(shí)別采用現(xiàn)階段最為先進(jìn)的NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)，研究將其制作成校園一卡通的技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)的采集。（2）本方案采用大數(shù)據(jù)分析為核心，對(duì)學(xué)生用戶的多維采集數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)合適的挖掘算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生用戶畫(huà)像，針對(duì)學(xué)生用戶的特點(diǎn)制定智慧校園策略。（3）本方案智慧校園實(shí)施作為應(yīng)用重點(diǎn)，研究學(xué)生的準(zhǔn)確識(shí)別，繪制學(xué)生出入規(guī)律，保障學(xué)生的人身安全；研究學(xué)生的飲食習(xí)慣，提供學(xué)生最喜歡的飲食；研究學(xué)生的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，開(kāi)設(shè)學(xué)生最需要的課程。

三、基本思路和方法

（1）學(xué)生識(shí)別方面采用NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以獲取用戶海量的記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)輔以LTE網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)，用戶每小時(shí)的采集數(shù)據(jù)甚至可以達(dá)到億級(jí)別。（2）本方案基于大數(shù)據(jù)展開(kāi)，設(shè)計(jì)合適的學(xué)生畫(huà)像算法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行精確畫(huà)像，實(shí)現(xiàn)智慧校園。

四、技術(shù)路線及實(shí)驗(yàn)方案

（一）技術(shù)路線

本研究分為三個(gè)部分，第一部分是學(xué)生識(shí)別，通過(guò)NB-IoT技術(shù)和LTE技術(shù)，對(duì)學(xué)生的多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這部分海量學(xué)生行為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于大數(shù)據(jù)平臺(tái)中。第二部分是用戶畫(huà)像，針對(duì)學(xué)生大數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)用戶畫(huà)像算法，可以采用多維多級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)不同的畫(huà)像算法。第三部分是智慧校園，對(duì)獲得準(zhǔn)確畫(huà)像的學(xué)生實(shí)施智慧方案，讓學(xué)生周邊環(huán)境更安全，學(xué)習(xí)知識(shí)更完善，生活更方便。

（二）實(shí)驗(yàn)方案

（1）對(duì)于學(xué)生識(shí)別需要緊跟時(shí)代的潮流，NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在飛速的發(fā)展，預(yù)計(jì)2020年全球?qū)⒉渴?0億部設(shè)備，通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生一卡通設(shè)備，可以準(zhǔn)確地采集學(xué)生的日常信息。（2）對(duì)于學(xué)生用戶畫(huà)像需要建立自由的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)積累階段可采用SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)安置實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，當(dāng)學(xué)生數(shù)據(jù)達(dá)到百億級(jí)別后，可以采用Hadoop解決方案。用戶畫(huà)像算法可采用多維多級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)。（3）對(duì)于智慧校園需要進(jìn)行一系列的校園智慧舉措，例如修改每日出入校園時(shí)刻表，增加安保措施，制作學(xué)生喜愛(ài)的菜肴，開(kāi)設(shè)學(xué)生渴求的課程。

五、可行性分析

（1）技術(shù)可行性。LTE網(wǎng)絡(luò)的用戶識(shí)別技術(shù)是識(shí)別用戶的唯一標(biāo)識(shí)（例如手機(jī)號(hào)，IMSI，IMEI）信息，從而能夠有效且準(zhǔn)確地確定某個(gè)用戶。（2）經(jīng)濟(jì)可行性。NB-IoT設(shè)備的特點(diǎn)就是價(jià)格低廉地省電和穩(wěn)定，本專(zhuān)題選用價(jià)格低的NB-IoT設(shè)備可以極大地解決投資情況。

本方案采用LTE基站識(shí)別技術(shù)，技術(shù)成熟，所用設(shè)備集成度高，價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

六、主要觀點(diǎn)及創(chuàng)新

（1）利用每個(gè)學(xué)生都會(huì)隨身攜帶的手機(jī)，且手機(jī)實(shí)名制后對(duì)學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確區(qū)分，利用LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠很好地采集學(xué)生日常行程數(shù)據(jù)。（2）通過(guò)窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT制作的校園一卡通設(shè)備能夠收集到學(xué)生的消費(fèi)、借閱數(shù)據(jù)，其中NB-IoT設(shè)備可以工作10年以上，使用方便。

參考文獻(xiàn)

[1]蜂窩上的萬(wàn)物互聯(lián)：NB-IoT.未來(lái)移動(dòng)通訊論壇[EB/OL]. 2016-02-03：http：//www.future-forum.org/2009cn/onews.asp？id=5627.

[2]3GPP通過(guò)NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)[EB/OL]. 2016-06-28：http：//zhuanti.cww.net.cn/news/html/2016/6/28/2016628184132970.htm.

作者簡(jiǎn)介：王紅（1982—），女，山東德州人，副教授，研究方向：嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)方向。