物聯(lián)網(wǎng)教育應用的標準建設研究

牛作領

（西安交通工程學院，陜西 西安 710300）

物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，促進了學校的智能化發(fā)展，方便了校園管理?；谖锫?lián)網(wǎng)的智慧校園的標準建設和發(fā)展，將使校園教學生活更加生動，校園標準建設管理更加科學規(guī)范。物聯(lián)網(wǎng)在學校標準建設管理中的應用和智能校園標準建設已成為學校管理的一個新的研究方向。智慧校園的建立可以有效地消除教學生活的枯燥，讓校園標準建設管理更加科學高效。物聯(lián)網(wǎng)在學校標準建設管理中的應用，可以給師生的學習和日常生活帶來更多的便利，提高學校的教學水平，建設安全校園。因此，在時代發(fā)展的步伐下，有必要對基于物聯(lián)網(wǎng)智能校園的建設與發(fā)展進行分析和研究。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)簡介

首先，基于互聯(lián)網(wǎng)的通用網(wǎng)絡，互聯(lián)網(wǎng)是事物技術互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎和核心。它通過各種有線和無線網(wǎng)絡連接到因特網(wǎng)，傳輸實時準確的物業(yè)信息。二是各種傳感器技術的廣泛應用，包括RFID 技術、傳感器技術、納米技術和智能嵌入式技術。此外，為了實現(xiàn)對象的智能控制，使用各種智能技術來分析和處理感知的數(shù)據(jù)和信息。物聯(lián)網(wǎng)的這些特性將改變人們接收信息的方式，將信息收集、處理和傳輸?shù)娜^程有機地聯(lián)系起來，實現(xiàn)實時智能通訊。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)架構

物聯(lián)網(wǎng)的架構由以下組成：第一層是集成傳感器層，第二層是可靠傳輸層。集成獲取層使用各種可用獲取裝置來實現(xiàn)諸如傳感器之類的對象的實時動態(tài)獲取。就像人的感覺一樣，他們可以實時檢測和收集數(shù)據(jù)。因此，在考慮裝置的低成本的同時，有必要綜合靈活地提高感知能力的設計和開發(fā)。通過各種信息網(wǎng)絡和因特網(wǎng)的集成，準確可靠地實時傳輸感知信息。

2 物聯(lián)網(wǎng)校園教育的重點研究

2.1 明確建設目標

物聯(lián)網(wǎng)應用于學校標準建設時，最重要的內容就是明確建設目標。學校應堅持“以人為本”的理念。結合學校實際情況，采用先進的傳感器設備，對學校的教學、后勤、科研等方面進行有效標準建設管理。同時，學校應將物聯(lián)網(wǎng)技術的便利性與學校標準建設管理相結合，整合各種信息，實現(xiàn)智慧校園教育，促進物、人、物的協(xié)調，為師生提供更好的服務。

2.2 營造智能化教育教學環(huán)境

雖然可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲得豐富的學習教材，但虛擬學習環(huán)境缺乏實質性。物聯(lián)網(wǎng)的引入可以實現(xiàn)現(xiàn)實世界對象的連接、物理空間和數(shù)字信息空間的連接、現(xiàn)實空間與虛擬學習環(huán)境的有效融合。賦予教學環(huán)境中的每一個對象數(shù)字化、互聯(lián)互通、可視化的特征，學生可以感知教室里自然和現(xiàn)實的場景，有效促進人與電腦的相互作用和人與環(huán)境之間的相互作用。

2.3 設置模塊功能

首先，設置身份管理模塊。所謂的身份管理模塊主要用于智能校園中的身份認證，一般分為三類：教師用戶、學生用戶和外部用戶。教師和員工用戶有員工編號，學生用戶有學生編號。外部用戶在進入智能校園系統(tǒng)之前必須注冊并獲得系統(tǒng)管理員的批準。由于智能校園的用戶身份不同，需要設置不同的訪問權限。智能校園管理模式可以很好地保護智能校園網(wǎng)。其次建立智能教學模塊。智能教學模塊在智能校園中發(fā)揮著重要作用，主要包括智能課程、智能教室、教學設備、實驗培訓和智能評估。智能教學模塊將有效提高學生的學習積極性，提高網(wǎng)絡使用效率，豐富教師的教學方法。

2.4 實現(xiàn)學校的可視化管理

智能校園中的互聯(lián)網(wǎng)利用實現(xiàn)了校園物理對象的連接，綜合認識校園環(huán)境，取得最新的數(shù)據(jù)信息，實時反饋相關信息。另外，在利用互聯(lián)網(wǎng)的校園環(huán)境中，教師和學生之間的識別和管理可以容易地進行。為了保證學校教室環(huán)境的視覺監(jiān)視安全系統(tǒng)，可以設置能夠檢測人的運動，光、聲音、溫度的傳感器，并連接到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)智能控制，全面實施學校教學管理。

2.5 拓展學習空間

物聯(lián)網(wǎng)技術可以拓展學習空間，提供無處不在的服務。它可以激發(fā)學生將課堂所學的理論知識與相關實例相結合，彌合理論知識與實踐之間的差距。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，將校園教育資源與相應企業(yè)、企業(yè)的相關資源連接起來，建立校企雙向互動。同時，教育標準建設管理模式也可以推廣到整個區(qū)域，可提供跨領域、跨地域的泛在智能學習服務，提供泛在資源管理服務。

2.6 改變教學方法

首先，在智能校園標準建設中，教師不需要在教學計劃上花費太多時間。在課堂上，他們只需要通過物聯(lián)網(wǎng)使用語音指令操作教學設備，提高了教學效果。其次，教師可以將事物的互聯(lián)網(wǎng)感測技術與教學相結合，讓學生提高知識積累，拓寬學生學習渠道，極大刺激學生的學習興趣。

3 物聯(lián)網(wǎng)在校園教育中的應用

科技對教育的發(fā)展起到了促進作用。物聯(lián)網(wǎng)技術應用不僅可以改變和優(yōu)化教育教學環(huán)境，還可以更新教育理念，推動學校標準建設管理和教學方式的創(chuàng)新，進一步促進師生共同發(fā)展。

3.1 平安校園

物聯(lián)網(wǎng)在校園的應用有利于建設安全校園，維護校園安全。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，學校也建立了相應的安全體系。在校園道路和警衛(wèi)辦公室安裝了監(jiān)控攝像頭，以確保校園安全。當學校發(fā)生不安全事故時，可以立即重復進行電子監(jiān)控，以提高校園安全。在校園建設過程中，可以核實未進入校園學生的身份，有效控制未進入校園學生的身份，確保未進入校園學生的安全。另一方面，學?？梢园惭b智能傳感器。當發(fā)生不安全事故時，智能校園管理中心將立即進行預警和預測，并采取應急措施解決問題。同時，借助網(wǎng)絡技術，可以監(jiān)督教師和學生的出勤情況，最終提高學校的教學水平。

3.2 智慧圖書館

傳統(tǒng)的圖書館管理包括手動簽出和注冊圖書信息，過程繁瑣，人為因素太多，容易出錯。利用智慧校園建設智慧圖書館可以有效解決這一問題。系統(tǒng)只需首次輸入圖書信息，即可實現(xiàn)圖書的在線管理，如分類檢索、借閱、歸還登記等。學生可以通過系統(tǒng)搜索圖書信息、滾動信息，快速找到圖書。通過物聯(lián)網(wǎng)查詢圖書館的圖書，不僅可以使學生找書的時間會減少，且圖書管理員的工作量也會減少。在物聯(lián)網(wǎng)技術下，利用智慧校園建設智慧圖書館，將有助于實現(xiàn)知識與信息的有效連接，為師生提供便捷的服務。

3.3 智能節(jié)能

互聯(lián)網(wǎng)技術可以用于智能校園的能量監(jiān)測和管理。通過將能源界連接到物理世界，建立節(jié)能管理專家系統(tǒng)，實現(xiàn)校園能源消耗的科學管理。通過實時動態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，例如，對于校園內所有類型的電感、遠程信號等信息（通常使用的電氣、水和氣體），管理人員可以接收系統(tǒng)內每天能源需求的綜合統(tǒng)計報告和分析報告。

3.4 安全監(jiān)控功能

在智慧校園建設過程中，要切實提高校園安全水平。因此，高?？梢院侠砝梦锫?lián)網(wǎng)構建校園安全監(jiān)控系統(tǒng)，有效提高校園安全系數(shù)。例如，在校園出入口的安保工作中，安保人員應配備智能設備，引導他們操作智能監(jiān)控系統(tǒng)，觀看校園人口密集區(qū)的監(jiān)控視頻，及時發(fā)現(xiàn)隱患，并迅速派員處理。在校園安全標準建設管理中，有必要防止外來物品進入校園。為此，可以通過在校園門口安裝門禁設備來阻止教師和學生等進入校園。鑒于高校人員相對密集，在消防安全管理工作中，應建立智能消防聯(lián)動系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，完成相關的火災監(jiān)控。一旦觸發(fā)火災報警閾值，火災報警聯(lián)動系統(tǒng)將很快啟動，從而有效降低發(fā)生火災緊急情況的概率，確保師生安全。

3.5 感知系統(tǒng)

通過應用物聯(lián)網(wǎng)技術感知課堂環(huán)境并進行智能控制，可以為學生的學習創(chuàng)造更合適的條件。在特定區(qū)域，可以通過安裝聲音或位移傳感器裝置來實現(xiàn)對光源的智能控制。當系統(tǒng)檢測到移動物體時，它向網(wǎng)絡發(fā)送信息，打開電源開關，并根據(jù)評估結果減少照明。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術可以定期監(jiān)控燈光亮度，自動調整教室燈光和電腦屏幕的亮度，并根據(jù)外部光線強度調整窗簾高度。另外，物聯(lián)網(wǎng)可以確定學校的二氧化碳濃度、教室的溫度和濕度、周圍樹木和花卉的空氣質量、校園的噪音等，記錄并提交適當?shù)膬?yōu)化建議，這不僅保證了更和諧的校園生活，而且使學生逐步形成綠色校園生活的環(huán)保理念。

3.6 智能消費

智能消費主要是指師生使用IC 卡滿足吃、住、浴、圖書館等方面的消費需求，還有一個卡通系統(tǒng)，可以快速找回丟失的物品或查詢自己的記錄，可以刷卡使用記錄，避免損失。幫助師生養(yǎng)成勤儉節(jié)約的良好習慣。此外，一卡通還有一個很重要的功能，就是幫助建設安全的校園。學校應攔截非學校人員進入的所有出入設施，以及IC 的識別功能，以便學生能夠通過一些出入控制設施，方便師生的日常生活。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的校園教育發(fā)展方向

一是營造優(yōu)質教學環(huán)境。這種教學環(huán)境分為兩個方面。一方面，利用物聯(lián)網(wǎng)定制環(huán)境，營造更適合師生開展課堂活動的外部環(huán)境。例如，智能校園的傳感器功能用于測量校園環(huán)境的濕度和溫度。當潮濕的溫度不適合師生開展學習活動時，可利用物聯(lián)網(wǎng)調節(jié)溫濕度，為教學活動創(chuàng)造良好的外部環(huán)境；另一方面是指利用智慧校園介入教學活動，如智能校園的使用可以控制多媒體教學設備，改變具體的教學方式。物聯(lián)網(wǎng)的教學形式不僅縮短了教師備課時間，也提高了學生的學習效果，實現(xiàn)了教學工作的轉變。此外，通過智能校園網(wǎng)的傳輸功能，實現(xiàn)教材的共享和教材的有效利用，營造更高質量的教學環(huán)境。

二是降低能源消耗。利用物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)，再利用智慧校園系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析整理，制定最優(yōu)資源利用方案，實現(xiàn)資源合理配置，節(jié)能減排。例如，可以利用物聯(lián)網(wǎng)記錄學校每月的水電消耗，根據(jù)用水時間合理規(guī)劃開熱水時間，從而降低開水的能耗。此外，智慧校園系統(tǒng)可以記錄學生的用電用水情況，并根據(jù)用電量及相關規(guī)定制定相應的收費標準。既可以減少學校的經濟支出，又可以提高學生節(jié)約資源的意識，從根本上解決能源浪費的問題。

三是提高學習生活的便利性。在學習過程中，學生可以通過智能校園系統(tǒng)下載和查看自己的學習資料，根據(jù)自己的喜好選擇課程和社會鍛煉課程，免去不必要的現(xiàn)場操作麻煩。智能校園網(wǎng)平臺可用于實現(xiàn)多所高校之間的數(shù)據(jù)交換，提高教學資源的流動性，大大提高學習活動的便利性。在日常生活中，將智能校園融入日常生活，可以給師生帶來安全和舒適。

5 結束語

物聯(lián)網(wǎng)包含的內容很多，也有很多問題需要深入研究和解決。物聯(lián)網(wǎng)標準體系無疑是物聯(lián)網(wǎng)技術研究的前提和基礎，對于物聯(lián)網(wǎng)功能的有效實現(xiàn)具有重要意義。目前有很多研究機構對物聯(lián)網(wǎng)標準進行研究，從而產生了許多分散的技術物聯(lián)網(wǎng)標準。如何整合這么多標準并將其應用于教育行業(yè)是一項有意義的研究工作。物聯(lián)網(wǎng)技術在學校管理中的應用已成為必然趨勢，得到了廣大師生的熱烈支持。借助物聯(lián)網(wǎng)建設智慧校園，促進校園生活的多樣化、人性化、智能化。