物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用

寇 杰

（陜西財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000）

校園物聯(lián)網(wǎng)就是建立在傳統(tǒng)校園信息化的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)絡(luò)為依托，利用數(shù)字化手段借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)校園環(huán)境、資源、活動(dòng)等各個(gè)方面和環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合管理。利用這個(gè)平臺(tái)，根據(jù)學(xué)校園區(qū)的布局，設(shè)計(jì)整體架構(gòu)，在硬件、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上運(yùn)用豐富的軟件信息管理系統(tǒng)，高效便捷地實(shí)現(xiàn)學(xué)校的教學(xué)、科研、管理和服務(wù)等活動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量、科研水平和管理水平。

物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)就是“物和物之間連接的互聯(lián)網(wǎng)”，這個(gè)概念是在1999年提出的。物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：第一是設(shè)備層，通過(guò)各種技術(shù)手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)和物相關(guān)的信息識(shí)別和采集；第二是信號(hào)傳輸和獲取層，包括現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、各種接入網(wǎng)和專用網(wǎng)，目的是對(duì)采集來(lái)的信息進(jìn)行傳輸和處理；第三是應(yīng)用層，即輸入輸出控制終端。其中傳感技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)前兩層，主要由無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）、傳感網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)成，而第三層則是以軟件為主的數(shù)據(jù)應(yīng)用及處理技術(shù)。

國(guó)內(nèi)外眾多高校、科研院所先后開(kāi)展了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，為其進(jìn)一步的發(fā)展以及最終的商業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)在基礎(chǔ)技術(shù)層面已經(jīng)獲得了重大突破，但是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁┠男┆?dú)特的服務(wù)，還需要我們探索。物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用的主要方向之一就是與校園管理活動(dòng)融合，促進(jìn)智慧校園的建設(shè)。

智慧校園是通過(guò)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)改變師生與校園資源相互交互的方式，以便提高交互的明確性、靈活性和響應(yīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)智慧化服務(wù)和管理的校園模式。所謂智慧校園是把感應(yīng)器裝備到教室、宿舍、圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室等各種現(xiàn)實(shí)物體中，把它們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相連，然后再接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、生活與校園資源和系統(tǒng)的結(jié)合。

物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用主要包括教學(xué)管理和校園生活兩方面：

1 教學(xué)管理：包括日常教學(xué)、智慧圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室管理和考勤管理等

1.1 日常教學(xué)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于建立全面和主動(dòng)的教學(xué)管理體系，利用RFID 技術(shù)的支持，可以完善教學(xué)管理的組織系統(tǒng)、評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng)，從而保障教學(xué)質(zhì)量并進(jìn)行有效的監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等提供環(huán)境，有利于拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

1.2 智慧圖書(shū)館

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)圖書(shū)館可以實(shí)現(xiàn)智慧化的服務(wù)和管理。理想模式就是無(wú)需人工服務(wù)學(xué)生自助完成圖書(shū)的借閱和歸還。目前物聯(lián)網(wǎng)在圖書(shū)館中的應(yīng)用，主要是RFID 電子標(biāo)簽的應(yīng)用。

1.3 實(shí)驗(yàn)室管理

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室中主要包括設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理和智能插座等。

設(shè)備管理：RFID 存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本屬性等信息，利用閱讀器方便地獲取相關(guān)信息，然后再利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理：首先，RFID 可以幫助學(xué)生方便地獲取實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)、使用幫助等信息。其次，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用不當(dāng)時(shí)能自動(dòng)警告并中斷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，避免不必要的損失。另外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實(shí)驗(yàn)者，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。

智能插座除了擁有傳統(tǒng)電源插座功能外，它能夠?qū)⒏鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的耗電量信息實(shí)時(shí)反饋給實(shí)驗(yàn)室管理員，管理員能隨時(shí)開(kāi)關(guān)插座，實(shí)現(xiàn)插座與人的對(duì)話，起到高效節(jié)能和保護(hù)試驗(yàn)設(shè)備的作用。

1.4 考勤管理

學(xué)生考勤是學(xué)校日常教學(xué)過(guò)程中必不可少的一個(gè)組成部分。常規(guī)考勤工作主要都由教師承擔(dān)，耗費(fèi)教師極大的時(shí)間與精力?；赗FID技術(shù)的考勤管理工作流程：每次上課前，學(xué)生用含RFID 標(biāo)簽的校園卡(或手機(jī)卡)刷卡進(jìn)教室，教室內(nèi)的設(shè)備在接收到讀卡器發(fā)送來(lái)的學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器；遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；然后，教務(wù)人員或者教師通過(guò)瀏覽器登錄到考勤查詢網(wǎng)站，可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程查詢某一節(jié)課或某一位學(xué)生或某個(gè)教室在某一段時(shí)間內(nèi)的考勤情況；學(xué)期結(jié)束時(shí)，每門(mén)課程學(xué)生的出勤情況或者某個(gè)學(xué)生在一個(gè)學(xué)期的出勤情況可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出來(lái)。

2 校園生活：包括食堂管理、浴室水控管理、智能照明控制等

2.1 食堂管理

食堂管理是智慧校園重要組成部分，基于RFID 技術(shù)的食堂管理系統(tǒng)主要分成三部分：

含RFID 電子標(biāo)簽的飯卡：師生每人擁有一張這樣的飯卡，卡里面包含了用戶信息。

RFID 閱讀器：在每個(gè)食堂售飯窗口安置一個(gè)RFID 閱讀器，將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，讀取卡上金額，并扣除消費(fèi)金額。

后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：將用戶的注冊(cè)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便管理員對(duì)食堂消費(fèi)業(yè)務(wù)的查詢。

2.2 校園用水水控管理

基于RFID 技術(shù)的水控管理，可以實(shí)現(xiàn)用水自動(dòng)化管理，主要功能有：

信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示：當(dāng)RFID 卡位于閱讀器感應(yīng)區(qū)時(shí)，閱讀器就顯示卡上余額，然后可立即進(jìn)入用水計(jì)費(fèi)狀態(tài)。

消費(fèi)模式：消費(fèi)模式采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)模式，即讀卡就出水，并根據(jù)用水量實(shí)時(shí)進(jìn)行扣費(fèi)；

計(jì)費(fèi)方式：按使用的流量計(jì)費(fèi)，即外接脈沖流量表，可根據(jù)計(jì)算產(chǎn)生的流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

水控管理可以運(yùn)用到學(xué)生的洗浴和飲用用水中，督促培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約用水習(xí)慣。

2.3 智能照明

智能照明是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使校園內(nèi)的燈能夠無(wú)線自主組網(wǎng)，使每一盞燈都能遙測(cè)和遙控，教室和道路的燈接受控制中心的命令，反饋燈的各種狀態(tài)，根據(jù)光線強(qiáng)度和時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度。智能照明的應(yīng)用會(huì)極大節(jié)省資源的開(kāi)支，順應(yīng)國(guó)家節(jié)能的號(hào)召。

智慧校園是建立在物聯(lián)網(wǎng)上以實(shí)現(xiàn)智慧化的校園服務(wù)和管理，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)校園內(nèi)任何人、任何物、任何信息載體、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)互通，這些海量信息在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的聚合下而產(chǎn)生新的信息，從而給廣大師生提供了智慧化的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式。毫無(wú)疑問(wèn)，智慧校園能為師生帶來(lái)極大便利，同時(shí)也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是成本問(wèn)題，建設(shè)智慧校園首先要有一個(gè)完善的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，包括有線與無(wú)線雙網(wǎng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，高效的管理設(shè)備和功能齊全的管理軟件；其次是師生隱私安全問(wèn)題，由于物聯(lián)網(wǎng)可以跟蹤用戶的行動(dòng)、習(xí)慣以及偏好等，信息資源及師生隱私如何得到保護(hù)成為創(chuàng)建智慧校園亟待解決的問(wèn)題；最后，管理機(jī)制尚不完備，物聯(lián)網(wǎng)如何維護(hù)、如何管理、如何使用都是很大的問(wèn)題。

目前，智慧校園還處于摸索階段，前景還不明朗，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊，智慧校園一定會(huì)慢慢實(shí)現(xiàn)。

［1］王曉靜.張晉物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J].遼寧大 學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，37(1)：37-38.

［2］李盧一.鄭燕林物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010，20(2)：8-10.