物聯(lián)網(wǎng)在計步器中的應(yīng)用*

王格格 王 瑞 韓帥澤 亢唯彤

（遼寧科技大學(xué) 遼寧鞍山 114000）

物聯(lián)網(wǎng)在計步器中的應(yīng)用*

王格格 王 瑞 韓帥澤 亢唯彤

（遼寧科技大學(xué) 遼寧鞍山 114000）

引言

從2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)受到了全社會極大的關(guān)注。開創(chuàng)屬于我們中國的物聯(lián)網(wǎng)時代，而隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，這一切技術(shù)也改變了我們的校園生活，對傳統(tǒng)校園的發(fā)展也產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

一、物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征

1. 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

從字面含義看，物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，這句包含了二層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，其主要功能是識別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去；網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息；應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)運行過程：（1）標(biāo)識物體屬性，屬性有靜態(tài)和動態(tài)屬性，靜態(tài)屬性直接存儲在RFID標(biāo)簽中，動態(tài)屬性可由傳感器檢測；（2）由閱讀器讀取物體的屬性，同時將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式；（3）將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，再由處理中心完成物體通信的相關(guān)計算。

2. 物聯(lián)網(wǎng)的特征

（1）連通性

連通性是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。無論是專網(wǎng)、無線、有線或者是感知物體，都必須體現(xiàn)“連通”狀態(tài)，并且和互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，這樣才能體現(xiàn)出真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。國際電信聯(lián)盟認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的“連通性”有四個維度：一是任意時間的連通性：二是任意地點的連通性；三是任意物體的連通性：四是任何人的連通性。

（2）物物相聯(lián)

在互聯(lián)網(wǎng)中，人們利用電腦實現(xiàn)人與人之間相互交流：物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)實現(xiàn)物與物的交流?；ヂ?lián)網(wǎng)實現(xiàn)人與人的遠(yuǎn)程交流，而物聯(lián)網(wǎng)完成了人與物、物與物的即時互動，從而實現(xiàn)了由虛擬世界向現(xiàn)實世界的連接轉(zhuǎn)變。

（3）智能化

智能化是利用計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)對系統(tǒng)中各個對象能夠智能監(jiān)控和智能控制，從這個角度看，物聯(lián)網(wǎng)是智能化的重要環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動智能化的進(jìn)程。它使得世界中的物體不僅以傳感方式也可以智能化方式關(guān)聯(lián)起來。物聯(lián)網(wǎng)具有智能化感知性，它可以感知人們所處的環(huán)境，最大限度地支持人們更好地洞察、利用各種環(huán)境資源以便做出正確的判斷。

二、計步器

2008年11月，IBM公司正式提出“智慧地球”理念，2009年1月，“智慧地球”成為美國國家戰(zhàn)略的一部分。2009年8月7日，國務(wù)院總理溫家寶在無錫視察時，指示要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心?；谶@種“智慧”的理念，學(xué)校作為知識與信息服務(wù)機(jī)構(gòu)的前沿，應(yīng)該抓住機(jī)遇，通過物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)化發(fā)展與應(yīng)用，打造計步器。

計步器是通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來改變師生和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，從而實現(xiàn)智慧化服務(wù)和管理的校園模式。具體的說，計步器是把感應(yīng)器嵌入和裝備到食堂、教室、圖書館、供水系統(tǒng)、實驗室等各種物體中，并且被普遍連接，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)教學(xué)、生活與校園資源和系統(tǒng)的整合。

三、物聯(lián)網(wǎng)在計步器中的應(yīng)用

1. 物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)教學(xué)管理的智能化

學(xué)生步入教室，教室的窗簾會隨著室內(nèi)的光線自動開關(guān)，隨身佩戴的RFID電子標(biāo)簽自動連接離自己最近的RFID基站，打開桌上的自動觸摸系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽今天老師要講解的內(nèi)容，并將自己存在的問題提交給老師。上課鈴響，老師步入教室，打開教學(xué)管理系統(tǒng)，查看是否有學(xué)生缺勤，查看學(xué)生給自己留下的問題，老師通過觸摸投影設(shè)備隨心所欲的教授課程，解答學(xué)生的問題，同步將授課情景傳送到網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)入實驗室，學(xué)生通過自動識別系統(tǒng)找到自己的實驗設(shè)備，實驗設(shè)備通過觸摸感應(yīng)系統(tǒng)對違規(guī)操作和危險操作進(jìn)行報警并終止實驗，實驗設(shè)備如是記錄實驗的過程、實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析得出實驗結(jié)論。老師通過閱讀實驗數(shù)據(jù)給予每個學(xué)生的評價，教學(xué)管理系統(tǒng)如實的收集每個學(xué)生的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)、自動建立學(xué)生學(xué)習(xí)檔案并發(fā)送到每一個需要的人。

2. 感知校園物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

臺灣利用物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)RFID技術(shù)支持學(xué)校安全管理，包括八個方面的內(nèi)容：上下學(xué)及在校行蹤通知服務(wù)；學(xué)生保健服務(wù)；校外教學(xué)管理；危險區(qū)域管理服務(wù)；校園訪客管理系統(tǒng)；教育設(shè)備管理服務(wù)；學(xué)校大型會議人員管理服務(wù)；運動設(shè)施使用人員管理服務(wù)．對于學(xué)生的日常管理方面，在學(xué)校的關(guān)鍵地方如教學(xué)大樓樓梯口、教室等處，架設(shè)RFID讀取器，通過學(xué)生配戴的RFID標(biāo)簽讀取相關(guān)信息，統(tǒng)計學(xué)生出勤情況，老師也可通過網(wǎng)絡(luò)查詢學(xué)生出勤情況及目前所在位置或行進(jìn)路線。

結(jié)語

計步器是通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)智慧化的校園服務(wù)和管理，它通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了校園內(nèi)任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯(lián)互通，海量信息在物聯(lián)網(wǎng)平臺的聚合而產(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。

*遼寧科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目:201710146000317