基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“感知校園”建設(shè)研究

吳雙江　陳輝　巢琥

摘 要 本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，對基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“感知校園”建設(shè)主要內(nèi)容進(jìn)行了分析和論述，對建設(shè)時(shí)需要注意的問題進(jìn)行闡述，提出初步對策。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 感知校園 建設(shè)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作為第三次信息技術(shù)革命的代表，物聯(lián)網(wǎng)為人們提供了感知世界的能力，為技術(shù)創(chuàng)新和社會(huì)發(fā)展提供了一個(gè)前所未有的機(jī)遇。目前，物聯(lián)網(wǎng)在交通、安防、物流、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電網(wǎng)、醫(yī)療、教育、環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其中，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的“感知校園”，將是未來院校教育管理發(fā)展與改革的方向。

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)基礎(chǔ)上，利用各種感知設(shè)備或手段自動(dòng)獲取物理世界各種物體的屬性及狀態(tài)信息，將所有能夠獨(dú)立尋址的物理對象互聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)體系。從2009年起，美、歐、日、韓等國相繼投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)，并啟動(dòng)了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智慧地球”、“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃”、“U-Japan”、“U-Korea”等國家性區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃。我國也高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，目前，已經(jīng)成功將RFID、M2M、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于物流、建筑、電力、城市交通、工業(yè)生產(chǎn)、食品追溯、移動(dòng)支付等方面?？梢灶A(yù)見，未來十年物聯(lián)網(wǎng)在全球?qū)?shí)現(xiàn)大規(guī)模的普及與發(fā)展，形成萬億美元級的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“感知校園”建設(shè)分析

目前，大多數(shù)校園已經(jīng)建立了成熟的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配發(fā)和安裝了各種教學(xué)信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)，校園可視化管理和信息化建設(shè)有了長足的進(jìn)步。但仍存在著不足，比如，監(jiān)控系統(tǒng)由于感知手段單一，存在監(jiān)控死角多、人工參與多等問題，離智能化相差甚遠(yuǎn)；各種管理信息系統(tǒng)一定程度上提高了工作和生活效率，但也存在信息重復(fù)采集、一人多卡使用不便等問題。

“感知校園”是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于校園信息化建設(shè)的重要方向，是校園現(xiàn)代化管理的標(biāo)志，可以有效解決上述存在的問題。其基本原理是：綜合利用二維碼、RFID、無線傳感器等技術(shù)，對校園內(nèi)的人員、車輛、儀器設(shè)備等對象進(jìn)行標(biāo)識(shí)；利用安裝在教室、實(shí)驗(yàn)室、圖書館、食堂、供水系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施上的信息識(shí)別設(shè)備讀取上述對象標(biāo)簽中的信息，并通過有線、無線網(wǎng)絡(luò)傳送到信息處理中心進(jìn)行處理；處理結(jié)果再通過網(wǎng)絡(luò)反饋給被標(biāo)識(shí)的對象以及校園管理、安保等部門。通過這個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)師生身份識(shí)別、圖書借閱管理、教學(xué)管理、校內(nèi)消費(fèi)、安全防護(hù)等多重功能。對于“感知校園”的功能分析，具體如下：

（1）智能人員管理。為校園所屬人員配備“一卡通”，通過遍布校園的感應(yīng)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對所屬人員24小時(shí)不間斷、不留死角、全自動(dòng)實(shí)時(shí)感知與定位。管理人員可以通過感知校園管理平臺(tái)實(shí)時(shí)了解所轄人員在位情況，對學(xué)生、職工的出勤、外出情況進(jìn)行有效管控，實(shí)現(xiàn)電子點(diǎn)名、智能查崗等可視化管理。

（2）智能安防。使用智能門禁系統(tǒng)，智能識(shí)別所屬人員、車輛特征，有效防止不法分子潛入；通過遍布校園的智能攝像頭，能夠?qū)M(jìn)入重要區(qū)域的可疑人員進(jìn)行識(shí)別和報(bào)警，確保校園安全；為重要資產(chǎn)嵌入射頻卡，可以實(shí)時(shí)感知其所在位置，防止丟失帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）智能圖書館。為館藏圖書安裝被動(dòng)式射頻標(biāo)簽，取代原來的條形碼，通過使用書架感應(yīng)器或手持智能終端，可以實(shí)現(xiàn)對圖書資料所在的書架進(jìn)行快速定位，方便借閱和管理。

（4）智能車輛管理。通過為校園車輛安裝電子標(biāo)簽、衛(wèi)星定位裝置等，實(shí)現(xiàn)對公務(wù)用車、私家車、自行車等的準(zhǔn)確定位和實(shí)時(shí)跟蹤，公務(wù)用車還可通過嵌入的各類智能傳感器，監(jiān)控其工作狀態(tài)、完好情況等，從而實(shí)現(xiàn)對其精細(xì)化管理。

（5）智能綠化。通過傳感器技術(shù)，可以對校園的空氣濕度、污染指數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障校園環(huán)境質(zhì)量；可以根據(jù)當(dāng)天的溫度、濕度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)教室燈光強(qiáng)弱，智能灌溉校園綠地等；可以根據(jù)晝夜環(huán)境，自動(dòng)關(guān)閉或開啟路燈。

3“感知校園”建設(shè)需注意的問題

3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

目前，物聯(lián)網(wǎng)用到的各類傳感器、射頻標(biāo)簽制造標(biāo)準(zhǔn)各異、互不兼容，造成感知信息的數(shù)據(jù)格式千差萬別，難以高效管理和集中控制。應(yīng)加強(qiáng)這方面的統(tǒng)一，制定規(guī)范的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，使用兼容的信息系統(tǒng)管理軟件，使得校園資源能夠統(tǒng)一管理，感知到的數(shù)據(jù)能夠共享和合并處理，以提高管控水平。

3.2 注重系統(tǒng)集成

目前，校園已經(jīng)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)或其他信息處理系統(tǒng)，“感知校園”建設(shè)應(yīng)著重考慮新建校園管理平臺(tái)與原有信息系統(tǒng)的兼容性，從而減少重復(fù)建設(shè)，最大程度確保與已有系統(tǒng)的兼容性和銜接性。

3.3 控制建設(shè)成本

“感知校園”建設(shè)牽涉的感知對象種類多，各對象所需感知的信息復(fù)雜程度差別也較大，如果統(tǒng)一使用某種感知技術(shù)，不僅會(huì)造成大量信息冗余，而且會(huì)提高感知成本。應(yīng)根據(jù)各感知對象不同特點(diǎn)，綜合采用不同感知技術(shù)，從而有效節(jié)約建設(shè)成本。

參考文獻(xiàn)

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