物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應用

張衛(wèi)民

（鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學院 河南 鄭州 450002）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)應屬于當今社會信息時代的積極產(chǎn)物，自1999年首次提出了物聯(lián)網(wǎng)這一概念之后，世界各地包括中國都對其有著廣泛關(guān)注?，F(xiàn)如今，物聯(lián)網(wǎng)的身影已經(jīng)不斷的融入到了各領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)成為了推動時代和經(jīng)濟發(fā)展的重要媒介，它對市場效益的增加有著不容小覷的效果。同時，信息化時代的發(fā)展和知識經(jīng)濟時代的來臨是相輔相成的，使得國家在教育領(lǐng)域上愈發(fā)重視起來，除了教育質(zhì)量，也包括了安全管理等多個方面。如果在校園建設——比如圖書館、食堂、教室中引用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，最后再將其聯(lián)系為一個整體，那將會合力發(fā)揮出最好效果。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念

在計算機和互聯(lián)網(wǎng)的問世風靡之后，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，又一次引發(fā)了世界信息產(chǎn)業(yè)的浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是從互聯(lián)網(wǎng)身上延伸出來的、但又更加智能的新型網(wǎng)絡。

物聯(lián)網(wǎng)指的是使用紅外線感應、傳感器、多媒體或射頻識別等等多種技術(shù)和科技設備，在遵守相關(guān)協(xié)議的前提下，讓不同的物品和互聯(lián)網(wǎng)之間能夠互相連接在一起，以實現(xiàn)在數(shù)據(jù)資源共享、信息交互傳遞、追蹤監(jiān)控和智能識別方面的目的，從而建立人和物、物和物的關(guān)聯(lián)[1]。

3 物聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)

感知層：主要利用了RFID、傳感器或者二維碼、條形碼等方法對物體狀態(tài)進行識別。

網(wǎng)絡層：在互聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)的支持下，將在感知層獲取的信息進行運輸和處理。

平臺服務層：在感知層獲取數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)進行技術(shù)加工，如選擇性的融合過濾。

應用層：在平臺服務成上根據(jù)業(yè)務性質(zhì)和需要內(nèi)容設立相關(guān)系統(tǒng)，那些系統(tǒng)此后將會以流程的方式對感知層、網(wǎng)絡層、平臺服務層進行整合。最終在手機或電腦等終端設備上完成感知和響應。

物聯(lián)網(wǎng)能夠極大程度上改善資源利用、提高人們的生活質(zhì)量、幫助人們減輕負擔。在物聯(lián)網(wǎng)智能化管理的模式下，計算機、網(wǎng)絡技術(shù)和傳感器技術(shù)相互融合。這四個層次之間相輔相成，共同承擔了資源獲取、信息處理、及時傳輸?shù)淖饔谩?/p>

4 物聯(lián)網(wǎng)的功能特征

4.1 連通性

連通性就是指：通過相應技術(shù)——比如感應技術(shù)、智能識別技術(shù)或有線或無線的網(wǎng)絡連接，讓所有相關(guān)的人、事、物全部處于連通狀態(tài)，這樣才能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的信息流通。

4.2 關(guān)聯(lián)性

傳統(tǒng)意義上的互聯(lián)網(wǎng)其實現(xiàn)網(wǎng)絡交流的方式是：在遵循網(wǎng)絡協(xié)議的前提下，以計算機技術(shù)對電腦等設備進行關(guān)聯(lián)。但是這種方式在如今看來已經(jīng)有了局限性，而要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)上虛擬網(wǎng)絡世界和現(xiàn)實世界的相連，就需要在使用條形碼、影像技術(shù)、傳感器等設備的幫助下，將不同物體和互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，達到物物相連的程度。

4.3 智能化

物聯(lián)網(wǎng)最主要的發(fā)展目標，就是為了讓現(xiàn)實世界向著智能化方向轉(zhuǎn)變，讓人們的生活工作更加方便快捷。其智能化技術(shù)內(nèi)涵就是以無線傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)和先進的計算機技術(shù)為媒介，實現(xiàn)對事物的完全控制而達到為人服務的目的。物聯(lián)網(wǎng)能幫助人們對周圍環(huán)境的感知、利用以及作出正確判斷并加以控制。

5 智慧校園的概念

5.1 智慧校園的特點

智慧校園概念是根據(jù)2008年11月美國提出的智慧地球一詞而來，智慧校園的建設與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間有著密切關(guān)系。智慧校園指的是利用虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過云計算等技術(shù)，實現(xiàn)了學校上下包括學生、教師、管理和教輔人員對于校園信息資源的便捷交互。將不同種類的資源進行系統(tǒng)的整合處理，以達到快捷高效的智慧化改革。這是學校邁向信息化發(fā)展的體現(xiàn)。

智慧校園的具體特征體現(xiàn)在智能感知、互聯(lián)協(xié)作以及服務支持平臺幾個方面上。智能感知有很全面的智能感知環(huán)境以及綜合信息的服務平臺，能夠捕捉學習者的特征，包括感知和傳遞學習情境；互聯(lián)協(xié)作的信息感知點沒有盲區(qū)，能夠存儲事物的多維信息，實現(xiàn)智慧校園的無縫互通和銜接，維護各系統(tǒng)之間的互聯(lián)協(xié)作；服務支持平臺是學校內(nèi)外感知交流的接口，在云計算平臺中有強大的數(shù)據(jù)處理器，能夠根據(jù)建模技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘?qū)⑿芦@得的信息進行分析和展望預測。根據(jù)智能推理，快速的完成相應反應，保障了數(shù)據(jù)的安全和共享，為教育教學提供了服務。

5.2 智慧校園引入物聯(lián)網(wǎng)的必然趨勢

隨著我國各個高校在信息化發(fā)展上的不斷進步，數(shù)字校園網(wǎng)基本已經(jīng)全面落實了。因為辦學規(guī)模隨著人口逐漸擴大，校園內(nèi)的職工和學生作為用戶基礎也在不斷增加。在智慧校園的建設中可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引用進來，以目前現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡作為技術(shù)基礎，構(gòu)造成覆蓋全校園的互聯(lián)網(wǎng)，這對學校的固定資產(chǎn)安全的保證、學校事務管理的高效進行都有幫助作用[2]。

6 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園建設中的應用

6.1 一卡通

一卡通系統(tǒng)目前已經(jīng)被各個高職校園啟用，一卡通即集合了借閱卡、水電卡、考勤、食堂等各種功能為一體的智能卡片。其系統(tǒng)中包含了支付和身份認證兩個部分，全面實現(xiàn)了對資源信息的充分利用和傳遞共享。這就體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的所有優(yōu)勢，為校園師生的學習和工作提供了便利服務，使得校園管理快捷高效，實現(xiàn)了智能優(yōu)化的校園建設[3]。

6.2 教學管理

日常的教學以及圖書館管理、教師工作、其他職工工作等方面都可以引用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行輔助。含有RFID的校園卡有自動統(tǒng)計功能，可以對學生們的出勤狀況實時查詢。而且物聯(lián)網(wǎng)還能夠構(gòu)建出感知課堂，感知課堂可以將書本知識與現(xiàn)實世界進行關(guān)聯(lián)，使得教學課堂中的學習更加生動形象，增進學生們對知識的理解能力，從而達到保證教學質(zhì)量的作用。在物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)下建設智慧圖書館擁有十分智能化的管理和服務功能，能夠?qū)崿F(xiàn)建立書與書、書與人、甚至人與人的聯(lián)系。

6.3 學生管理

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中有個感知型的學習模式，其特點是能構(gòu)建出個體對群體、現(xiàn)實對虛擬兩兩之間的構(gòu)架，使得學生們合理的分工協(xié)作，在實踐中學習新知識，同時學生與學生之間伙伴關(guān)系有了創(chuàng)新變化，所以說物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠為協(xié)作式學習提供強有力的支持。學生們能夠在物聯(lián)網(wǎng)中及時獲取最新最全面的數(shù)據(jù)信息，教學方式也由被動傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄?，學生們將會在這樣的學習模式下獲取更多的經(jīng)驗和技能。這在引導學生對新知識的探討和分析、以及對科研能力的提升都有著不可小覷的作用。物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)了學生們在數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡應用和總結(jié)歸納的能力，強化了合作探究和探索科學的良好精神。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎建設的智慧校園對于學生們的管理十分方便有效，包括出入宿舍、校門時身份驗證、課前自動識別簽到、記錄圖書館借閱情況等情況。

6.4 后勤保障

如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設出安全校園也是校園管理的一項重要目標。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在各個方面上的監(jiān)控管理，比如車輛停放智能化管理、火災報警、水電的監(jiān)控和流量分析、對設備的異常運行監(jiān)控分析、智能照明系統(tǒng)等等，對校園建設的安全性、信息獲得和反饋的及時性都有保障。物聯(lián)網(wǎng)是能夠為全校師生創(chuàng)建出綠色安全的生活學習環(huán)境的重要技術(shù)。

校方還可以在人員密集或比較危險的重要場，所比如宿舍、圖書館和實驗室等地點安裝視頻監(jiān)控、溫度濕度和煙霧的傳感器等，能夠感知到整個校園的實時變化。監(jiān)控探頭對校園各個角落的動向都有監(jiān)控作用。通過無線網(wǎng)絡建設校園智慧化照明，能夠減少不必要的資源浪費。

6.5 資源共享

教學和科研設備的有效共享離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，能夠在網(wǎng)絡平臺上開展學校的研究性活動，及各種實踐課程。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用能夠有效拓展學生們的學習空間，使學生們能夠?qū)⒄n堂上學習到的各種知識理論運用在實際生活中，從而彌補了理論和實踐難以接軌的不足之處。學生們的學習活動有了進一步延伸，對于學習的知識更加有效理解。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設起來的智慧校園，可以構(gòu)建校企聯(lián)盟、學校與學習間的聯(lián)盟，實現(xiàn)學校和社會、學校和學校之間的資源交互，對優(yōu)質(zhì)資源進行共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以把教育活動和相關(guān)企業(yè)的資源聯(lián)通起來，為校企之間創(chuàng)造出優(yōu)勢互補、共同發(fā)展的伙伴關(guān)系。智慧校園的出現(xiàn)，能夠為跨區(qū)域和多領(lǐng)域智慧學習的資源提供保障。

7 結(jié)語

綜上，智慧校園已經(jīng)成為了各高職院校將來的必然發(fā)展方向和目標。在利用物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)等平臺的幫助下，能夠完美實現(xiàn)軟件和硬件的相結(jié)合，最終達到教師與學生之間資源的傳遞共享。教師們也能夠通過智慧校園的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完成成績和課程管理、教學考勤等工作內(nèi)容。學生們也可以以此來安排生活和學習計劃。包括其他校園的工作人員，也能有效地對自身工作做好規(guī)劃。