基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧校園研究

摘要：當(dāng)前，我國教育信息化技術(shù)不斷發(fā)展，加速了各高校智慧校園建設(shè)速度，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)廣泛應(yīng)用在智慧校園建設(shè)項目中，本文簡述了典型的無線通信技術(shù)在學(xué)生宿舍智能抄表、宿舍火災(zāi)報警等智慧校園應(yīng)用案例。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智慧校園;無線通信

自《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（20112020）》文件出臺后，各學(xué)校陸續(xù)推動校園信息化建設(shè)，如智慧考勤系統(tǒng)，學(xué)生進(jìn)入校園后，根據(jù)頭像自動識別學(xué)生身份信息，并把進(jìn)校信息、上課信息、學(xué)生成績等推送給學(xué)生家長，實現(xiàn)家長與學(xué)校的真實互動，實現(xiàn)全校數(shù)據(jù)共享平臺，教學(xué)、學(xué)管等部門使用唯一數(shù)據(jù)源，采用云平臺實現(xiàn)統(tǒng)一管理。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，ZigBee技術(shù)、NBIoT技術(shù)、LoRa無線技術(shù)為校園遠(yuǎn)程抄表、宿舍火災(zāi)報警等應(yīng)用提供了支撐技術(shù)。

短距離無線通信，具有覆蓋范圍廣、連接設(shè)備多、功耗小等特點?？衫肸igBee技術(shù)設(shè)計學(xué)生宿舍智能抄表系統(tǒng)，應(yīng)用TI公司生產(chǎn)的微處理器CC2530IO端口實時采集用電量，經(jīng)處理后發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器無線傳送至遠(yuǎn)程控制終端，實現(xiàn)宿舍用電量智能化管理與控制。當(dāng)系統(tǒng)上電后，蜂窩網(wǎng)將根據(jù)頻段、網(wǎng)絡(luò)ID自動組建無線網(wǎng)絡(luò)，在無數(shù)據(jù)傳輸時處理器處于休眠狀態(tài)，降低能耗，有數(shù)據(jù)傳輸時經(jīng)芯片內(nèi)部射頻收發(fā)模塊傳輸給協(xié)調(diào)器。

目前，校園宿舍火災(zāi)事故時有發(fā)生，學(xué)生宿舍存在易燃物品、使用劣質(zhì)電器、強弱電用線亂拉等現(xiàn)象，宿舍管理人員也很難時刻檢測到每間宿舍的安全情況，監(jiān)管效能低下。如何獲取宿舍消防基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)控宿舍環(huán)境安全，減少火災(zāi)事故的發(fā)生，是各所學(xué)校都需要解決的問題。本文提出利用NBIOT無線組網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，采用煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鞯葘崟r采集宿舍環(huán)境信息，并在線傳送到云平臺，宿舍管理人員及學(xué)生均能實時接收數(shù)據(jù)，當(dāng)存在危險時，主動推送報警信息。每個終端設(shè)備標(biāo)識唯一地址即宿舍編號，系統(tǒng)管理員可實時查詢到報警宿舍位置、預(yù)警信息、宿舍人員信息等，同時可以遠(yuǎn)程發(fā)布信息給學(xué)校保衛(wèi)部門，緊急情況下也可告知消防部門。NBIOT火災(zāi)報警系統(tǒng)基站屬于運營商網(wǎng)絡(luò)，布線簡單，成本低，覆蓋范圍廣，系統(tǒng)框圖如下圖所示。其中，煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、可燃?xì)怏w傳感器數(shù)據(jù)采集可使用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，在處理完后，經(jīng)NBIOT無線模塊進(jìn)行信息傳輸，云平臺數(shù)據(jù)庫中保存房間號、環(huán)境參數(shù)等詳細(xì)數(shù)據(jù)。

NBIOT火災(zāi)報警系統(tǒng)框圖

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在智慧校園建設(shè)的方方面面，在節(jié)電節(jié)水方面、校園安全方面有著成熟的應(yīng)用案例，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合發(fā)展，智慧校園將深入到學(xué)生管理、教學(xué)管理、人財管理等方面。本文所描述的應(yīng)用案例僅是框架描述，對智慧校園建設(shè)有一定的參考意義，且無線通信設(shè)備價格低，技術(shù)成熟，安裝簡便，可有效解決智慧校園建設(shè)難題。

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基金項目：本文是安徽省高校優(yōu)秀青年人才支持計劃項目（項目編號gxyq2018237）階段性研究成果、安徽省質(zhì)量工程教學(xué)研究一般項目（項目編號2018jyxm0598）階段性研究成果

作者簡介：周正貴（1984），男，安徽壽縣人，副教授，研究方向為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。