探討基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園構(gòu)建

易江

摘 要 隨著教育信息化2.0行動計劃發(fā)布以來，中學信息化建設(shè)正逐步進入由數(shù)字校園向智慧校園轉(zhuǎn)型階段，而一卡通作為中學信息化建設(shè)的重要組成部分，也將發(fā)生巨大的變化，本文介紹了智慧一卡通的系統(tǒng)架構(gòu)及大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，同時，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在學校的教育教學、學生管理、節(jié)能等方面的應(yīng)用進行了闡述。

關(guān)鍵詞 智慧一卡通;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智慧校園

1中學信息化建設(shè)發(fā)展正逐步進入智慧校園階段

信息技術(shù)的快速發(fā)展，給教育信息化插上了騰飛的翅膀，近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能科學與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等已廣泛應(yīng)用到教育領(lǐng)域，中學信息化建設(shè)發(fā)展正朝著智慧校園階段邁進[1]。相較于數(shù)字校園，智慧校園是以新技術(shù)為信息處理的手段，目的是使學校內(nèi)部各應(yīng)用系統(tǒng)不在是一個孤立的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可以互聯(lián)互通;是通過大數(shù)據(jù)分析對比，為學校教育教學提供有價值的信息;是基于物聯(lián)網(wǎng)的模式，將學校內(nèi)的各種設(shè)備、實物聯(lián)上互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)人對物的智能化控制與監(jiān)測;是一種單點登錄，可以在各個應(yīng)用系統(tǒng)間相互訪問的平臺。

2智慧校園環(huán)境下的學校一卡通變革

我校于2014年建設(shè)有校園一卡通，并于2018年進行了升級改造，目前一卡通的功能主要是學生食堂、校園商店刷卡消費、圖書借閱、進出校園實時監(jiān)控，可以說解決了學校信息采集最底層的問題[2]。下一階段學校將進行智慧一卡通的升級和改造，這也是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)，建設(shè)與改造項目主要包括信息管理數(shù)據(jù)中心平臺、智能門禁系統(tǒng)、自助借還書系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、食堂超市消費管理、考勤管理、水電聯(lián)動管理、電子班牌、一卡通專網(wǎng)改造等內(nèi)容，形成一個數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。

（1）智慧一卡通的系統(tǒng)架構(gòu)。智慧一卡通的系統(tǒng)架構(gòu)分為四層[3]，最底層為數(shù)據(jù)采集層，可采集學校內(nèi)學生、教師、各類設(shè)備的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源泉。第二層為數(shù)據(jù)傳輸層，將采集到的各種數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)等，傳輸?shù)揭豢ㄍǖ膶Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)內(nèi)。第三層為數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)平臺層，是一卡通的核心，數(shù)據(jù)的分析、交換等都在此層。第四層是應(yīng)用服務(wù)層，這是一個可以擴展的平臺應(yīng)用，是一個可以根據(jù)學校的需要進行定制服務(wù)的平臺。

（2）智慧一卡通建設(shè)的安全策略。因為智慧一卡通關(guān)系到全校師生資金的消費安全，所以保證數(shù)據(jù)的絕對安全是建設(shè)中重點考慮的問題。在全校建立一卡網(wǎng)的專用虛擬局域網(wǎng)，采用VLAN技術(shù)與學校辦公網(wǎng)絡(luò)進行隔離，防止無關(guān)的流量進入到一卡通專網(wǎng)內(nèi)部。同時，加強對一卡通服務(wù)器的安全防護，在服務(wù)器上安裝專門防護軟件，對數(shù)據(jù)進行加密處理，部署硬件防火墻，對所有一卡通的數(shù)據(jù)進行雙機備份，確保智慧一卡通安全穩(wěn)定運行。

（3）智慧一卡通大數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用。教師、學生在使用一卡通的過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，比如老師的出勤數(shù)據(jù)、學生的食堂、商店消費數(shù)據(jù)、學生就寢數(shù)據(jù)、學生在校園內(nèi)的活動數(shù)據(jù)等。學校管理部門可以根據(jù)學生的點餐食譜進行更科學的營養(yǎng)搭配;可以根據(jù)學生校園商店的消費情況分析學生的日常開支情況;可以根據(jù)學生圖書借閱的詳細情況進行有選擇性的圖書的采購;可以根據(jù)老師的考勤記錄分析他們的日常工作時間;可以根據(jù)老師的點餐記錄進行更合理的菜譜搭配等?？傊瑥囊豢ㄍㄆ脚_產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，是學校進行各類資源的合理調(diào)配與使用的重要參考。

3構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是依據(jù)射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器等眾多信息傳感設(shè)備，使信息能夠通過約定的協(xié)議將現(xiàn)實生活中的任何物體和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來，從而實現(xiàn)信息的通信、交換與傳輸[4]。學校智慧校園在建設(shè)過程中，應(yīng)該充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，例如：射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)等，將學校建設(shè)成為全面感知、智能可控、有效融合互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境，能在學校的教育教學、學生管理、后勤節(jié)能等方面提供技術(shù)支持，具體來說，可以從以下幾個方面來建設(shè)。

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在學校智慧教學方面的應(yīng)用。在日常的教學過程中，一方面利用AI錄播技術(shù)，打造高效的智慧課堂，另一方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來組織構(gòu)建感知課堂，實現(xiàn)書本知識內(nèi)容與學生生活實際的有機融合，讓枯燥的課堂變得生動和有趣。在圖書管理中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將每一本書都貼上RFID電子標簽，取代原來的條形碼，管理人員可以對每一本書進行定位，很好地解決了圖書丟失的問題，無人監(jiān)控的圖書館應(yīng)運而生。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在學生智能管理方面的應(yīng)用。學生的管理工作，人數(shù)多，年齡小，特別是還有寄宿的學生，所以說學校的責任很重。充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能對學生的定位時行跟蹤，我們在校園的教室、操場、食堂、校門口等學生活動的區(qū)域部署RFID接收器，學生只要在該區(qū)域活動，他的活動軌跡都可以記錄下來，學?？梢噪S時監(jiān)控學生的行為，有效防止意外事件的發(fā)生。同時，可以在學生宿舍安裝智慧宿管系統(tǒng)，對沒有按時回宿舍的學生進行提醒，設(shè)置時間，自動發(fā)送信息到宿管教師的手機中，方便管理，確保學生的安全。

（3）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在資源節(jié)約校園建設(shè)方面的應(yīng)用。在學校的各個教室，安裝智慧風扇系統(tǒng)，智能窗簾系統(tǒng)，智能空調(diào)系統(tǒng)，環(huán)境溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，智能照明系統(tǒng)，安全用電系統(tǒng)，智能安防系統(tǒng)，給學校的管理人員帶來便利的同時，同時避免了能源的浪費。學生放學后，有的教室沒有關(guān)燈關(guān)窗，管理人員可以直接在平臺上查看，并進行操作。根據(jù)溫度的變化，決定是否自動開啟空調(diào)。智能安防，可以監(jiān)測到學生在教室的一舉一動。在學生宿舍，安裝智能水控電控系統(tǒng)，可以做到人走燈滅，人走水停，達到了節(jié)約水電的效果。

總之，智慧一卡通和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用是智慧校園建設(shè)的重要內(nèi)容，是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，我們要充分利用好、建設(shè)好、使用好智慧校園，讓學校的各項工作搭乘教育信息化這輛快車，助推學校各項工作朝著更高質(zhì)量、更高水平的方向邁進。

參考文獻

[1] 烏蓓華.智慧校園一卡通安全策略研究與設(shè)計[J].中國教育信息化，2016（11）：71-73.

[2] 田麗.智慧校園環(huán)境下的校園一卡通建設(shè)[J].華東師范大學學報（自然科學版），2015（3）：530-535.

[3] 謝靜思.物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園平臺建設(shè)研究[J].現(xiàn)代信息科技，2017（1）：135-136.

[4] 馬峻，車紅巖.構(gòu)建智慧一卡通，助推智慧校園建設(shè)[J].中國教育信息化，2018（1）：60-64.