物联网在智慧校园中的应用
2020-05-04
来源:易榕旅网
科技・探索・争鸣 Sc科ience&Te技ch视nology界 Vision 物联网在智慧校园中的应用 寇杰 (陕西财经职业技术学院。陕西咸阳712000) 【摘要】教育部在2001年提出实施“校校通”工程,经过十多年对基础教育信息化的投资建设,很多地区和学校的信息化建设已经形成一 定的规模。作为校园信息化建设的重要部分,硬件、网络基础设施以及应用软件都已经丰富,并在实际的教学中得到广泛应用。 【关键词】物联网;智慧校园;RFID;传感网 校园物联网就是建立在传统校园信息化的基础上.以网络为依 托,利用数字化手段借助物联网技术对校园环境、资源、活动等各个方 面和环节进行综合管理。利用这个平台,根据学校园区的布局.设计整 体架构,在硬件、网络基础上运用丰富的软件信息管理系统.高效便捷 地实现学校的教学、科研、管理和服务等活动,提高教学质量、科研水 平和管理水平。 物联网其实就是“物和物之间连接的互联网”.这个概念是在 1999年提出的。物联网可分为三层:第一是设备层.通过各种技术手 段,来实现和物相关的信息识别和采集;第二是信号传输和获取层,包 括现在的互联网、通信网、各种接入网和专用网,目的是对采集来的信 息进行传输和处理;第三是应用层,即输入输出控制终端。其中传感技 术和通信技术实现前两层,主要由无线射频识别(RFID)、传感网等技 术构成.而第三层则是以软件为主的数据应用及处理技术 国内外众多高校、科研院所先后开展了无线传感器网络的研究. 为其进一步的发展以及最终的商业化奠定了坚实的基础 目前国内在 技术的考勤管理工作流程:每次上课前.学生用含RFID标签的校园 卡f或手机卡)刷卡进教室.教室内的设备在接收到读卡器发送来的学 生刷卡记录数据后.将数据发送到远程服务器:远程服务器接收到数 据后,将数据存储到数据库中:然后,教务人员或者教师通过浏览器登 录到考勤查询网站.可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某 个教室在某一段时间内的考勤情况:学期结束时.每门课程学生的出 勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来 2校园生活:包括食堂管理、浴室水控管理、智能照明控制等 2.1食堂管理 食堂管理是智慧校园重要组成部分.基于RFID技术的食堂管理 系统主要分成三部分: 含RFID电子标签的饭卡:师生每人拥有一张这样的饭卡,卡里 面包含了用户信息 RFID阅读器:在每个食堂售饭窗口安置一个RFID阅读器.将读 基础技术层面已经获得了重大突破.但是基于物联网技术能够为用户 到的信息传至后台数据库查询,读取卡上金额.并扣除消费金额。 提供哪些独特的服务.还需要我们探索 物联网示范应用的主要方向 后台数据库管理系统:将用户的注册信息存储在数据库中.可以 之一就是与校园管理活动融合.促进智慧校园的建设 智慧校园是通过利用物联网技术来改变师生与校园资源相互交 互的方式,以便提高交互的明确性、灵活性和响应速度.从而实现智慧 化服务和管理的校园模式。所谓智慧校园是把感应器装备到教室、宿 舍、图书馆、实验室等各种现实物体中,把它们通过互联网相连,然后 再接入互联网,实现教学、生活与校园资源和系统的结合。 物联网在智慧校园中的应用主要包括教学管理和校园生活两方 面. 方便管理员对食堂消费业务的查询。 1 教学管理:包括日常教学、智慧图书馆、实验室管理和考勤 管理等 1.1日常教学 利用物联网技术有利于建立全面和主动的教学管理体系.利用 RFID技术的支持.可以完善教学管理的组织系统、评价和考核系统, 从而保障教学质量并进行有效的监控:物联网能为学生的自主学习、 合作学习等提供环境.有利于拓展学习空间、培养学生的自主学习能 力。 2_2校园用水水控管理 基于RFID技术的水控管理.可以实现用水自动化管理.主要功 能有: 信息数据实时显示:当RFID卡位于阅读器感应区时,阅读器就 显示卡上余额.然后可立即进入用水计费状态。 . 消费模式:消费模式采用实时计费模式.即读卡就出水,并根据用 水量实时进行扣费: 计费方式:按使用的流量计费.即外接脉冲流量表.可根据计算产 生的流量进行计费 水控管理可以运用到学生的洗浴和饮用用水中.督促培养学生的 节约用水习惯 2-3智能照明 智能照明是利用物联网技术.使校园内的灯能够无线自主组网. 使每一盏灯都能遥测和遥控.教室和道路的灯接受控制中心的命令. 反馈灯的各种状态,根据光线强度和时段自动调节照明亮度。智能照 明的应用会极大节省资源的开支.顺应国家节能的号召。 1.2智慧图书馆 通过物联网图书馆可以实现智慧化的服务和管理 理想模式就是 无需人工服务学生自助完成图书的借阅和归还 目前物联网在图书馆 中的应用.主要是RFID电子标签的应用。 l_3实验室管理 ’ 物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理和智能 插座等。 设备管理:RFID存储实验设备的基本属性等信息,利用阅读器方 便地获取相关信息,然后再利用网络进行统一管理。 实验过程管理:首先,RFID可以帮助学生方便地获取实验步骤、 操作要点、使用帮助等信息。其次,在实验过程中,使用不当时能自动 警告并中断实验过程,避免不必要的损失。另外,实验数据可以被实时 采集并以适当的方式提供给实验者.实现实验教学的数字化、网络化 与智能化。 智能插座除了拥有传统电源插座功能外.它能够将各个实验设备 的耗电量信息实时反馈给实验室管理员.管理员能随时开关插座.实 现插座与人的对话.起到高效节能和保护试验设备的作用 1.4考勤管理 学生考勤是学校日常教学过程中必不可少的一个组成部分 常规 考勤工作主要都由教师承担.耗费教师极大的时间与精力 基于RFID 智慧校园是建立在物联网上以实现智慧化的校园服务和管理,通 过物联网校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点 的互联互通.这些海量信息在物联网平台的聚合下而产生新的信息, 从而给广大师生提供了智慧化的业务和服务模式。毫无疑问,智慧校 园能为师生带来极大便利.同时也面If缶着许多挑战。首先是成本问题, 建设智慧校园首先要有一个完善的基础设施平台.包括有线与无线双 网覆盖的网络环境.高效的管理设备和功能齐全的管理软件:其次是 师生隐私安全问题.由于物联网可以跟踪用户的行动、习惯以及偏好 等.信息资源及师生隐私如何得到保护成为创建智慧校园亟待解决的 问题:最后,管理机制尚不完备。物联网如何维护、如何管理、如何使用 都是很大的问题 目前,智慧校园还处于摸索阶段,前景还不明朗,但从长远来看, 由于物联网应用前景相当广阔,智慧校园一定会慢慢实现。e 【参考文献】 [1]王晓静.张晋物联网研究综述明.辽宁大学学报:自然科学版,2010,37(1):37 38. [2]李卢一.郑燕林物联网在教育中的应用【J】.现代教育技术,2010,20(2):8—10. [责任编辑:刘展] 24。l科技视界science&Techn。l。gy Visi。n