第一篇:物联网在高校智慧校园建设中的应用
物联网在高校智慧校园建设中的应用
系 部: 学生姓名: 专业班级: 学 号: 指导教师:
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声
明
本人所呈交的物联网在高校智慧校园建设中的应用,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
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摘要
物联网、云计算技术迅速发展,高校在校园网、无线网络等信息基础设施建设的基础上,探索引入RFID、ZigBee等物联网新兴技术建设;智慧校园从物联网的感知层、网络层、应用层这三个层面出发,提出了建设智慧校园的总体计方案。探讨了物联网在身粉识别和考勤管理智能实验设备 管理、智慧图书馆、辆定位追踪智能后勤管理等方面的应用。
【关键词】:校园建设,网络,智慧,应用
目录
引言................................................................4
一、物联网的关键技术................................................4
(一)、RFID.....................................................4
(二)、ZigBee...................................................5
二、智慧校园的总体设计..............................................5
三、物联网在智慧校园中的应用........................................6
(一)、身份识别和考勤管理.......................................6
(二)、智能实验设备管理.........................................6
(三)、智慧图书馆...............................................6
(四)、车辆定位追踪.............................................7
(五)、智能后勤管理.............................................7
四、结束语..........................................................7 五.主要参考文献....................................................8
引言
“智慧校园”这一概念源于智慧地球、智慧城市,目前各高校信息基础设施建设较完备,基本建成了以光纤为主干网的校园网,部分高校已经完成了对教学楼、办公楼、实验室、图书馆和其他公共场所的无线全覆盖,智慧校园就是利用现有的互联网、校园网以及移动通信网络,引进RFID、ZigBee、传感器等物联网、云计算、并行控制技术,优化资源配置,为师生提供高效、智能的信息化服务,打造数字化校园、平安校园,并为管理决策层提供科学的决策依据和管理手段。
智慧校园的主要特征:一是通过物联网整合教育资源,为教学、科研提供高效信息服务,实现教育资源的共享;二是整合现有的教务管理系统、学生管理系统、宿舍管理系统等,提供开放互联的智能化综合信息服务平台;三是后勤管理实现按需服务、绿色节能;四是通过智慧校园建设,使师生全面地感知教学资源,获得良好的学习、教学和后勤服务体验,促进高校教学管理服务水平的提高。
一、物联网的关键技术
(一)、RFID
RFID(Radio Frequency Identification)技术即无线射频识别技术,它是一种非接触式的自动识别技术,可在各种恶劣环境中通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预。RFID被广泛应用于生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域。
典型的RFID系统构成由电子标签(Tag)、读写器(Read /Write Device)及管理信息系统等组成,具有智能读写及加密通信的功能。当被识别物体进入读写器的识别范围时,读写器发出射频脉冲,电子标签接收射频脉冲,整流并给电容充电作为工作电压;数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑;控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其它操作。RFID标签大致可分为三类:第一类是主动RFID标签靠电池供电,自动传输信号;第二类是被动RFID标签,不带电池,需要外部源来激发信号传输;第三类是电池辅助的被动RFID标签,需要外部源来唤醒电池,但具有更高的传输能力。如果按照所使用的无线电频率,RFID标签可分为低频、高频、超高频和微波几种类型。
(二)、ZigBee
ZigBee网络采用高级通信协议,由IEEE802.15.4标准描述,ZigBee设备体积较小,是低能耗和基于无线电的传感器节点,具有低功耗、低成本、低数据传输率、稳定性好、抗干扰能力强、安全可靠的技术特点。它与蓝牙、WiFi技术相比更为易用且价格低廉,因此ZigBee在车联网、智能家居、小区监控等方面的应用日益广泛。
ZigBee协调器能够存储网络的信息,而且可作为信任中心存储安全密钥,每个网络中仅有一个协调器。ZigBee路由器的中间路由器,可在终端设备之间传递数据;ZigBee终端设备包含和父节点(协调器或者路由器)通信的功能,不能中继其他设备的数据,节点可以休眠很长时间,从而可保证电池的寿命。
二、智慧校园的总体设计
基于物联网的智慧校园建设可以划分为感知层、网络层和应用层。
(1)感知层是联系师生、各类教育资源(物理世界)与综合信息服务平台(信息世界)的纽带,通过RFID标签、GPS终端设备、摄像头……各种传感器对师生、教学设备资源、实验设备、图书等提供智能感知和控制能力。
(2)网络层的作用是连接感知层与应用层,正确、快速、安全地传输智慧校园各类感知数据与控制指令,所有信息都要通过WiFi、4G/3G无线网络接入校园网,一般采用异构网络互联的结构。
(3)应用层由多样化的应用系统构成,如门禁系统、监控系统、图书管理系统、教学管理系统、宿舍管理系统、实验设备管理系统等。通过对综合信息服务平台的数据进行集成和分析,实现资源合理调度、按需服务、绿色节能等需求,提高高校教学管理服务水平。
三、物联网在智慧校园中的应用
(一)、身份识别和考勤管理
运用RFID技术整合校园一卡通,可实现学校进出人员管理、宿舍管理、学生上课考勤和会议考勤等。师生在进出学校校门、宿舍楼宇时实现RFID卡无接触式自动身份识别,通过屏幕显示通过人员信息、照片,自动放行,校外人员进行来访登记。学生处和宿管人员可即时统计学生在校情况,并对未按时返校、归宿学生发送提醒。
大部分高校对学生上课的考勤管理都通过任课教师或学生考勤员完成,点名费时费力,一些教师还发明了通过拍照刷脸、微信等点名的办法。利用教学楼安装RFID感应器,进入教室的学生均被识别系统感应,可以完成对缺勤学生、迟到早退学生的统计,并将数据信息反馈到教务管理系统,任课教师、辅导员可以查看,及时了解学生的学习情况。
通过RFID技术整合一卡通,还可以实现教师签到、会议考勤等功能。在会议室入口设置RFID识别装置,当参会人员进入会场时,系统会自动进行身份识别,并在屏幕上显示座位引导、欢迎词等。
(二)、智能实验设备管理
高校的实验设备、精密仪器,动辄数百万元,为了有效提高教育资源的利用率,提高实验室管理水平,尤其是在建设开放实验室的过程中,借助物联网技术可以实现门禁管理、实验教学管理、安全防盗功能。
(1)门禁管理:结合门禁系统、师生校园一卡通、实验设备管理系统,管理员授权用户在规定时间才能通过门禁系统进入实验室,授权用户允许使用实验室内的实验设备,并且记录使用人员、使用和归还时间等信息。
(2)安全防盗:通过在实验设备及贵重物品上嵌入ZigBee传感器,这些节点能够以自组织方式组成网络,当设备移动时,传感器节点内置定位引擎通过与预设节点比较,超出预设范围时,第一时间通知实验室管理员,管理员可通过管理系统查看设备所在位置,及时做出处置。
(3)实验教学管理:首先,设备上的RFID标签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,通过自动控制技术干预实验过程,操作不当时能自动警告并中断实验过程,避免不必要的损失和人员伤害。此外,实验数据可以实时监控并及时提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。
(三)、智慧图书馆
RFID 技术在图书馆领域也已经有了广泛的应用,目前可以实现自助借还图
书,图书自动分拣、精确定位、自动整序排架、自助盘点、智能图书车和防盗报警等一系列自动化、智能化管理功能。
RFID在图书馆自助服务应用的工作原理:RFID 芯片式自助服务系统是在图书中入RFID 芯片,用来代替条码+磁条。借还书时,RFID系统先读取读者证的信息,再通过读取图书RFID芯片中的数据完成图书借还,RFID技术是非接触式工作,可一次进行多本图书借出操作,极大地提高了借还工作效率。当读者携带该书通过门禁检测系统时,系统会自动识别图书是否已经办理借书手续。
(四)、车辆定位追踪
车联网系统将计算机技术、ZigBee、RFID技术有机结合起来,能够提供自动控制、自动存储数据、数据查询等多种功能。车联网可以实现校园区域内车辆的进出管理、车辆防盗、停车诱导等,促进校园的交通秩序管理、平安校园建设。
校园入口部分主要由ZigBee协调器、感应器、摄像头、挡车器、电动栏杆、显示屏组成。车辆到达校园入口,校内车辆通过感应器识别后电动栏杆和挡车器变为通行状态,无需人工干预,外来车辆发临时卡,摄像头拍摄车牌信息并记录在车联网系统中。车辆进入校区后,车联网管理系统还可提供车位信息引导车辆停放。
(五)、智能后勤管理
后勤管理主要包括学校的照明、广播、餐饮、卫浴等。在教室、实验室、校园广播设备、路灯上安装传感设备,利用物联网技术,使校园内的灯、播音设备能够无线自主组网,使每一盏灯、播音设备都能遥测和遥控,自动调节照明强度、播音音量。例如教室、图书馆光照较强时,灯自动关,如果发现教室里没人,可以远程控制关灯;发现附近没人,校园内播音设备会自动停止播放或降低播音音量。在浴室装上读卡器,刷卡后喷头出水并进行流量计算,从而达到节能节水的目的。根据学生食堂安装的ZigBee系统,监测就餐实时人流量,分析后有助于改进餐饮服务,提高餐饮管理水平。
四、结束语
通过物联网在校内的大力推广,可成功建成身份识别和考勤管理系统、智能实验设备管理系统、智慧图书馆及车辆定位追踪等系统,大大减少了校内工作人员的任务量,极大地提高办事效率。
五.主要参考文献
[1] Kai Hwang, Geoffrey C.Fox, Jack J.Dongarra, et al.云计算与分布式系纺
[2]张永被.RFID技术在“智慧校园”中的应用[J].软件导刊,2011,10(5): 132-[3]王瑾.基于物联网的实验室管理技术[J].电脑知识与技术,2010,21(6)5471 [4]闫晓妍,高校图书馆应用RFID技术的SWOT分析[]].内蒙古科技与经济,2013(7)[5]严大虎,陈明选,物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术,2011,21C6)[6]宋承继物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].自动化与仪器仪表,2015(3)8
第二篇:物联网技术在高校智慧校园建设中的应用研究
物联网技术在高校智慧校园建设中的应用研究
摘要:随着经济的发展和时代的进步,互联网在我国不断深入发展,近年来,伴随着技术的不断进步和提高,物联网作为一种新型技术发展起来,其应用领域极为广泛,对社会各行各业都产生了巨大影响。本文将针对物联网技术在高校智慧校园建设中的应用进行研究探讨,目的在于提升物联网应用质量,促进其发展,为我国社会主义经济建设更好地做出贡献。
关键词:物联网;智慧校园;建设
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)17-0293-02
高校作为科技前沿阵地,对于新型技术的接受和研究一直居于各行业前列,物联网的发展在高校中已经得到了充分的应用,从学校日常教学到学校的行政管理,处处都在应用物联网管理,通过物联网技术,提高学校教学质量,加强了学校内部控制,提升了学校的综合实力。目前,智慧校园已经出具规模,文章主要普及物联网知识,具体探讨物联网应用实践,从而实现物联网在智慧校园建设中作用,更好地促进科技的应用。物联网概述
物联网是基于计算机网络、通信和数字工程实现的一种新型技术,其开发的目的在于加强人与人、物与物、人与物之间的联系,实现资源共享,优化资源配置,提高资源使用率,方便人们生产生活。物联网技术在校园中的应用,一方面为学生提供了良好地学习环境和资源,改变了学生学习的方式,方便了学生日常生活与学习,同时,对于技术的研究和发展也带来了积极的影响。物联网技术在高校智慧校园建设中的应用
2.1 物联网技术在高校教学中的应用
物联网技术的发展对智慧校园的影响主要体现在教学当中,教学是学校的基本任务,不断提升教学质量是我国教育改革的基本要求,物联网技术的应用也为我国教育改革拓宽了途径,开辟了新的渠道。
改革开放以来,市场经济在我国得到长足的发展,面临这样的社会环境,我国开始深入的教育领域改革,教育改革的目的之一就是调整人才培养目标,不断提高人才的市场适应性,培养具有文化素质和实践技能的综合型人才。而物联网技术的应用是有利于这个目标实现的,教师可以通过物联网技术搭建教学平台,让学生不仅可以学习理论知识,也可以通过电子平台进行实践,不断培养学生的实践动手能力。同时,近年来,随着技术的进一步发展,“微课”等学习方式出现,这对于高校教学是具有促进意义的,“微课”可以实现师生的在线交流,节约教师资源的同时,提高了学生学习效率,有利于培养学生学习的主动性。
此外,在对学生考勤管理和考试管理中,物联网技术也有重要的现实意义。通过设置好的软件,可以直接显示学生出勤打卡情况,节省了时间,提高了课堂管理效率,对于学生管理具有积极的现实意义。同时,对于学生的考试管理也可以防止作弊现象的出现,有效的提高了考试管理效率,实现了学生管理的公平性。
2.2 物联网在高校校园生活管理中的应用
校园生活是大学生在校期间的主要生活方式,在校园中学生可以实现日常的消费与活动,每个大学生校园都是一个小型的社会,学生要在其中生存,必然的基础设施和物联网建设是尤为重要的。物联网在学生生活服务一个重要方面就是“校园一卡通”的实现,伴随物联网的不断深入发展,目前大学生往往都拥有一卡通,一卡通可以实现食堂、超市、图书馆以及校内各种场馆和设施的使用,甚至一些高校的一卡通已经延伸到校外,公共交通、银行、医院挂号都可以利用一卡通实现,这种生活便利的实现即是物联网发展的结果,实现了人、物的各种联系,对于现代化社会的建设也是十分重要的。
2.3 物联网在高校资源管理中的作用
高校是一个庞大的组织机构,师生众多,面积庞大,管理冗杂,因此,在高校资源管理中,节约和控制是非常必然的,任何一项小的资源浪费放到高校中都会变得巨大。现代化高校基本都已经实现了智慧校园的建设,主要表现在对于资源的控制上,无论是教室还是办公室,空调、灯都是必备,尤其是一些学校的实验室,对于温度、湿度都有严格要求,因此,在对于这些资源的控制和管理中物联网发挥了巨大作用,通过中控台,可以实现任何一间教室资源的开关,同时对于要求严格的实验室,可以通过自动控制相关外界因素让实验室设备自动开关,对于提高学校管理效率,节约高效能耗具有重要意义。人类最重要的水资源,尤其是学生宿舍的水资源,部分学生无意中会造成水资源浪费的情况,结合物联网管理,可以实现“无人即停”,节约水资源,提高资源利用率。物联网在智慧校园建设中的应用策略
3.1 提高认识,加强设施投入
物联网的应用是需要一定基础设施投入的,目前我国部分高校在物联网建设方面存在投入力度不足,管理者不重视的情况。高校管理者作为高校的第一责任人,要不断提高思想认识,充分了解时代发展背景,对于物联网这种新型技术要不断认可的和接受,主动了解相关技术,对于在基础设施投入方面,要积极加强对于技术方面的投入,对于智慧校园的建设要不断拓展途径,加强基础设施建设,保证物联网在校园建设中地位,同时,加强学校相关方面专业建设,努力适应市场,不断改变高校人才培养目标,不断践行教育改革相关政策,落实教育改革目标,提高社会主义人才培养水平。
3.2 不断引进人才,提高科技人才比例
教学是学校的基本任务,人才培养是高校创办的根本目的,伴随着时代的发展,物联网技术逐渐兴起,智慧校园的提出让物联网在高校中获得了长足的发展,物理网技术的发展基础是人才,只有不断提高人才的专业水平才能实现物理网技术的不断发展,我国部分高校目前存在物理网科技人才不足和专业程度不够的情况,人才的缺乏导致智慧校园建设存在问题,人才专业程度不足造成物联网不能充分利用,更无法实现智慧校园的建设,因此,解决人才问题是关键,首先,高校作为人才培养基地,要不断从内部培养专人人才,培养相关专业学生,让其毕业后积极投身到母校的建设当中,充分发挥所学,将理论不断应用于实践;其次,要加大人才引进力度,从各个方面给予人才补贴,增强吸引力,为人才的到来做好准备,重视人才培养,不断实现人才培养和学校发展的齐头并进。
3.3 加强技术研发,创新物联网技术
创新是一个民族的灵魂,创新的重要性不言而喻,高校作为我国人才培养摇篮,创新势在必行。针对物联网技术在智慧校园中的建设问题,高校作为人才培养主体,要不断加深科研力度,提高科研水平,不断在实践中总结经验,创新技术应用,提高物理?W应用程度,对其做更加深入的研究,从理论和实践两个方面推动物理网的发展和进步,为我国科技事业的发展做出应有的贡献,同时,对于科技环境的净化也将起到积极的作用。结束语
物理网的发展是基于计算机技术和相关周边技术发展起来的,在科技发达的今天,物联网已经应用到社会各个方面,对人们生产生活产生了极大影响。物联网在智慧校园中应用无疑是物联网发展最直接作用的体现,对于高校教学、学生生活以及教师工作都产生了巨大影响,对于我国相关政策的落实也具有积极意义,虽然目前在发展中仍然存在一些问题,但这是改革和发展过程中的必然,相信随着时间的推移,问题必将迎刃而解,物理网在我国也必将被应用到更加广泛的领域当中,促进人们生产生活便捷的同时也使自身技术得到发展,更好地应用到社会生产生活当中,为社会主义事业做出更大的贡献。
参考文献:
[1] 舒杰.物联网技术在高校智慧校园建设中的应用研究[J].数字技术与应用,2016(12).[2] 贾文潇,刘婷.浅析物联网在高校智慧校园建设中的应用[J].电子测试,2016(5).[3] 杜非非.试论物联网技术在高校智慧校园建设中的应用[J].山东工业技术,2016(2).
第三篇:物联网在智慧校园中的应用
物联网调研报告
题目:物联网在智慧校园的应用 班级:13电子信息工程技术4班
目录
一、物联网的相关知识.....................................................................................................3
1、物联网定义.........................................................................................................................3
2、物联网的分层.....................................................................................................................3
3、物联网的特点.....................................................................................................................4
4、物联网运行过程.................................................................................................................5
5、物联网的关键技术.............................................................................................................5
6、物联网的主要发展历程.....................................................................................................6
二、智慧校园........................................................................................................................7
1、智慧校园的提出背景.........................................................................................................7
2、智慧校园的概念.................................................................................................................7
3、智慧校园的核心特征.........................................................................................................7
三、物联网在智慧校园的应用.....................................................................................8
1、校园安防.............................................................................................................................8
2、校园生活...........................................................................................................................11
3、校园教学...........................................................................................................................13
四、物联网发展问题.........................................................................................................14
1、核心技术有待突破...........................................................................................................14
2、标准规范有待统一..........................................................................................................14
3、急需网络平台...................................................................................................................14
4、信息安全和保护隐私有待解决.......................................................................................15
五、结束语..............................................................................................................................15 参考文献...................................................................................................................................16
一、物联网的相关知识
1、物联网定义
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相连。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
总的来说,物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。
2、物联网的分层
物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。图1为分层结构
图1(1)感知层——感知信息。
作为物联网的核心,承担感知信息作用的传感器,一直是工业领域和信息技术领域发展的重点,感知层由各种传感器以及传感器网关构成,其主要功能是识别物体,采集信息,并且将信息传递出去,传感器不仅感知信号、标识物体,还具有处理控制功能。
(2)网络层——传输信息
传感器感知到基础设施和物品信息后,需要通过网络传输到后台进行处理,而网络层就起负责传递和处理感知层获取的信息的作用。
(3)应用层——处理信息
应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
3、物联网的特点
(1)连通性
连通性是物联网的基础。无论是专网、无线、有线或者是感知物体,都必须体现“连通”状态,并且和互联网连接在一起,这样才能体现出真正意义上的物联网。国际电信联盟认为,物联网的“连通性”有四个维度:一是任意时间的连通性:二是任意地点的连通性;三是任意物体的连通性:四是任何人的连通性。
(2)物物相联
在互联网中,人们利用电脑实现人与人之间相互交流:物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术实现物与物的交流。互联网实现人与人的远程交流,而物联网完成了人与物、物与物的即时互动,从而实现了由虚拟世界向现实世界的连接转变。
(3)智能化
智能化是利用计算机技术、传感技术和控制技术对系统中各个对象能够智能监控和智能控制,从这个角度看,物联网是智能化的重要环节,物联网的发展将推动智能化的进程。它使得世界中的物体不仅以传感方式也可以智能化方式关联起来。物联网具有智能化感知性,它可以感知人们所处的环境,最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便做出正确的判断。
4、物联网运行过程
(1)标识物体属性,属性有静态和动态属性,静态属性直接存储在RFID标签中,动态属性可由传感器检测。
(2)由阅读器读取物体的属性,同时将信息转换为适合网络传输的数据格式。
(3)将数据通过网络传输到信息处理中心,再由处理中心完成物体通信的相关计算。
5、物联网的关键技术
(1)传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。(3)嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
6、物联网的主要发展历程
1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。
1991年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。
2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。
2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,描绘了物联网技术的应用前景,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,促进物联网的发展。
2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。
2009年8月,温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮,无锡市率先建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院,无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入“政府工作报告”,物联网在中国受到了全社会极大的关注,其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念,它的覆盖范围与时俱进,已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签。
二、智慧校园
1、智慧校园的提出背景
2008年11月,IBM公司正式提出“智慧地球”理念,2009年1月,“智慧地球”成为美国国家战略的一部分。2009年8月7日,国务院总理温家宝在无锡视察时,指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。基于这种“智慧”的理念,学校作为知识与信息服务机构的前沿,应该抓住机遇,通过物联网的系统化发展与应用,打造智慧校园。
2、智慧校园的概念
智慧校园指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境,这个一体化环境以各种应用服务系统为载体,将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。具体的说,智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中,并且被普遍连接,形成“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现教学、生活与校园资源和系统的整合。2010年,在信息化“十二五”规划中,浙江大学提出建设一个“令人激动”的“智慧校园”。这幅蓝图描绘的是:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。简而言之,“要做一个安全、稳定、环保、节能的校园。”
3、智慧校园的核心特征
智慧校园的三个核心的特征:一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用于服务领域,实现互联和协作;三是通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。
三、物联网在智慧校园的应用
物联网在智慧校园中的应用主要包括校园安防、校园生活和校园教学三个方面。
1、校园安防
(1)校园安防的定义及意义
校园安防就是以一般人居环境安全防范系统为基础,结合高等学校建筑物多、人员密集复杂、环境功能主体繁杂的特点,充分运用信息技术手段,根据国家教育部门和公安部门的有关规定,对大学校园中重点要害部门进行实时监控,及时采取有力措施,使校园安全管理实现人防、物防、技防相结合的安全防范系统。
随着社会经济的不断发展,人类活动领域巨大延伸,人为的治安问题日趋动态化和复杂化,自然灾害也呈现突发性和严重危害性的特点,高技术犯罪上升,新安全问题突现,人们的工作和生活空间受到来自于多方面的威胁。为避免人身受到伤害、财务受到损失,使人们的工作和生活不受干扰,针对各种主要安全威胁的综合安防系统就应用而生。综合安防系统是指利用各种高科技的监控手段和信息处理技术,对各种居住环境加以监控,及时反馈环境中的各种事故、灾害和违法事件信息,从而对治安和安全进行预防和有效处理的安全防范系统。高校校园作为特定的人群居住环境,保证该环境的安全和稳定对于国家和社会的整体稳定有着重要的意义。
(2)校园安防的主要特点
重要性的特点。高等学校是国家培养高层次建设者和接班人的重要场所,在高校校园生活的学生属于特殊群体,其人身和财产安全影响着千家万户的的稳定,因此在高校校园建立的综合安防系统较其他人群居驻地有着独特的重要性,属于重点监控和防范的区域,不论是从技术上还是从认识上都具有重要性的特点。
高技术的特点。在我国,高校本身是技术生产的重要场所,与此相对应的治安案件、灾害事故也有着同样的高技术性质。学校聚集的人群由于受到环境的影响,其知识水平造就的治安案件或者违法事件以及灾害事故的技术水平也相应较其它区域有所提高。因此防御此类事故的发生必须与其相对应,使用高技术的手段和措施加以预防和处理,决定了高校校园综合安防系统的高技术的特点。
广泛性的特点。在其他人群聚居地,进行综合安防系统设计与管理的时候,公安部门或者安全保卫部门独立工作和行动的特点很突出。但是在高校这一特殊的环境中,综合治理的特点十分明显,它需要有着广泛地参与,调动环境中一切有利于系统实施的因素协同进行工作。因此便决定了高校校园综合安防系统的广泛性特点。
预防为主的特点。其它环境之中的安全防范系统除了强调预防功能之外,更加注重事件的事后处理问题,而系统主要是提供事件处理的各种重要信息。但是在高校校园这一特定的环境中,考虑到对整个社会的突出影响,一般不允许重大不稳定事件发生。因此高校校园综合安防系统必须注重于事前预警和防范功能,使各类事件的发生最大可能的被消灭在萌芽状态。所以说,高校校园综合安防系统必须是以预防各类治安案件的发生为主要功能。
(3)校园安防的主要应用
校园安防的主要应用包括入侵报警系统、车牌识别---校园内的电子警察、访客系统、移动智能卡等等。入侵报警系统主要有:通常用于办公室和机房的红外入侵探测器,通常用于围墙周界及部份通道的多光束红外对射探测器,通常用于办公室和机房的门磁感应器,用于报警信号联动的睿丝强光灯,用于报警提示的声光警号器,用于联动外部设备如联动关门的继电器模块,用于报警主机联动拨号通知管理人员的电话拨号器,对所有前端探测器编程控制的报警控制主机等。图2为校园入侵报警系统。
图2
防盗报警装置是校园安防中最实用和基础的组成部分,它可以在发生意外时让教师及时与外界联系,得到援助,也因此,北京等部分城市将其作为必备的安防设备。从安装范围看,防盗报警装置主要是分布在学校围墙、电教室、财务室、化学实验室等重点部位。在一些安全事故多发的地点,如大门口、学生宿舍门口、自行车存放处、学校财务室等地安装报警器,发生意外时可以迅速连接到学校的保卫处和附近的110接警中心,学校一旦遇险,学校值守人员可手工启动报警。在第一时间得到帮助,避免更大悲剧的发生。同时,由于中小学生好奇心强而自控能力差,报警系统在设计和安装时应注意避免“恶作剧”式的报警发生。因为有了车牌识别系统就像多了很多的电子眼,能全天候的从出入的视频数据中抓拍车辆出入并登记,但它更先进的是,能够根据车辆出入的方向和系统设定好的黑白名单决定应该不应该放这辆车进入校园。而且系统中心数据随时更新,你可以很清晰的看到校园内共有多少辆车,分别是什么时候进入校园的,不但提高了管理人员的工作质量和效率,更增加了校园的安全性。进出学校都要登记,但以前都由人工完成,在智慧校园都将由智能访客系统代替保安查看身份证件、登记、记录离开时间等一系列繁琐的程序。前来学校造访的人员只需拿着证件,在电子识别器上轻轻一按,访客信息就能瞬间获得,并出具访客单,大幅度加快访客登记及离开流程,从而提升了管理质量和效率。
借书要出示借书卡、吃饭要出示饭卡、坐公交要出示公交卡,是不是很烦呢?在智慧校园里一张移动智能卡就能通行校园,凡有现金、票证或需要识别身份的场合均只要出示这张卡就可以了。此外,这张卡还就以实现部分公交乘坐、校内考勤、图书借阅管理等功能,并可结合校讯通功能。此种管理模式代替了传统的消费及身份识别管理模式,为学生及员工的管理带来了高效、方便与安全。
2、校园生活
包括食堂管理、浴室水管理、考勤管理、智能照明管理、人员可视化管理、车辆精细化管理、智能化后勤保障、电子岗哨等等。
(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。后台数据库管理系统:将用户的注册信息存储在数据库中,可以方便管理员对食堂消费业务的查询。
(2)浴室水控管理
基于RFID技术的浴室水控管理,可以实现用水自动化管理,主要功能如下:
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。
(3)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,花费教师额外的时间与精力。
基于RFID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(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。
(4)智能照明管理
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,根据光强度和时段自动调节照明亮度。例如对教室照明智能控制,当教室光照比较暗,灯自动亮;当光照比较强时,灯自动关,如果发现教室里没人,可以远程控制灯的开关。
(5)人员可视化管理
为校园人员配备管理卡(可以与借书卡、饭卡、浴卡等功能合并,形成一卡通,该卡可以远距离读取),通过各门禁系统和遍布校园的感应点,可以实现对所属人员24小时不间断、全校园不留死角、全自动实时感知与定位。学院安保单位、各系辅导员、班主任可以通过智慧校园管理平台实时了解到所属人员在位情况。借助此卡,还可以实现对学生、职工的日常管理、电子签到、定位等,对学生、职工的在位、外出情况进行有效管控、实现电子点名、智能查岗等可视化管理。
(6)车辆精细化管理
通过为校园的车辆、重点装备设备等安装电子标签、嵌入传感器、卫星定位装置等,实现对交通工具、各种装备设备进行准确定位和实时跟踪,并通过嵌入的各类智能传感器,监控其工作状态、完好情况等,从而实现对其精细化管理。
(7)智能化后勤保障
为仓库、物资安装包含其型号、种类、数量等状态信息的电子标签,使得后勤物资的发放更加智能和快捷;为草皮配备温度、湿度传感器,使得灌溉更加合理;为路灯安装光学传感器使其更节能。
(8)电子岗哨
为财务、油库及校园的其他重点区域安装智能传感器,实现对其24小时不间断地安全检测,一旦发现可疑情况,可由感应点自动调整摄像头的方向进行视频监控,并向值班人员发出通知或巡视提醒,以便及时处理。
3、校园教学
校园教学又包括日常教学、智慧图书馆和实验室管理等方面。
(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,从而对教学的质量建立保障和监控体系;有利于拓展学习空间、培养学习者自主学习能力,物联网能为学生的自主学习、合作学习等提供支撑环境。例如,无锡市感知生长校园数字化农植园系统,就是让学生通过“感知”动植物生长情况,利用计算机及网络收集、处理和发布观测信息,交流种植经验,展示研究成果,从而提升学生的科学素养。
(2)智慧图书馆
智慧图书馆通过物联网来实现智慧化的服务和管理。它的理想模式就是无需人工服务。目前物联网在图书馆中的应用,主要是RFID电子标签的应用,以智能书车为例来说明。
智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备,具有查询、定位、书架智能导航等功能,可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。具体流程:书籍拣到书车上,通过阅读器识别书籍的RFID中存储的信息,记录并显示文献在书车上的位置,同时根据获取的书籍存储架位信息,将需要进行上架工作的位置和书车上对应的书的存放档位对应起来,并在书车的显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来,方便工作人员进行高效率归架。
(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,起到高效节能的作用。
四、物联网发展问题
1、核心技术有待突破
目前,物联网关键技术研发和规模化应用处于初始阶段,其中,传感器核心芯片和传感器接入技术和中间件技术有待进一步发展。一是当前传感器所能连接的通信距离受限,传感器对外部工作环境指标要求较高,受外部环境影响较大。二是传感器节点计算能力、存储能力和通信能力不足,能量有限。另外,为了能够快捷地实现传感器网络上的大量应用且保证应用程序的运行性能,传感器网络中间件技术将是未来传感器网络领域急需解决的问题。
2、标准规范有待统一
标准是推动物联网应用的保障,统一标准体系的缺乏将阻碍物联网的发展。目前,物联网标准体系尚在建立,中国、美国、德国和韩国是世界物联网领域标准的重要制定国。ISO/IEC在传感网络、IUT一在泛在网络、IEEE在近距离无线、IETF在IPv6的应用、3 GPP在M2M等方面纷纷启动了相关标准研究工作。由于物联网发展涉及国家间巨大利益,制定一种能被世界各国认可的统一的物联网国际标准,难度很大,短期内标准难以统一,规范协议难以形成。
3、急需网络平台
物联网的价值在于网,而不在于物。传感是容易的,但是感知的信息,如果没有一个庞大的网络体系,不能进行管理和整合,那网络就没有意义。因此,建立一个全国性的,庞大的,综合的业务管理平台,把各种传感信息进行收集,再进行分门别类的管理,进行有指向性的传输,是一个大问题。一个小企业都可以开发出传感技术和传感应用。但小企业没办法建立起一个全国性的高效网络。平台的建设者会在未来的物联网发展中,取得较好的市场地位,甚至是最大受益者。
4、信息安全和保护隐私有待解决
信息与网络安全是要保证被保护信息的机密性、完整性和可用性。与互联网和移动通信网相比,物联网还存在一些特殊的安全问题。
首先,物品的感知是物联网应用的前提,射频识别是物联网的关键技术。物联网中的物与物、物与人之间互联是通过RFID(射频识别)、传感器、二维识别码和GPS定位等技术来自由地自动感知和获取物品信息的。如不加控制,物品的信息会不受限制地被扫描、定位及追踪。这无疑对信息的隐私构成了极大的威肋、。在数据处理过程中同样存在隐私保护问题,如基于数据挖掘的行为分析等。因此要建立访问控制机制,控制物联网中信息采集、传递和查询等操作,保证不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。
其次,加密在较多情况下仍然是保证实现信息机密性的重要手段,保密现在己经成为物联网识别技术的关键问题。由于物联网的多源异构性,使密钥管理显得更为困难,而对感知网络的密钥管理更是制约物联网信息机密性的瓶颈。物联网的安全特征体现了感知信息、网络环境和应用需求的多样性,其网络的规模和数据的处理量大,决策控制复杂,给安全研究提出了新的挑战。
第三,IP地址有待扩充。物联网中的每个物件都需要一个唯一的IP地址,IPv4显然己不能满足地址需要,只能依靠IPv6来支撑。如何实现由IPv4向IPv6转型以及妥善解决与IPv4的兼容等一系列问题,也需要引起足够重视。
第四,设备生产成本需进一步降低。只有扩大物联网应用规模,具备一定数量,物联网相关设备生产成本才能降低到可以接受的程度,物品的网络智能化特征才能发挥应有作用。
五、结束语
智慧校园是通过物联网来实现智慧化的校园服务和管理,它通过物联网实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通,海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息,从而给广大师生提供了智慧化的业务和服务模式。目前,智慧校园还处于摸索阶段,前景不明朗,但从长远来看,由于物联网应用前景相当广阔,智慧校园一定会像浙江大学在信息化“十二五”规划中描绘的那样:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。
参考文献
[1]百度文库,物联网在智慧校园的应用,2013 [2]百度百科,智慧校园的概念
[3]中国安防展览网,安防在智慧校园中的应用,2013 [4]百度百科,物联网的概念 [5]百度百科,智慧校园的概念
[6]百度文库,物联网发展前景及问题分析研究,2015
第四篇:物联网在智慧校园中的应用
安徽科技学院
2012-201
3学年第 一 学期 《物 联 网 概 论 》课程
财务会计教育 专业 级班 姓名 周明红
学号 1444100349 得分
考核方式 小论文 考核题目 物联网在智慧校园中的应用 主考教师 奚雷
内容摘要:
通过对于物联网课程的学习认识到了物联网的重要性,也更加充分的认识这个社会早已是科技的社会,未来科技的应用会越来越广泛,人们的生活也会变得更方便,而作为一名当代大学生,我们面对的更多的是新技术,也比较容易接受新的科技,而未来社会也更需要我们这代人,需要我们去开创新的技术领域,带领我们的国家走向更辉煌的明天,通过对于技术的介绍,也展开了当今的大学校园里有关物联网的运用,大学原本就培养高科技新型人才的地方,肩负这个国家未来使命继承者的教育问题,是个非常重要的地方,所以通过大学校园里科学技术的应用,来揭示现代技术特别是物联网技术的发展,我相信物联网的发展会很快成为社会的主流,引领我们跨入新的时代。
教师评语
物联网在智慧校园中的应用
这学期我选修了物联网概论这门课程,作为女孩子当初并不是因为喜爱因为喜爱才选修的,只是抱着修够学分就行了的心态,对于物联网这门学科的最初认识仅仅是认识这三个字而已,通过学习这门课以后,我才明白自己的理解是多么的狭隘,物联网这个新新社会未来的发展的方向,是多么重要的一门科学。
在现代社会,早已已经是科技时代,社会经济的发展已不能用飞速发展来描述了,想到自己小时候常听到祖辈们说,以前觉得要是能过上楼上楼下电灯电话的生活,这辈子就算没有遗憾了,可如今那时的梦想早已普通的不能再普通了,而现如今的科技发展早已超出那时人们的思想范围,让我不得不感慨人类的智慧的伟大。
我想面对现在这样高速发展的科技社会,人类的未来还会更加美好更加难以相信的好,接下来我们就来说说关于物联网这门学科,作为一名当代大学生我们是幸运的,我们赶上了好时代,享受了祖辈父辈没有享受过的校园生活,更享受到一系列的先进的教学机器设备,感受着时代的成果,学习新的知识,学着使用,学着创造新的技术,去创造我们的更加先进的社会。那下面就让我们进入物联网的世界吧!
正是从2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网受到了全社会极大的关注。开创属于我们中国的物联网时代,而随着物联网的快速发展以及相关技术的不断成熟,这一切技术也改变了我们的校园生活,对传统校园的发展也产生深远影响。
一物联网的内涵与特征
物联网的内涵
从字面含义看,物联网是“物物相连的互联网”,这句包含了二层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层,感知层由各种传感器以及传感器网关构成,其主要功能是识别物体,采集信息,并且将信息传递出去;网络层负责传递和处理感知层获取的信息;应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
物联网运行过程:
(1)标识物体属性,属性有静态和动态属性,静态属性直接存储在RFID标签中,动
态属性可由传感器检测:
(2)由阅读器读取物体的属性,同时将信息转换为适合网络传输的数据格式;
(3)将数据通过网络传输到信息处理中心,再由处理中心完成物体通信的相关计算。
物联网的特征
(1)连通性
连通性是物联网的基础。无论是专网、无线、有线或者是感知物体,都必须体现“连通”状态,并且和互联网连接在一起,这样才能体现出真正意义上的物联网。国际电信联盟认为,物联网的“连通性”有四个维度:一是任意时间的连通性:二是任意地点的连通性;三是任意物体的连通性:四是任何人的连通性。
(2)物物相联
在互联网中,人们利用电脑实现人与人之间相互交流:物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术实现物与物的交流。互联网实现人与人的远程交流,而物联网完成了人与物、物与物的即时互动,从而实现了由虚拟世界向现实世界的连接转变。
(3)智能化
智能化是利用计算机技术、传感技术和控制技术对系统中各个对象能够智能监控和智能控制,从这个角度看,物联网是智能化的重要环节,物联网的发展将推动智能化的进程。它使得世界中的物体不仅以传感方式也可以智能化方式关联起来。物联网具有智能化感知性,它可以感知人们所处的环境,最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便做出正确的判断。
二 智慧校园
2008年11月,IBM公司正式提出“智慧地球”理念,2009年1月,“智慧地球”成为美国国家战略的一部分。2009年8月7日,国务院总理温家宝在无锡视察时,指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。基于这种“智慧”的理念,学校作为知识与信息服务机构的前沿,应该抓住机遇,通过物联网的系统化发展与应用,打造智慧校园。
智慧校园是通过利用物联网技术来改变师生和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。具体的说,智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中,并且被普遍连接,形成“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现教学、生活与校园资源和系统的整合。
三 物联网在智慧校园中的应用
联网在智慧校园中的应用主要包括校园生活和教学管理两方面。
校园生活
包括食堂管理、浴室水控管理、考勤管理、智能照明控制等。
(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。
后台数据库管理系统:将用户的注册信息存储在数据库中,可以方便管理员对食堂消费业务的查询。
(2)浴室水控管理
基于RFID技术的浴室水控管理,可以实现用水自动化管理,主要功能以:
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。
(3)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,花费教师额外的时间与精力。
基于RFID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(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。
(4)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,根据光强度和时段自动调节照明亮度。例如对教室照明智能控制,当教室光照比较暗,灯自动亮;当光照比较强时,灯自动关,如果发现教室里没人,可以远程控制灯的开关。
教学管理
包括日常教学、智慧图书馆和实验室管理等
(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,从而对教学的质量建立保障和监控体系;有利于拓展学习空间、培养学习者自主学习能力,物联网能为学生的自主学习、合作学习等提供支撑环境。例如,无锡市感知生长校园数字化农植园系统,就是让学生通过“感知”动植物生长情况,利用计算机及网络收集、处理和发布观测信息,交流种植经验,展示研究成果,从而提升学生的科学素养。
(2)智慧图书馆
智慧图书馆通过物联网来实现智慧化的服务和管理。它的理想模式就是无需人工服务。目前物联网在图书馆中的应用,主要是RFID电子标签的应用,以智能书车为例来说明。
智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备,具有查询、定位、书架智能导航等功能,可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。具体流程:书籍拣到书车上,通过阅读器识别书籍的RFID中存储的信息,记录并显示文献在书车上的位置,同时根据获取的书籍存储架位信息,将需要进行上架工作的位置和书车上对应的书的存放档位对应起来,并在书车的显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来,方便工作人员进行高效率归架。
(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,起到高效节能的作用。
四 结束语
智慧校园是通过物联网来实现智慧化的校园服务和管理,它通过物联网实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通,海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息,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,智慧校园为师生带来了极大便利,同时也面临着许多挑战。首先是成本问题,建设智慧校园首先要有一个统一的基础设施平台,包括有线与无线双网覆盖的网
络环境;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,智慧校园一定会像这样,无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。
我相信现有的技术还只是最普通的,在未来的的日子里会有更多的新技术被应用到我们的大学校园里,届时我们的生活环境会变得更加好,也更加的方便,当然不止有这些,人类社会生活都会变得十分便捷和富有技术。
第五篇:高校基于物联网的智慧校园建设及发展调查报告
高校基于物联网的智慧校园建设及发展调查报告
字数:2502 来源:中国教育技术装备 2014年18期 字体:大 中 小 打印当页正文
摘 要 “智慧校园”在高校中的建设已经非常广泛,江南大学作为高校“智慧校园”建设的一大范例,在校园学习、生活领域都有相应的设施。调查学生对现有“智慧校园”设施的应用情况及满意度,为“智慧校园”将来的建设提出意见和建议。
关键词 物联网;智慧校园;数字图书馆;绿色校园
中图分类号:TP393.18 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)18-0024-05 背景介绍
物联网的兴起 2009年8月,温家宝同志在视察中科院无锡物联网产业研究所时提出“感知中国”的概念,由此,物联网受到全社会极大的关注。物联网(Internet of Things,IoT,也被称为Web of Things)指的是将各种信息传感设备如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等各种装置与互联网结合起来形成的一个巨大网络。单从字面上不难理解,物联网是一个将“物与物”连接起来的巨大网络,它在互联网将“人与人”在虚拟的世界中连接起来的基础上,延伸至将“人与物”相连,甚至将“物与物”相连,将虚拟世界中的人与现实世界中的物结合,恰当地解决了互联网虚拟性的缺陷,为人们的生活带来极大的便利。
物联网在智慧校园中的应用现状 随着高校招生规模的不断扩大,各大高校的建设规模也在日益增长,传统的学校生活与教学方式已无法满足信息膨胀现状下学生的需求。充分运用互联网、物联网等技术建设智慧校园已经成了学校建设的必然要求。各大高校都在积极探索,全面建设智慧校园,服务师生。本文以无锡市江南大学为例,进行应用现状介绍。
物联网在智慧校园中的应用主要体现在校园生活和教学管理这两大方面。
1)校园生活。在校园生活方面,江南大学对以下几个方面的智慧校园进行建设。
①“校园一卡通”应用。基于RFID技术,学校将饭卡、浴室卡、打水卡、晨跑卡、借书卡、门禁卡等集合于一体,真正实现了一卡吃饭、洗浴、打水、出入宿舍等强大的功能,为学生生活提供“一卡走校园”的便利。
②智慧节能校园应用。在利用物联网进行节能型校园建设方面,学校研发了智能化照明系统、水电监测系统、能耗额定管理、漏水监测、用气监测、预付费管理等节能应用系统,并投入使用,实现了“低碳校园”“绿色校园”的目标。
③数字图书馆的应用。针对图书馆拥有繁杂信息量的特点,学校建设了数字图书馆网站。一方面,可以连接至CNKI等网站,为学生提供丰富的数字图书文献资源;另一方面,可以让学生随时随地查找自己需要的书籍在图书馆的位置,便于寻找。
2)教学管理。在教学管理方面,主要通过对教务管理系统、网络教学平台等平台的开发,为学生提供及时的教务信息、教学资源等,也为学生与教师不同时间、空间内的交流提供平台。
针对基于物联网的智慧校园的建设,江南大学还对校内平台“e-江南”进行深入的开发和利用。e-江南平台为江大学子提供从学习到生活的全方位查询与服务,如优质视频资源、学分学费查询、智能卡管理、后勤服务管理、图书管理等,很好地将互联网的虚拟世界与实际的校园生活联系起来,是对“智慧校园”建设的实践。
但是,在智慧校园的建设过程中,也慢慢暴露出许多问题,如:学生对智慧校园认识不足,从而使智慧校园的应用推广受到阻碍;某些物联网技术不纯熟就投入使用,使学生对智慧校园建设失望。本次研究就针对物联网下的智慧校园在学生中的使用情况进行调研,充分分析学生对智慧校园建设的看法,从而为智慧校园未来的发展提供参考。
调查问卷编写
本次调研的问卷一共分三部分:基本信息调查;智慧校园设施使用及满意度调查;智慧校园发展建议调查。为了能在数据分析时全面了解学生对智慧校园设施的使用度及满意度,同时对智慧校园发展建议做调查,本课题设计一份调查问卷(略)。
数据分析
智慧校园设施使用及满意度调查
1)对图书馆、教务网、教学平台等网络平台的使用情况见图
1、图
2、图3。
由于不同年级的学生对校内资源使用不一致,因此在数据分析时按照年级不同进行分类分析。本次调研所调查的对象仅限于大二和大三两个年级,具有局限性。通过数据对比,不难发现如下问题。
在对数字图书馆使用方面,大多数人都处于偶尔使用的状态,甚至有一部分学生不知道有数字图书馆的存在。大三学生也比大二学生使用较多。从学生方面出发,这可能与现代人读书较少,本科生对学术研究较少、对文献需求较少等因素有关;从学校方面,可能与数字图书馆的宣传过少有关。
在对教务管理系统的使用方面,大部分人处于偶尔使用状态,大多数学生都反映,在使用高峰期(选课、查成绩等)经常出现系统无法登录或非常卡的情况。这就需要注意平台的建设。
在网络教学平台的使用方面,大三学生中经常使用的人数较少,说明教学平台使用率不高;大二学生中经常使用、偶尔使用和很少使用的人数相当。由于教学平台是教师与学生沟通的桥梁,这可能与不同年级教师对平台的使用程度不同有关。
综合上面的比较分析,在网络平台资源的利用方面,学校要加大对各种平台的宣传,平台的开发仅仅是智慧校园建设的首要步骤,能否真正在学生与教师中投入使用,能否为学生与教师的学习、生活带来便利,才是智慧校园建设是否成功的标准。
2)对“校园一卡通”的使用情况(图4)。首先,几乎所有学生都肯定了将饭卡、门禁卡、洗澡卡、热水卡等校园用卡绑定到一起的做法,让学生的生活得到便利。
江南大学澡堂一卡通存储柜是近一个月刚安装的设施。采用一卡通刷卡,就可以打开空柜子,存储衣物,在沐浴完毕后再通过刷卡打开属于自己的柜子。可是这个技术并不是非常成熟,学生反映经常出现柜子打不开的情况,造成极大的不便。这一点也可以从图5的数据中看出,很大一部分人,尤其是女生,认为使用非常不便。
跑操采用“一卡通”打卡的方式进行也是江南大学本学期初开始实施的方式。通过在跑步的起点刷一次卡、终点刷一次卡,纪录学生的跑步时间以及所用时间。这种“一卡通”的运用,一部分学生认为是将科学技术恰当使用的方式,但是大部分学生认为这种技术支持下的制度有待商榷,如图6所示。
从以上数据中可以发现,在智慧校园建设过程中,“校园一卡通”的使用是不可避免的,但是光有技术仍不行,必须要有合适的制度,让技术的应用更有价值,跑操制度就是典型的例子。同时,所有基于物联网的技术必须在纯熟后才能投入使用,否则不仅无法达到预期的便利师生的效果,还会给校园生活带来麻烦。
3)节能校园建设。江南大学在节能校园建设方面做了极大的努力,先后实现了智能化照明控制、水电监测系统、能耗额定管理、漏水监测、用气监测、预付费管理等系统,成为高校校园节能的范例。但学生对这些系统的了解情况却是差强人意。如图7所示,可以看到,学生对自己切身感受到的节能系统如智能化照明系统等的使用情况了解较多,但对于漏水监测、用气监测等与自身生活无明显关系的设施了解甚少。
学生作为学校组成的一个重要部分,应该对学校各方面的建设有一定的了解,并为学校的建设做贡献。针对学生对节能智慧校园了解少的问题,江南大学后勤部门已经面向学生开展了学校节能智慧校园建设的成果汇报讲座,让广大学子切身感受节能型智慧校园的建设,并提出自己的宝贵意见。相信在进一步的推广中,会让更多学生了解学校的建设,参与到学校建设中来。
4)对“e-江南”平台的使用。e-江南是江南大学为学生开发的集学习、生活于一体的网络平台。随着物联网的进一步发展,江南大学对e-江南平台进行进一步改进。如今,在这个平台上,不仅可以查询有关自身学业方面的课表、成绩等内容,还可以进行宿舍设施损坏报修、智能卡管理等生活服务,是智慧校园应用的一大体现。但如此贴近生活的一个平台,学生对它的使用率却不高。
如图8所示,从数据中不难发现,大部分人对e-江南的使用频率都是相当低的,并表示对其强大的功能不了解。其中,大三学生的使用比大二学生更少,这可能与不同年级人群对网络的使用频率不同、人群中对平台的宣传力度不同等因素有关。
其次,如图9所示,在对“e-江南”不同功能的使用方面,学生在教务、学分学费、网络教学平台等与学业有关的入口登录较多。这里可以看出,学生对e-江南的认识可能仅局限于教学领域的应用,还未很好地延伸至生活领域,如后勤服务系统当中的失物招领、网上报修等便民功能(如图10所示)。
如此贴近生活的e-江南平台还需在学生中加大推广,让学生、教师真正使用好这个平台,发挥其价值。
智慧校园发展建议调查
首先,笔者对在校学生对“智慧校园”的了解程度进行调查。如图11所示,调查显示,表示接触过“智慧校园”概念的人比没接触过“智慧校园”概念的人稍多。但由于调查对象都为教技专业的学生,这与专业学习内容有关,在此仅对接触过和没接触过“智慧校园”概念的学生对“智慧校园”建设的建议进行分析。
在这个移动学习、移动生活的时代,学生对“使校园生活更便捷”的智慧校园建设的措施,普遍偏爱制作校园App,通过推送通知的方式了解校园各项信息。在这点上,浙江工业大学制作的校园App——微校并投入使用,学生普遍反映非常便捷。可见,智慧校园的建设也需要往可移动方向发展,使其更便捷。
其次,从图12中可以看出,没接触过“智慧校园”概念的学生仍偏爱于将所有信息以短信方式发至手机的传统方式发送通知,并没有充分利用技术为校园生活服务。这就需要在今后对学生多加宣传“智慧校园”的建设,加强学生的了解。
另外,对于“移动智慧校园”的建设,学生希望有图13所示功能。学生在移动智慧校园建设中,对学习、生活各个领域都有需求,其中的首要需求还是学业方面的。因此,在建设移动智慧校园时首先要实现解决移动学业端的功能,再进一步延伸至生活端。
最后,学生对“智慧校园”建设最普遍的意见是:教室的多媒体设施维修需及时。这就表明在“智慧校园”建设之前,需要让学校的基础设施建设得到保障,在保障例如教室多媒体设施等与师生校园生活密切联系的设施的基础上,开展“智慧校园”的建设,相信效果会更好!
结论
江南大学基于物联网的“智慧校园”的建设在各大高校中走在前列,但在设施的实际使用方面有以下几点需要引起注意。
首先,“智慧校园”的平台、设施等需要通过宣传进行推广,让在校师生了解、使用,并体验到使用后带来的便捷,才能真正实现“智慧校园”技术的价值。
其次,学生对“智慧校园”的概念了解不足,这是导致使用“智慧校园”设施较少的直接原因。一方面,可以对学生开展如讲座、汇报会等方面的宣传;另一方面,可以让学生实际使用,在使用中体会“智慧校园”。
同时,“智慧校园”建设的开展必须以基础设施的完善为前提。校园基础设施尤其是教室多媒体设备需要保证正常使用,才能进一步开展“智慧校园”的建设。
另外,现代技术必须要在发展纯熟后才可以投入使用,为师生生活带来便利。若技术不成熟就大规模投入使用,如澡堂一卡通存储柜,不仅不能达成便民的目的,反而会为学习、生活带来不必要的麻烦。
最后,先进的技术在校园中的恰当使用能提高师生的学习生活效率,但若技术背后的制度不够合理,就无法完全体现技术的价值。这就需要完善校园各方面制度,为“智慧校园”的建设提供理论基础。
在这个移动学习的时代,基于物联网的“智慧校园”建设仅局限于计算机终端已无法满足师生的需求,应该考虑将“智慧校园”往移动手机终端发展,制作校园应用App,为师生的校园学习与生活带来更大的便利。
参考文献
[1]严大虎,陈明选.物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术,2011(6).[2]陈明选,徐旸.基于物联网的智慧校园建设与发展研究 [J].远程教育杂志,2012(4).[3]徐春林.高校校园物联网的探索与应用 [J].科技创新导报,2010(31).[4]李青.校园物联网的风向标[J].中国教育网络,2010(12).