基于物联网的渤海船院智慧校园系统的设计

刘 丽

基于物联网的渤海船院智慧校园系统的设计

刘 丽

摘 要：基于物联网的渤海船院智慧校园系统的设计方案的提出，是渤海船院迁址新建后，为了给学院广大师生提供一个互动、共享、协作、良好的学习、工作和生活环境。系统设计的必要性、功能结构、部分功能模块的实现与核心技术是其关键因素。

关键词：物联网；智慧校园；视频识别技术；传感技术

刘丽/渤海船舶职业学院信息工程系讲师，硕士（辽宁葫芦岛125000）。

一、引言

当今社会已经由工业化过渡到信息化，信息化智能管理和网络服务已经进入快速发展的阶段，在这样的背景下促使了新的网络技术——物联网的形成。

早在1999年，中国就提出了什么是物联网。物联网（The Internet of Things）的概念就是互联网基础上的进一步升华，是把原来的用户端延伸扩展到任意物品与物品之间进行信息交换和传递。其操作技术是通过使用射频识别（RFID）、红外线感应器（IS）、全球定位系统（GPS）和激光扫描器等信息传感设备，按照事先约定好的协议，把任意物品与互联网进行远程连接，然后进行信息交换和传递，最终实现智能化辨识、定格、跟踪、监测和管理[1]。

在20世纪90年代，伴随着信息技术的发展和信息高速公路的出现，有了教育信息化的概念。2001年7月，教育部《全国教育事业第十个五年计划》正式把教育信息化写入了文件，并把其列为全国教育事业十五计划的战略要点，教育信息化从此被提上一个前所未有的重要地位[2]。物联网技术的形成必将促进新一代智能校园的研究与建设，从而为高校数字化资源与信息化系统的高效整合提供有利的条件，更好地为广大师生的工作、学习和日常生活服务。

二、智慧校园系统

智慧校园系统依托现有网络信息化工作环境，进一步充分利用先进的感知、协同、控制等前沿信息化技术，优化基础资源设施，获得互动、共享、协作的学习、工作和生活环境，能为学院广大师生提供便捷的信息化服务，为管理层人员提供高效的信息化管理手段，为决策领导者提供科学的决策依据，实现绿色节能、平安和谐、科学决策和便捷的校园综合服务环境。

三、智慧校园系统总体设计

（一）系统设计必要性

长久以来，渤海船院一直处于同城三校区的办学状态，校园基础设施、行政教学条件、后勤保障功能等各种信息比较分散，信息处理工作极其繁重、办事效率不高；学生之间缺少交流，校园文化气息不浓厚等，这些都给学院的正常教学和生活管理带来了诸多的不便。2011年11月，葫芦岛市政府召开会议，船院为了自身的发展以及葫芦岛市职教资源的整合，决定船院迁址新建。为了使新校区在教学管理、生活管理和校园管理等方面简洁化、智能化，提出了基于物联网的渤海船院智慧校园系统的设计方案。本系统开发环境采用IIS、SQL server和ASP语言进行集成化开发。

（二）系统设计原则

目前渤海船院正在积极筹备校区迁址新建工作。渤海船院作为国家造船技能型人才培养的摇篮，基础设施建设中的智能化系统是必不可少的。新校区的建设，为建设智能化校园带来了重要机遇，其建设的好坏直接影响到学院的教学与科研质量，同时也影响到基础设施、各种设备的可持续使用。因此，根据学院的总体发展要求，智慧校园总体分为智能化教育管理系统、智能化教学环境系统和智慧化校园应用服务系统三大板块。

（三）系统功能模块

渤海船院根据实际情况，提出了智能校园系统的功能模块，如图1所示。

图1 系统功能模块图

1.智能化教育管理系统。智能教育管理系统是由数据服务系统、网络通信系统以及智能终端系统构成的。数据服务系统包括用户信息数据库和用户信息管理服务器以及图书借阅管理、校内消费管理等各类应用服务器及其相应的应用数据库、数据备份服务器，主要用于智能校园系统中用户基本信息的存放与管理、师生学习和工作中相关信息的管理及其处理以及用户基本信息、用户个人账户信息、图书借阅信息、多媒体教室和实验室使用信息、校内消费信息等数据的备份。

网络通信系统包括互联网、校内无线通信网和移动通信网组成，主要用于智能数字校园相关数据信息的交换与实时通信等。

智能终端系统包括具有SIM卡的智能终端——标签识别器，主要用于实时采集存储在手机SIM卡中的用户信息。这样，通过师生手机SIM卡提供的统一用户识别机制，可方便地实现智能终端校园系统内各类数据信息的高效管理与校内共享以及现有各类信息管理系统、数字化办公系统的集成[3]。

2.智能化教学环境系统。智能化教学环境系统是由校园内智能化楼宇系统以及安全防范智能化系统构成的。楼宇智能化系统是由公共教学楼、实验综合楼、图书馆、行政办公楼、教职工和学生食堂以及学生宿舍楼等地的智能化综合系统组成。此系统是通过计算机技术对那些带有各种传感器和执行器的设备进行综合监控的系统，其功能是对楼内的各种设施（照明、电力、空调、暖通、给排水、防盗等）进行集中的自动检测和控制，实现操作管理自动化，并且最终能够达到舒适性、高效性、方便性、安全性和可靠性五大目标。

安全防范智能化系统包括消防智能化系统(自动检测、自动报警、自动喷淋等)和安全防范智能化系统(闭路电视监控系统、防盗报警系统、同时监测系统等)，该系统能够把监视区的一切信息（图像、声音）准确无误的监视监测出来并传送到监控中心。

3.智能化校园应用服务系统。智能化校园应用服务系统是由手机一卡通以及校园节能减排系统构成的。目前，手机在大学生群体中已经普及。手机一卡通是指在校大学生校内购物拿着手机就可以当信用卡用。进超市购物、到餐厅就餐、干洗店洗衣服等都能用手机直接付款，图书馆借书、上课考勤等都可以通过手机一卡通实现。基于RFID技术的移动一卡通应用，全面支持手机实现钱包和钥匙的功能，只要将银联卡磁条信息和个人身份识别信息集成到支持RFID的双界面SIM卡中，手机用户就可以实现各种门禁刷卡和手机刷卡消费了。

校园节能减排系统的设置是因为校园楼宇内的各种设备每天都在消耗巨大的能量，学校要肩负起节能减排的任务，必须要实现能源管理自动化，能够自动监测和控制各种设备的用电量，根据具体情况进行电能调配，避免出现在高峰期大量用电，最终达到资源节约、合理地使用。如教室、办公室等场所光线好时或者室内无人时，通过光控设备自动将照明或空调关闭。学生在教学楼内上晚自习，如果教室人数达不到自动控制设备规定的人数时，教室的风扇和照明设备就自动关闭，达到节能减耗、创建绿色校园的目的[4]。

4.系统实现技术核心。本系统主要结合RFID和Wi-Fi技术，实现了固定物件和移动物件的标识与定位跟踪；采用GPS和SmartThings技术，实时感知仪器设备的状态，提供远程关控的能力；采用GPRS技术，实时感知车内外场景和移动定位；采用视频识别技术，感知教学场景；采用无限传感网络技术，实现低碳绿色的校园环境等。如为师生手机SIM卡、学生证和教工证上贴上RFID电子标签，当师生携带具RFID电子标签的手机通过标签识别器时，电子标签被标签识别器自动感应并通过无线网络将电子标签中的信息传送到信息处理中心，经过处理之后再将结果发送到标签识别器上，从而实现灵活、高效的自动身份识别和信息管理。

四、结语

我们采用物联网技术，ASP为开发语言，通过大量的调研与实地考察分析，设计出了渤海船院智慧校园系统。此系统将学院的教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行了整合，从而实现智慧化服务和管理的校园模式。通过智慧校园项目的建设，可以提高学院的信息服务和应用的质量与水平，建立一个开放的、创新的、协作的和智能的综合信息服务平台。通过综合信息服务平台，每个使用者可以获得互动、共享、协作的学习、工作和生活环境，实现教育信息资源的有效采集、分析、应用和服务。

：

[1]韩雪.基于物联网技术的智慧校园系统的设计研究[J].电子设计工程,2011,12，(19):41-43

[2]吕倩.基于云计算及物联网构建智慧校园 [J].计算机科学，2011,10，(38):18-21

[3]张永波.RFID技术在“智慧校园”中的应用[J].软件导刊,2011,5，(10):133-134

[4]李俊华.基于物联网的智能数字校园研究与设计[J].梧州学院学报,2010,6，(20):49-54

中图分类号：P208

B

1671-6531（2012）11-0132-01

：郭一鹤