物联网技术在智能校园中的应用

韩 蔚 宋文敏

(莱芜职业技术学院，山东 莱芜 271100)

0 引言

物联网的概念大同小异，主要是指利用射频识别(Radio Frequency Identification，RFID）技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统（GPS）、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连接起来，进行信息交换与通讯，先进的云计算技术和超级计算机则可以对海量数据进行整理分析，帮助人们做出正确的行动决策，以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的一种网络[1]。由此可见，物联网实现了物与物的相连，其基础仍然是互联网，其目的仍然是进行信息交换与通讯。本文以物联网在校园智能化建设方面的研究综述为基础，探讨了物联网技术在智能校园中的应用。

1 物联网技术简介

从技术架构上看，物联网可以分为：感知层、网络层和应用层[2]。

感知层是由各种传感器以及传感网关构成的，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。

网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息，相当于人的神经中枢和大脑。

应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它和各行各业的需求相结合，实现物联网的智能应用。

物联网的技术特点让其迅速应用到社会生活的各个领域、各个角落，包括绿色农业、工业监控、海洋渔业、公共安全、城市管理、远程医疗、物流管理、智能交通和环境监测等方面。《2010-2011年中国物联网发展年度报告》显示：我国的安防、交通和医疗三大领域有望在物联网发展中率先受益；到2015年，我国物联网产业将实现5000亿元的规模，年均增长率达11%左右。在这样的形势下，物联网在教育中的研究和应用更受到足够的关心和重视，下面探讨物联网技术在智能校园中的应用。

2 物联网技术在智能校园中的应用

2.1 教学方面的应用

在教学方面通过物联网技术可以实现现实世界与虚拟世界的互联，可以使教学环境中的每个物件与虚拟学习环境进行无缝整合。比如教师在做教学设计、编写教案或是上课时不用再刻意关注教学设备的存在，不需要学习它的使用方法。在授课过程中仅仅通过语言或简单的动作指令就可以随心所欲地使用物联网技术控制下的任意设备，如投影仪、音箱、灯光等等，使得教学效果达到最大化。

另外，智能化教学也体现在教学环境上。可以利用传感器网络，实现教学环境的实时信息反馈。[3]可以在教学楼内安装密集的传感器，并用IPV6网络连接，以此来自动调节教室内的温度、湿度、照明度等，使得教学环境最佳。比如在实训基地安装所需的传感器设备，当外在条件与实训基地设定条件不相适宜时，可以进行报警，并将实训期间的报警次数记录到RFID标签设备中，教师可以方便地查看学生的实训情况。

2.2 学生管理方面的应用

物联网在学生管理方面的应用主要包括学生上课考勤管理和学生安全管理两个方面。

在传统意义上教师对学生进行考勤主要是计算学生上课的出勤率，在很大程度上浪费了学生课堂听课的时间。而采用物联网技术之后，学生可以使用含有RFID标签 （为在校的每个学生配备RFID标签，该电子标签中预先储存好了学生的姓名、班级等基本信息）的校园卡刷卡进入教室，教室内的读卡器在接收到学生刷卡记录后，将数据发送到教学管理系统服务器上，并把数据自动更新到后台数据库中，从而统计出该学生的出勤情况。

在学生安全管理方面，通过在校园的围墙或其他敏感地带预先设置传感器终端设备等可以判断监测闯入人或物的具体大小和位置，同时依靠相应的摄像头监控该区域，利用图像识别技术跟踪闯入的人或物，相应的提醒信息也立即发送到学校保卫人员的手持设备中，方便附近的人员前去现场。另外，可以在宿舍区安装识别系统，对在校学生进行清点，如有异常立即跟踪学生行踪。

2.3 学生生活方面的应用

物联网在学生生活方面的应用包括餐厅管理、洗浴中心管理以及大学生超市管理等。以餐厅管理为例。

餐厅管理是智能校园的一个重要组成，以基于RFID技术的餐厅管理系统为核心[4]。师生每人都持有一张含有RFID电子标签的饭卡，饭卡中包含了用户的个人信息。同时，在餐厅的每个出售窗口安置一个RFID阅读器，在师生买饭的同时，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。而整个的后台数据库会将用户的信息存储在数据库中方便管理人员对餐厅销售情况进行查询。

3 结语

毫无疑问，智能校园给师生带来了极大便利，同时也面临着很多的挑战。首先，物联网技术建设智能校园不单单是一个技术问题，也涉及到人们的认知以及成本的控制等多方面问题。其次，个人隐私安全，如何保护师生个人隐私成为物联网技术应用于智能校园亟待解决的问题[5]。总之，智能校园建设目前还处在初级阶段，但从长远来看物联网应用前景非常广泛，它必将会创造更加丰富的校园生活和校园文明。

［1］孙其博，刘杰，等.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33（3）：1-9.

［2］董爱军，何施，易明.物联网产业化发展现状与框架体系初探[J].科技进步与对策，2011，28（4）：61-65.

［3］邓赵红，桑庆兵.物联网在教育中的应用与思考[J].无锡职业技术学院学报，2010，9（4）：48-51.

［4］何印，刘施羽，等.浅谈 RFID技术在高校食堂管理中的应用[J].科技资讯，2009（26）：212-213.

［5］李一，陈火峰.关于物联网的研究思考[J].价值工程，2010（8）：126-127.