物联网技术在高校中的应用的设想

景海阳李军政

【摘要】本文基于对物联网内涵、特征及国内外研究现状的把握，对比日本U-Japan、韩国U-Korea，发现目前只有中国无锡的“感知教育“工程是专为促进教与学而构建的。由此，进一步探讨物联网在高校教育中的应用前景。

【关键词】物联网；感知；智能；高校

【Abstract】This article is based on the meaning of things,characteristics and research situation of certainty,comparing the Japanese U-Japan,South Korea U-Korea,found that at present only in Wuxi,China "perception of education" project is designed to promote the teaching and learning and build The. Thus,further study of things in the future of higher education.

【Key words】of things; perception; intelligent; University

【中图分类号】G434【文章标识码】A【文章编号】1326-3587（2011）04-0001-03

物联网被誉为后IP时代信息产业新一轮竞争的制高点，其应用价值正受到全世界的高度重视和普遍关注。今年两会政府工作报告中首次明确提出要“加快物联网的研发应用”。高等教育如何顺应经济社会发展趋势，服务国家战略性新兴产业发展的需要，是实现教育跨越式发展的题中之义。

一、物联网概念及其发展概况

（一）物联网概念。

1、物联网。物联网概念起源于1999年美国麻省理工学院Auto-ID 实验室，2005年国际电信联盟把物联网定义为一个4A网络，即任何时间、任何地点、任何人及任何物的联网，通过在数量众多的日常物体中内置的短波移动传感器，为人和物体及物体之间创造了一种新型的网络。从这个意义上讲物联网就是“物物相连的互联网”。它是通过射频识别（RFID）、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连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2、物联网的特征。

全面感知：利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取物体的信息。

可靠传递：通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去。

智能处理：利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

（二）国内外物联网发展概况。

1、国外物联网发展概况。

日本政府自20世纪90年代中期以来相继制定了“E-Japan"、“U-Japan”、“I—Japan”等多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，稳步推进，不断拓展和深化信息技术应用，以此带动本国社会、经济发展。日本政府早在2004年就推出了“U-Japan”计划，着力于发展泛在网及相关产业，并希望由此催生新一代信息科技革命。2009年8月日本提出“智慧泛在”构想，将传感网列为其国家重点战略之一，致力于构建一个个性化的物联网智能服务体系，充分调动日本电子信息企业积极性，确保日本在信息时代的国家竞争力始终位于全球第一阵营。为了让数字信息技术融入每一个角落，首先将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育。提出到2015年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。同时，日本政府希望通过物联网技术的产业化应用，减轻由于人口老龄化所带来的医疗、养老等社会负担。物联网在日本已渗透到人们衣食住中：松下公司推出的家电网络系统可供主人通过手机下载菜谱，通过冰箱的内设镜头查看存储的食品，以确定需要买什么菜，甚至可以通过网络让电饭煲自动下米做饭；日本还提倡数字化住宅，通过有线通信网、卫星电视台的数字电视网和移动通信网，人们不管在屋里、屋外或是在车里，都可以自由自在地接受信息服务。

韩国政府自1997年起出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策，重点支持泛在网络建设。其最终目的，除了运用IT科技为民众创造食衣住行以及娱乐等各方面无所不在的便利生活服务之外，也希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。2009年10月，韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力。该规划提出，到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。

此外，法国、德国、澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网经济发展战略，加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。

2008年，IBM提出“智慧地球”概念。2009年，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球。

2、物联网国内发展情况。

我国发展建设物联网体系，国家部委以RFID广泛应用作为形成全国物联网的发展基础。自2004年起，国家金卡工程每年都推出新的RFID应用试点工程。2009年8月7日，温家宝总理视察无锡微纳传感网工程技术研发中心并发表重要讲话之后，“物联网”概念在国内迅速升温。与国外相比，我国物联网发展在最近几年取得了重大进展。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳，传感网标准化工作已经取得积极进展。2009年9月11日，经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。

二、物联网在教育中的应用——无锡“感知教育”工程

目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。美国是物联网技术的主导和先行国之一，较早开展了物联网及相关技术的研究与应用。比较美国、日本、韩国，笔者发现：只有中国无锡的感知教育是专为教育而构建的。无疑，在物联网与教育结合这方面，我国已经走在了世界的前列。

2010年8月首届物联网技术教育应用现场观摩会在江苏无锡举行，作为无锡市政府批准的12个物联网技术应用示范工程之一，“感知教育”自去年2009年9月启动以来，深入学校，深入课堂，为无锡教育高位均衡发展增添了一抹亮色。无锡市电化教育馆现场展示了“感知教育”包含的六大工程：感知普及、感知课堂、感知学习、感知课程、感知校园和感知信息。

“感知普及工程”面对广大师生，通过选修课、科技活动、专项研究等活动，将物联网知识逐步渗透、普及到日常教学的方方面面。

“感知课堂工程”以重点研发感知黑板为抓手，从课堂出发，积极探索未来学校课堂的模式，做到教学内容在课中可实时感知，在课后可随时感知。

“感知学习工程”目前主要包括“感知生长”、“仰望星空”、VCT应用实验三个项目，通过物联网技术的应用，使学习技术手段和学习研究方法实现双飞跃，促进素质教育。

“感知课程工程”立足创设带有情境感知、实时真实的学习产品，让学生通过寓教于乐的益智游戏以及随时随地的移动学习轻松畅游知识的海洋。

“感知校园工程”旨在将物联网技术应用于学校电视技防监控、防盗报警、节电节水控制、计算机网络机房感测等方面，使平安校园、节约校园的建设水平不断提高。

“感知信息工程”目前主要推行网络化学生电子身份管理技术的应用，逐步普及含有学生各项基本信息的“学生教育信息卡”，帮助广大学生实现校内考勤、借阅、素质考核，校外远程学习、公交乘坐、市民读书等活动“一卡通”。

加快物联网技术教育应用步伐，实施感知教育六大工程，不仅是技术手段上的创新，更将对素质教育的科学发展、良性发展起到重要的推动作用感知，让视觉更无限；智慧，让管理更精细；低碳，让校园更绿色。

三、高校应用物联网的路径

2009年8月5日温家宝总理在江苏考察时，参观中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时说，“当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。那么，高校如何实现教育与物联网的有效对接？笔者认为除了借鉴无锡“感知教育”工程以外，还要从以下几个方面入手：

一是利用现有校园网整合物联网。校园网资源从系统整合到数据整合，再到业务融合。校园网无线有线一体化建设实现统一接入，任何人、任何地点、任何时间和终端都依托IP智能网络动态管理。高等院校具有得天独厚的“产、学、研、用”协同创新，建设物联网技术产业标准体系的优势，校园网络也是最佳的温床和试验田。便捷的统一认证计费、远程教职人员通过互联网安全接入内网、用户侧与网络侧边界自动防御，构成统一的安全管理策略。学生可以通过手机下载学习资源，浏览视频学习资料，去图书馆借书还书；教职工通过手机处理公务、收发邮件、安排日程；科研人员通过感知平台，在工作中与他人进行沟通与交流，在科研项目中更好地进行协调，避免重复劳动或资源浪费；校内重要场所的出入门禁管理、会议签到、考勤信息管理、停车场管理等等，都可以借助无线移动的感知平台实现。

二是创新实验系统，丰富实验教学。物联网创新实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源、教材（实验手册）等四大部分。硬件设备包括微型无线传感器、通用传感器及被控对象、嵌入式网关、GPRS网络设备、蓝牙等配套设备。软件资源包括无线传感器网络软件，嵌入式网关软件，PC数据管理与分析软件，实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、等网络通讯实验、及组件控制实验等，通过对这三部分资源的充分利用，并能通过不同传感器的特性，可以丰富实验教学。物联网的介入可以为实验教学提供一个安全的、共享的、智能化的实验教学环境。

三是构建智能化教学环境。根据物联网的三层特征，可以利用物联网的全面感知层进行教学。加强基础技术教学，贯穿主要知识点的原则，实现物联网、传感网、泛在网和嵌入式教学开发的融会贯通，可以在高校完成教学和科研。依托资源丰富的课程网络平台，拓展课程教学内容，建成网上试题库、习题库和在线学习自测等特色系统，为学生提供了教学内容与工程实践、课内学习与课外拓展、课程学习与自测自评相结合的集成学习环境，大力推进了教学方法和教学手段的改革，加强了学生实践与创新能力的培养。

四是利用物联网，实现高校管理信息化。手机UIM/SIM卡作为身份鉴别和刷卡消费的电子钱包，提高使用的便捷性。学校的学生或老师，可以使用该卡来考勤、支付水电费用、支付食堂餐费等。智能校园卡主要功能包括近距离刷卡服务、身份识别服务(RFID)：可随身携带的安全的电子钱包(M~WALLET )：多种充值方式，包括银行转账、POS机充值、空中充值等。校园信息化，实现学生管理电子化、老师排课办公无纸化、学校管理系统化。通过特定的手机卡，新生可以在家完成网上注册、缴纳费用，了解班级情况、课程设置以及宿舍安排，有效简化入学手续，提高工作效率。

【参考文献】

1、中国标准化协会EPC和物联网标准化应用工作组 全球EPC和物联网技术应用是企业发展的必然道路

2、物联网技术教育应用现场观摩会在锡举行[N]现代快报 2009-08-12

3、温泉、黄于鉴等，物联网在高校的应用前景[J]中小企业管理与科技.2010-7（下旬）

4、温希强等，十年内中国经济十大猜想 网络生活进入物联网阶段[N]经济参考报 2009-09-29

5、宁家俊，物联天下 感知中国——物联网的技术和应用[J]信息化建设 2009-11

6、宋广宇，移动支付平台的设计与实现[D]大连理工大学 2008