基于物联网技术的智能校园建设

刘慧明

摘 要 文章提出智能校园的概念，并介绍物联网在智能校园中的应用。

关键词 物联网 智能校园

中图分类号：TP393.07 文献标识码：A

1 智能校园概念

智能校园是指把感应器装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、安保系统、消防系统、实验室等各种物体中，并且物物相连，形成“物联网”，将“物联网”与现有的互联网连接起来，实现门禁、考勤、就餐、消费、会议签到、借书、用水、用电、公共设施使用等功能，方便学校对师生的管理。此外还可以通过短信、WAP等方式实现排课、会议、图书借阅、消费情况、账户信息等各种信息的互动查询，对各种信息的指定下发，具有通知、提醒的功能，实现校园”一卡通”。

智能校园管理系统包含：（1）RFID电子标签卡（校园卡）：每人拥有这样的一张卡，卡里面包含了用户全部信息。（2）RFID阅读器：在每个窗口安装一个RFID阅读器，将读到的信息传至后台数据库查询，读取卡上信息，并发出相应指令。（3）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（持卡人）对相关业务的查询。

2 物联网在智能校园中的应用

物联网在智能校园中的应用主要包括校园生活管理、教学管理和安防管理三方面。

2.1 校园生活管理

包括食堂管理、水控管理、考勤管理、智能照明测控等。

2.1.1 食堂管理

食堂管理是智能校园重要组成部分，基于RFID技术的食堂管理系统主要包括三部分：

含RFID电子标签卡（校园卡）：卡里面包含了用户信息。

RFID阅读器：在每个售饭窗口安置一个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：食堂管理员（持卡人）对食堂消费业务的查询。

2.1.2 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，主要功能如以：

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，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，再次读卡就断水，并根据用水量实时进行扣费；

计费方式：按使用的流量计费，外接脉冲流量表，可根据计算产生的流量进行计费。

2.1.3 考勤管理

基于RFID技术的考勤管理工作流程：学生到校后，用含RFID电子标签卡（校园卡）刷卡，门禁打开进入教学楼，离开教学楼时再次刷卡，门禁打开离开教学楼。教学楼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，并将数据存储到数据库中，教师可通过浏览器登录到考勤查询网站，可以实时地远程查询学生的出勤情况，并且可将单位时间里的出勤情况统计出来。

2.1.4 智能照明测控

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，使每一盏灯都能远程测控，教室和道路的灯接受控制中心的命令。例如发现教室里没人，可以远程控制灯的开关。

2.2 教学管理

包括日常教学、智能图书管理和实验室管理等

2.2.1 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，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，观察植物生长系统，就是让学生通过物联网“感知”植物生长情况，利用计算机网络收集、处理和发布观测数据，交流种植经验，展示研究成果，从而提升学生的学习兴趣和科学素养。

2.2.2 智能图书管理

图书馆工作人员将RFID标签贴在图书上，通过标签中的芯片和天线，再利用物联网构建出RFID的无线射频系统，这样就能让图书拥有了GPS的定位功能。图书经过馆室中的各个检查点，就被跟踪并记录下来，并在服务器中储存相关信息。当师生们在电脑上输入书名，就能实时地掌握图书当前的具体位置，快速找到自己想要的书籍。

依靠物联网技术，还可以设计出图书自助借还系统，师生们在借还图书时，来到自助借还设备前，让阅读器读取RFID电子标签（校园卡），记录并显示持卡人借出与归还情况，方便工作人员进行高效的图书管理。

2.2.3 实验室管理

物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理等。

设备管理：RFID电子标签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，可以远程进行预借。

实验过程管理： RFID电子标签（校园卡）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。在实验过程中，当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。同时实验数据可以被实时采集并传输给实验管理员，实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

2.2.4安防管理

在物联网安防管理平台中，通过RFID射频识别、图像识别、GPS、无线传感网络、遥感等技术，并结合日常的视频监控系统，全面感知校园的环境、人和物的变化，而计算机系统将这些感知信息进行汇总、处理，适时地进行提示或报警。通过这种技术，就可以大大地提升校园的安防自动化水平，实现智能化的识别和管理，从而更好地进行安防管理。

3 结束语

智能校园是通过物联网来实现智能化的校园服务和管理，它通过物联网实现了校园人、物、信息在任何时间和地点的互联互通，为广大师生提供智能化的管理和服务模式。