物联网技术在高校校园中的应用探讨

王晓雨

摘要：物联网是新一代的信息技术之一，在高校校园网的基础上结合物联网技术，使得学校管理更为人性化、智能化，真正树立以学生为主体的校园管理理念。本文首先对物联网的相关概念进行了阐述，然后重点探讨了物联网技术在高校校园安全防范、教学管理工作、学生校园生活等方面的应用。

关键词：物联网 RFID 传感器 校园网

中图分类号：TP303 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0230-01

物联网是继互联网之后又一次网络大浪潮，随着信息化社会建设的不断加快， 高校的信息化教育也在不断改进， 正在从“数字校园”向“智慧校园”转变。智慧校园是物联网技术在校园中的一种集成应用，通过对传感数据的集中管理和大量信息的智能处理，形成了集学校管理、教育和服务为一体的应用模式。

1 物联网的概述

目前对物联网的普遍定义就是利用射频识别（RFID）、无线传感器网络、嵌入式系统和信息处理等关键技术，通过射频标签、射频读寫器、红外扫描器、传感器等信息感知设备获取物体或人的相关信息，按照物联网传输协议完成感知信息之间的相互交换和共享的先进网络技术。根据信息生成、处理和应用过程，可以把物联网分为4层：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层[1]。感知识别层主要负责数据采集，通过射频识别、无线传感器、红外、蓝牙等信息自动生成设备，对信息展开长期、大规模、实时的获取。网络构建层主要完成信息的传输，将感知识别层采集的数据接入到互联网中，提供给管理服务层，是实现物与物互联的重要基础设施[2]。管理服务层主要对信息进行处理，可以将大规模数据高效、可靠地组织起来，为上层行业的应用提供支持。在综合运用层，物联网继承了互联网功能：电子邮件、文件传输，又实现了以用户为中心的应用：万维网、视频点播、在线游戏、社交网络、电子商务，再发展到物品追踪、智能交通、智能家居、智能办公、智能物流、智能电网[3，4]。

2 物联网技术在校园安防中的应用

将物联网技术应用到校园安防系统中，就可以对高校校园的安全管理进行实时监控。通过将学校原有的视频监视系统和物联网中的射频识别、红外感知、电子标签等技术相结合，再设置相应不同等级的安全报警系统，便可以建立智能化的校园安全防范系统，实现不同安全级别门禁系统的管理，保障师生安全。比如当学生处在校园偏僻地区或危险区域时，RFID读写器会读取学生卡片内的信息，并向学生发出危险提示的信息，此时相关的信息也会自动上传到学校的监控室，并且当学生遇到突发事件时，可通过触发应急报警装置上的按钮或者在RFID读写器感应区域内刷卡报警，从而有效地预防和阻止校园的安全事故的发生。

利用物联网技术，还可以对进入校园的车辆进行监控和定位，能对校园的交通状况进行有效管理，在校园各出入口及路边安装固定的RFID读写器，可以记录出入的车辆及其在校内的行驶情况，这样可以规范车辆在校园内的行驶和停放，对超速、乱停乱靠等违规行为进行监督。另外为了防止物品被盗，可以在教师办公室、学生宿舍以及校内重要物品上安装电子标签；为了预防火灾发生，可以在宿舍、实验室、食堂等场所安装烟雾和温度传感器等。

3 物联网技术在教学管理方面的应用

3.1 考勤中的应用

高校课堂考勤是教学管理中的重要环节之一，出勤率直接影响到每个学生该科的平时成绩，辅导员或班主任也会把它做为评定奖学金的重要参考。针对课堂中存在的缺勤，迟到、早退的现象，传统方法是由任课教师逐个点名，需要花费许多时间和精力，效率低并且还占用教学时间。通过物联网技术可以建立高效的考勤系统，主要是通过感知网络进行考勤数据信息采集，学校给每个学生发放一个RFID标签，该标签上记录了学生的学号、姓名等基本信息，当学生进入教室的时候，读卡器就会读取学生的信息，并将其上传到中心服务器，服务器再对考勤系统中每个学生的考勤记录进行对比，统计其出勤率。

3.2 教学中的应用

高校课堂教学中引入物联网技术可以大大提高教学质量，数字化校园建设中，人们已经通过互联网教学获取了丰富的教育教学资源，但是互联网的局限在于它的虚拟性，缺少真实的感知。而物联网技术的引入，可以使真实空间与虚拟学习环境实现有机结合，创造真实互动的智能化教学环境，比如在实验课中，可以根据无线传感技术、视频监控技术来搭建真实的微型化实验环境，通过对实验数据的实时获取，学生可以全程观察和记录实验的整个过程，使学生身处课堂之中，却可以真切的感受到真实的场景，让学生体验到只有实践才能感知到的知识和感悟，从而拓展学生的知识空间与视野，并提高学习的兴趣。另外，在教学质量评估中，可通过物联网技术对教师课堂教学进行监控监督，教务管理部门也可以通过物联网终端设备掌握学生和教师对整个教学环节的反馈情况，对教学中存在的问题及时进行修正，从而实现高校教学工作管理优化的目的。

3.3 图书馆中的应用

物联网技术在图书馆中的应用主要是利用RFID技术、电子标签技术对图书实时跟踪，感知图书的信息。图书的借还可以在无人状态下运行，实现自助。用户借还图书时，只需将自己的借阅证放在图书馆中的图书管理系统的可视化界面进行扫描，RFID系统就可读取借阅证中的读者信息，再读取图书RFID标签中的数据并通过无线网络与图书馆的管理系统相连，就可完成图书的借还，无需专业的图书馆管理人员进行处理，用户检索图书时也能快速定位图书的具体位置。另外图书馆管理人员进行图书盘点时，手持专用的RFID读写器，对书架上的图书进行扫描阅读，即可对杂乱的图书进行分类、整理、盘点工作，方便快捷。

4 物联网技术在学生生活方面的应用

4.1 校园食堂中的应用

高校食堂是学生在校生活的重要场所，食品安全和食品卫生关系到每个学生的身心健康。借助于RFID技术和智能编码技术，对每天进入食堂仓库的每一批次食品分类编码并粘贴上相应的RFID标签，标签上记录着食品的品名、类型、生产日期及保质期等相关信息，在食品仓库中安装RFID智能读写器，将读取到的食品信息，通过网络传输到后台数据库中，便可以实现对库存食品信息的实时感知，使管理者及时发现和处理过期食品，消除食品安全隐患。另外，通过RFID技术还可以将食品生产、加工、销售的各个环节连接起来，甚至可以逆向追踪到食品的产地、生产者等信息，这样可以优选供货商，并且如果出现食品问题时能快速追踪到问题环节，并采取有效措施，使危害降到最低。

4.2 学生宿舍中的应用

为了保证学生住宿的安全，学校可在学生宿舍楼入口处设置RFID读写器，并加设智能门禁系统，禁止无关人员进入宿舍，学生进出宿舍必须刷卡，卡里整合有RFID标签，记录着学生信息，该系统会自动记录人员出入情况，并生成多次无刷卡记录或者晚归学生的名单，通过此名单学管科和宿舍管理员可以对晚归、未归的学生及时处理。另外，利用物联网技术还可以对宿舍内的照明、供电供水设备实行远程监控和实时感知，实现节能减排，智能地节水节电的目的，并可预防火灾的发生，如遇紧急情况也可及时疏散学生。

4.3 校园消费中的应用

物联网技术还可以应用于学生的校园消费方面，包括食堂就餐、洗衣以及超市购物等。运用RFID技术整合校园一卡通，如前所述，每个学生都拥有一张含有RFID电子标签的校园一卡通，卡里包含学生个人信息及资金信息，在食堂、超市等消费场所设置RFID阅读器，学生刷卡消费时，阅读器就会将读取的信息通过智能消费管理系统网络传递至数据处理中心，利用校园一卡通的电子支付功能，对消费管理后台数据库的查询，读取卡上资金余额，将当前消费的金额扣除，并实时更新电子钱包及数据库中的信息，使得学生在学校中真正能够实现“一卡在手，遍走校园”的境界。

5 结语

物联网技术在高校校园中的各项应用，使得学校的教学和管理更为科学合理，为教育事业的可持续发展提供了全面的感知，高效的管理和优质的服务。

参考文献

[1]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2011.

[2]王涛.无线网路技术导论[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]刘强，崔丽，刘海明.物联网关键技术与运用[J].计算机科学，2010（6）：1-4.

[4]陈海明，崔莉，谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].计算机学报，2013，36（1）：168-188.