高校智慧校园建设中物联网技术的应用分析

闫华

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.028

摘 要：随着高校信息化建设的不断推进，智慧校园逐渐成为高校信息化建设的重点。在智慧校园建设中，物联网技术对于实现智慧校园十分关键，与校园管理活动的融合是物联网示范应用方向之一。本文以物联网在智慧校园层次结构与建设中的关键技术应用为研究视角，设计高校智慧校园系统，并总结智慧校园建设中遇到的问题，提出可行性方案。

关键词：高校信息化建设 智慧校园 物联网

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（c）-0028-02

1 智慧校园与物联网概述

1.1 智慧校园

随着IBM公司提出“智慧地球”概念之后，“智慧+”逐渐融入到各行各业，“智慧校园”也开始成为高校信息化建设的重要组成部分。随着我国高校对“智慧校园”建设的深入研究与建设，越来越多的现代化技术被广泛应用于“智慧校园”建设。智慧校园具有三个核心特征，一是为师生提供全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化服务；二是将网络信息服务融入到高校各个应用型服务领域，实现互联协助；三是通过信息服务平台与智能感知环境为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。

1.2 物联网技术

智慧校园建设与物联网技术密不可分，通过物联网技术，从技术上完成高校校园内各个物件的交互联通，实现“智能化”功能，比如手机开门、手机借书、手机考勤、手机消费、未来教室、电子围篱、车牌识别、智能楼宇、无线校园、访客系统、移动智能卡、校园一卡通、高校教科网等。从定义上来看，物联网技术是通过RFID、红外感应、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备，按照预先设计好的协议，将物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，进而实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。

2 基于物联网技术的智慧校园建设

2.1 高校智慧校园的整体设计

从高校智慧校园建设的本质目标来看，智慧校园是为了更好的服务高校教学、科研以及学习、生活，因此在基于物联网技术的高校智慧校园建设中，总体目标是：在现有校园网的基础上，将高校各事物通过EPC、RFID以及各种传感设备连接到校园网上，实现高校内的教学、科研、生活、后勤、行政、学生管理等各部门连成物联网，打造“以人为本”的智慧校园平台，为全校师生服务。基于这种设计目标，高校智慧校园共设计六大模块，即身份管理、智慧消费、智慧后勤、智慧图书、智慧教学、智慧科研。

2.2 主要功能模块分析

基于物联网技术的高校智慧校园共设计六大模块，结合高校实际，每个模块的功能设计如下。

（1）身份管理模块：从当前高校师生现状来看，基本已实现了手机全覆盖，因此基于手机SIM卡对师生身份进行统一认证与管理，主要运用RFID电子标签形式记录信息，实现手机SIM卡的统一识别管理，包括子模块功能有信息管理、身份识别、信息查询、信息追踪。

（2）智慧教学模块：利用现代教育技术与物联网技术，使各教学设备互联互通，以及教学资源与师生设备的互联互通，并在身份识别验证的前提下完成教学、学习、实训、考核等智慧化教学。主要子模块功能有教学设备、智慧教室、智慧教学、实验实训、智慧考核。

（3）智慧科研模块：通过智能校园网络实现各级部门之间的信息互通，提高科研信息的时效性，以及各种科研活动、科研项目的线上监督管理。主要子模块功能有项目管理、学术交流、成果管理、政策法规。

（4）智能后勤模块：实现后勤管理工作的网络化与智能化，比如智能视频监控、车辆智能识别、教学设备的智能管理、学生宿舍楼与餐厅的智能管理、水电智能管理等。主要子模块功能智能安防、智能楼宇、智能医疗、路灯管理、访客管理。

（5）智能图书模块：智慧图书模块主要应用于高校图书馆，实现图书馆书籍管理、借阅信息管理等功能，主要子模块功能包括图书管理、文献检索、智慧流通、智慧采购。在物联网技术的支撑下，每本图书均可设置RFID卡，能够实现借阅与规划的智能化管理。此外，还可实现信息采集功能，根据师生反馈的需求信息进行集中智能采购。智慧流通则可实现自助服务，师生不受地址与时间的限制，均可通过物联网连接到智能图书馆，享受智慧服务。

（6）智能消费模块：高校校园内的智慧消费主要是以校园一卡通的模式来实现的，通过网络可读取相应信息，并以短信、微信等形式反馈给卡主。校园一卡通的主要消费场所有学校食堂、学校超市、学校浴室、学校医务室、微机室以及茶水房与洗衣房等。

2.3 主要建设内容

在主要智能模块框架下，高校智慧校园的主要实践内容如下。

一是校园一卡通，这是高校智慧校园的主要组成部分。在物联网基础上，校园一卡通需具备如下功能：门禁、考勤、借书、就餐、用水电、消费、签到、公共设施等。此外，在智慧教学功能的支持下，校园一卡通还可借助终端设备实现排课、图书借阅、账户信息、消费情况、网络教学资源等互动查询功能。

二是教室配置管理，这是智慧教学的辅助功能，主要应用于学生的第二课堂学习。师生通过物联网可查询教室使用情况，并合理安排时间学习计划。此外教室配置管理还可辅助学校后勤完成教室的统一管理与调配。

三是校园指挥系统，基于物联网构建一个先进性、实时性、开放性与可靠性的网络视频监控系统，并配以车辆管理系统，对校内车位使用信息进行动态管理，对出入学校的车辆信息进行综合管理。校园指挥系统提供三维实景模拟电子地图，全面展现校区重点区域，实现重点监控管理。

四是校区地理信息系统，利用GIS技术，实现校园模拟电子地图，地图与文字、图片相结合展现。

五是多媒体教室，需实现以下功能：（1）通过实物展示台将图片通过放大屏幕显示出来；（2）能播放图片、文字、视频、动画、音频等多种多媒体信息；（3）可与多种信息网相连接，比如有线电视、校园网等；（4）配备音响系统和控制银幕、照明、窗帘等辅助设备。

3 智慧校园建设中的物联网关键技术

智慧校园的层次结构自上而下包括服务层、网络层与感知层，感知层包括感知器、FRID、二维码标签、摄像头等，通过M2M平台与物联网网关与网络层互通，然后在数据库技术、身份识别技术、名称解析技术等支撑下，实现服务层的各项功能，比如智慧教室、图书借阅、智慧消费、智能楼宇监控等。

在高校智慧校园建设中，所涉及到的物联网关键技术主要有以下几个方面：一是传感器网络技术，针对高校智慧校园建设的实际情况，尤其是传感器采集节点的移动性较弱，存储能力与通信能力不强，在设计中要设计出能促进负载均衡和减少能量消耗的协议。二是射频识别技术，在高校智慧校园中主要用于身份识别，实现途径是RFID系统（包括读卡器与射频标签），在设计中要结合高校校园的实际来确定最佳天线的物理尺寸。三是M2M平台搭建，以无线通信等接入手段实现安全稳定的通信。四是统一身份认证技术，即在整个高校智慧校园中，所有身份认证需要遵循统一的安全协议或认证方法，进而保证身份认证的统一性。五是数据库技术，即实现所有信息收集、存储与调阅的功能，包括师生信息以及智慧校园物联网中所有事物的信息存储。六是人工情感技术，实现自然的、和谐的人际交互。

随着物联网技术的快速发展，为高校智慧校园的实现提供了极大的帮助。高校智慧校园建设实践中发现，智慧校园建设是一项复杂的系统工程，不仅要投入大量资金，还需要强大的技术支持，因此，在实践建设中，高校可充分利用各方资源，共同建设智慧校园。

参考文献

[1] 杜非非.试论物联网技术在高校智慧校园建设中的应用[J].山东工业技术，2016（2）：132.

[2] 张淋江，刘志龙.物联网技术在高校智慧校園建设中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2014（22）：52-53.

[3] 陈开梅，刘志清.物联网技术在智慧校园建设中的应用探讨[J].通讯世界，2016（12）：62-63.

[4] 宋严，王志军.物联网在高校智慧校园中的应用模式研究[J].长春师范大学学报，2014（12）：28-31.endprint