探讨基于物联网的智慧校园构建

易江

摘 要 随着教育信息化2.0行动计划发布以来，中学信息化建设正逐步进入由数字校园向智慧校园转型阶段，而一卡通作为中学信息化建设的重要组成部分，也将发生巨大的变化，本文介绍了智慧一卡通的系统架构及大数据分析应用，同时，对物联网技术在学校的教育教学、学生管理、节能等方面的应用进行了阐述。

关键词 智慧一卡通;物联网技术;智慧校园

1中学信息化建设发展正逐步进入智慧校园阶段

信息技术的快速发展，给教育信息化插上了腾飞的翅膀，近年来，大数据技术、人工智能科学与技术、物联网技术等已广泛应用到教育领域，中学信息化建设发展正朝着智慧校园阶段迈进[1]。相较于数字校园，智慧校园是以新技术为信息处理的手段，目的是使学校内部各应用系统不在是一个孤立的系统，数据可以互联互通;是通过大数据分析对比，为学校教育教学提供有价值的信息;是基于物联网的模式，将学校内的各种设备、实物联上互联网，实现人对物的智能化控制与监测;是一种单点登录，可以在各个应用系统间相互访问的平台。

2智慧校园环境下的学校一卡通变革

我校于2014年建设有校园一卡通，并于2018年进行了升级改造，目前一卡通的功能主要是学生食堂、校园商店刷卡消费、图书借阅、进出校园实时监控，可以说解决了学校信息采集最底层的问题[2]。下一阶段学校将进行智慧一卡通的升级和改造，这也是智慧校园建设的基础，建设与改造项目主要包括信息管理数据中心平台、智能门禁系统、自助借还书系统、图书管理系统、食堂超市消费管理、考勤管理、水电联动管理、电子班牌、一卡通专网改造等内容，形成一个数据共享、互联互通的网络。

（1）智慧一卡通的系统架构。智慧一卡通的系统架构分为四层[3]，最底层为数据采集层，可采集学校内学生、教师、各类设备的数据，是数据产生的源泉。第二层为数据传输层，将采集到的各种数据，通过无线网络、有线网络等，传输到一卡通的专用网络内。第三层为数据中心和业务平台层，是一卡通的核心，数据的分析、交换等都在此层。第四层是应用服务层，这是一个可以扩展的平台应用，是一个可以根据学校的需要进行定制服务的平台。

（2）智慧一卡通建设的安全策略。因为智慧一卡通关系到全校师生资金的消费安全，所以保证数据的绝对安全是建设中重点考虑的问题。在全校建立一卡网的专用虚拟局域网，采用VLAN技术与学校办公网络进行隔离，防止无关的流量进入到一卡通专网内部。同时，加强对一卡通服务器的安全防护，在服务器上安装专门防护软件，对数据进行加密处理，部署硬件防火墙，对所有一卡通的数据进行双机备份，确保智慧一卡通安全稳定运行。

（3）智慧一卡通大数据分析中的应用。教师、学生在使用一卡通的过程中会产生大量的数据，比如老师的出勤数据、学生的食堂、商店消费数据、学生就寝数据、学生在校园内的活动数据等。学校管理部门可以根据学生的点餐食谱进行更科学的营养搭配;可以根据学生校园商店的消费情况分析学生的日常开支情况;可以根据学生图书借阅的详细情况进行有选择性的图书的采购;可以根据老师的考勤记录分析他们的日常工作时间;可以根据老师的点餐记录进行更合理的菜谱搭配等。总之，从一卡通平台产生的各类数据，是学校进行各类资源的合理调配与使用的重要参考。

3构建基于物联网的智慧校园

物联网技术是依据射频识别技术、全球定位系统、红外感应器等众多信息传感设备，使信息能够通过约定的协议将现实生活中的任何物体和互联网联系起来，从而实现信息的通信、交换与传输[4]。学校智慧校园在建设过程中，应该充分利用物联网技术，例如：射频识别技术、传感器技术等，将学校建设成为全面感知、智能可控、有效融合互联网的环境，能在学校的教育教学、学生管理、后勤节能等方面提供技术支持，具体来说，可以从以下几个方面来建设。

（1）物联网技术在学校智慧教学方面的应用。在日常的教学过程中，一方面利用AI录播技术，打造高效的智慧课堂，另一方面，利用物联网技术来组织构建感知课堂，实现书本知识内容与学生生活实际的有机融合，让枯燥的课堂变得生动和有趣。在图书管理中，利用物联网技术，将每一本书都贴上RFID电子标签，取代原来的条形码，管理人员可以对每一本书进行定位，很好地解决了图书丢失的问题，无人监控的图书馆应运而生。

（2）物联网技术在学生智能管理方面的应用。学生的管理工作，人数多，年龄小，特别是还有寄宿的学生，所以说学校的责任很重。充分利用物联网技术，能对学生的定位时行跟踪，我们在校园的教室、操场、食堂、校门口等学生活动的区域部署RFID接收器，学生只要在该区域活动，他的活动轨迹都可以记录下来，学校可以随时监控学生的行为，有效防止意外事件的发生。同时，可以在学生宿舍安装智慧宿管系统，对没有按时回宿舍的学生进行提醒，设置时间，自动发送信息到宿管教师的手机中，方便管理，确保学生的安全。

（3）物联网技术在资源节约校园建设方面的应用。在学校的各个教室，安装智慧风扇系统，智能窗帘系统，智能空调系统，环境温湿度监测系统，智能照明系统，安全用电系统，智能安防系统，给学校的管理人员带来便利的同时，同时避免了能源的浪费。学生放学后，有的教室没有关灯关窗，管理人员可以直接在平台上查看，并进行操作。根据温度的变化，决定是否自动开启空调。智能安防，可以监测到学生在教室的一举一动。在学生宿舍，安装智能水控电控系统，可以做到人走灯灭，人走水停，达到了节约水电的效果。

总之，智慧一卡通和物联网技术应用是智慧校园建设的重要内容，是信息技术发展的必然结果，我们要充分利用好、建设好、使用好智慧校园，让学校的各项工作搭乘教育信息化这辆快車，助推学校各项工作朝着更高质量、更高水平的方向迈进。

参考文献

[1] 乌蓓华.智慧校园一卡通安全策略研究与设计[J].中国教育信息化，2016（11）：71-73.

[2] 田丽.智慧校园环境下的校园一卡通建设[J].华东师范大学学报（自然科学版），2015（3）：530-535.

[3] 谢静思.物联网的智慧校园平台建设研究[J].现代信息科技，2017（1）：135-136.

[4] 马峻，车红岩.构建智慧一卡通，助推智慧校园建设[J].中国教育信息化，2018（1）：60-64.