馬愛霞+常愛玲+陳兆飛

摘 要：隨著對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入研究，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，中小學(xué)生的自控能力和安全意識(shí)都比較差，迫切需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為其打造一個(gè)更加安全、舒適的、良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，文章結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的概念，重點(diǎn)討論了物聯(lián)網(wǎng)在校園設(shè)施、校園安防、智能教學(xué)和綠色校園等方面的應(yīng)用，以期為中小學(xué)生和老師提供一個(gè)更好的教育環(huán)境。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；中小學(xué)；校園教育；智慧校園

中圖法分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）04-0069-03

0 引 言

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，代表著互聯(lián)網(wǎng)下一步發(fā)展方向的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，逐步由概念和理論邁向了實(shí)際的部署和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)有著非常廣泛的用途，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智慧社區(qū)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、路燈照明管控、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測(cè)、食品溯源等多個(gè)領(lǐng)域。將極大地改變我們的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。目前，物聯(lián)網(wǎng)在校園中的研究與應(yīng)用雖尚處于起步階段，但這一問題的探討將給教育帶來(lái)極大的變革。

“百年大計(jì)、教育為本”，中小學(xué)生的成長(zhǎng)和教育問題，是政府、學(xué)校、家長(zhǎng)以及全社會(huì)廣泛關(guān)注的問題。如何優(yōu)化教學(xué)配套設(shè)施、杜絕校園內(nèi)的安全隱患，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，成為了家長(zhǎng)和學(xué)校急待解決的問題。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這一領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用，目前，智慧校園的主戰(zhàn)場(chǎng)在于高校中，而在自制能力比較差、自我保護(hù)意識(shí)薄弱的中小學(xué)生身邊物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更加迫切，中小學(xué)校園的建設(shè)更離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以便為中小學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)高質(zhì)量的學(xué)習(xí)生活環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能夠進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化教育事業(yè)的發(fā)展，也能為我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)提供廣闊的發(fā)展前景。

1 校園物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)是指通過RFID、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。簡(jiǎn)單來(lái)說，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個(gè)簡(jiǎn)單比喻，傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來(lái)傳遞信息，最后把感知到的信息送到大腦進(jìn)行處理。

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，與其他網(wǎng)絡(luò)一樣，也有其內(nèi)部特有的架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有三個(gè)層次。一是感知層，即利用 RFID、二維碼、傳感器等隨時(shí)隨地獲取物體的信息；二是網(wǎng)絡(luò)層，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去；三是應(yīng)用層，把感知層的得到的信息結(jié)合云計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、平臺(tái)服務(wù)等技術(shù)對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實(shí)際應(yīng)用。校園物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 校園物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

2 校園物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 傳感器

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出。

傳感器負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)信息的采集，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。如果沒有傳感器對(duì)被測(cè)信息進(jìn)行捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)試與控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，傳感器廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、國(guó)防現(xiàn)代化、航空技術(shù)、航天技術(shù)、能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)與生物科學(xué)等領(lǐng)域。

2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks， WSN）由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常由傳感器節(jié)點(diǎn)、接收發(fā)送器（sink）、Internet或通信衛(wèi)星、任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)等部分構(gòu)成。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括傳感單元、處理單元、通信單元以及電源部分。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過自組織方式構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中特定的信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意地點(diǎn)信息在任意時(shí)間的采集、處理和分析。傳感節(jié)點(diǎn)之間可通過網(wǎng)關(guān)完成和公用Internet網(wǎng)絡(luò)的連接，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療護(hù)理、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

2.3 智能嵌入式技術(shù)

嵌入式技術(shù)是在Internet的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，嵌入式系統(tǒng)的Internet接入、Web服務(wù)器技術(shù)以及嵌入式Internet安全技術(shù)，是嵌入式系統(tǒng)Internet技術(shù)的關(guān)鍵和核心。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中所采用的各類高靈敏度識(shí)別、專用信號(hào)代碼處理等裝置的研發(fā)，將進(jìn)一步推動(dòng)智能嵌入技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，將軟件固化集成到硬件系統(tǒng)中，一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等部分組成。21世紀(jì)后，各種家用電器如電冰箱、自動(dòng)洗衣機(jī)、數(shù)字電視機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等廣泛應(yīng)用這種技術(shù)。

3 物聯(lián)網(wǎng)在中小學(xué)校園的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中小學(xué)校園的建設(shè)中也越來(lái)越發(fā)揮著十分重要的作用。本文以“四個(gè)系統(tǒng)·一個(gè)平臺(tái)”為核心設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建了一套完整的物聯(lián)網(wǎng)智能校園體系。

3.1 校園設(shè)施管理系統(tǒng)

隨著學(xué)校面積的不斷擴(kuò)大，多地辦校的情況增加，其設(shè)施管理工作的成本及管理難度日益增加，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這有更大的使用空間。由于校園設(shè)施，包括：道路、通訊、電力、環(huán)保、水系等領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施，都是按照一定的地理空間分布的，因此可以利用GIS技術(shù)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)建立其信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將成為校園新的信息源，任何與校園有關(guān)的設(shè)施信息都將給定位，并與空間數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。用戶將可以圖文并茂的查詢校園信息，給學(xué)校的設(shè)施維修工作帶來(lái)了很大方便。

GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)所有的校園相關(guān)設(shè)施，對(duì)這些目標(biāo)都要進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)建庫(kù)，對(duì)于每個(gè)設(shè)施，都可貼上唯一的電子標(biāo)簽，而標(biāo)簽上的編碼也要記錄在每個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)中，從而使得基礎(chǔ)設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)一致。一旦某個(gè)設(shè)施出現(xiàn)問題，傳感器會(huì)將故障部件位置傳送到數(shù)據(jù)中心，維修人員可持便攜式移動(dòng)終端前去維修，該部分是集GPS定位和RFID讀寫功能于一體的設(shè)備，這時(shí)首先依靠GPS進(jìn)行宏觀定位的。在地下管網(wǎng)維修時(shí)，由于缺少GPS信號(hào)的支持，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以利用RFID讀取各個(gè)目標(biāo)的標(biāo)簽信息，然后通過該標(biāo)簽信息從GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相應(yīng)的設(shè)施目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)RFID 輔助下的目標(biāo)精確定位。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)校園設(shè)施的快速維護(hù)，保證學(xué)校的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 校園安防管理系統(tǒng)

校園作為人員相對(duì)密集的地方，并且中小學(xué)生的安全防范意識(shí)薄弱，自救能力差，所以在中小學(xué)校園中的安全管理尤為重要，利用門禁、視頻監(jiān)控、電子圍欄等技術(shù)，合理部署多級(jí)傳感器全面感知校園的環(huán)境、物品及外來(lái)入侵人員的變化情況，及時(shí)提示或者報(bào)警。

（1）門禁。在校園門口安裝射頻閱讀裝置對(duì)進(jìn)出校園的人員信息進(jìn)行讀取，然后將自動(dòng)采集的信息傳送到后端系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，當(dāng)學(xué)生上學(xué)、放學(xué)在校園門口進(jìn)出的時(shí)候，以及學(xué)生乘坐校車上下學(xué)時(shí)可進(jìn)行RFID人員檢測(cè)，系統(tǒng)自動(dòng)以短信的形式將學(xué)生的出入信息及時(shí)通知家長(zhǎng)，方便家長(zhǎng)隨時(shí)了解孩子的動(dòng)態(tài)信息。對(duì)于中學(xué)的學(xué)生宿舍門口也同樣安裝門禁裝置，沒有權(quán)限的人員不可以進(jìn)入宿舍，對(duì)外來(lái)人員進(jìn)行拜訪登記，確保學(xué)生的安全；

（2）電子圍欄、視頻聯(lián)動(dòng)。學(xué)校邊界建設(shè)脈沖電子圍欄，學(xué)校重點(diǎn)部位部署紅外攝像頭，可以進(jìn)行人員異常行為分析檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防護(hù)，入侵報(bào)警，報(bào)警視頻聯(lián)動(dòng)等功能，可將企圖入侵者拒之于防區(qū)之外，提高學(xué)校的安全防范等級(jí)。并把入侵信號(hào)送至報(bào)警主機(jī)，以保證值班人員及時(shí)了解防區(qū)信息并作出快速的處理；

（3）傳感器。通過在教室、走廊、宿舍安裝煙霧、溫度感知裝置，當(dāng)煙霧濃度和溫度超過危險(xiǎn)值時(shí)，傳感系統(tǒng)自動(dòng)啟用滅火裝置進(jìn)行滅火，同時(shí)發(fā)出警報(bào)將險(xiǎn)情傳給安保中心及時(shí)處理險(xiǎn)情；

（4） 食材溯源。中小學(xué)生正處在身體成長(zhǎng)發(fā)育的重要階段，對(duì)食品質(zhì)量衛(wèi)生狀況要求較高，基于物聯(lián)網(wǎng)的食堂食品安全是校園應(yīng)用重要的一部分，通過在食堂安裝衛(wèi)生監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)生監(jiān)測(cè)、食材溯源，加強(qiáng)食堂飯菜監(jiān)管，讓學(xué)生健康的成長(zhǎng)。

3.3 智能教學(xué)系統(tǒng)

學(xué)校教室所處的環(huán)境中，電子電器設(shè)備日益增多，電器的使用對(duì)教學(xué)的影響是越來(lái)越大。尤其中小學(xué)生自控能力較差，為中小學(xué)生打造一個(gè)智能的教學(xué)環(huán)境對(duì)其養(yǎng)成良好的習(xí)慣，增加學(xué)習(xí)興趣有著積極的作用。而傳統(tǒng)的課堂所用管理方法還是人工被動(dòng)管理，現(xiàn)在我們可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教室中構(gòu)建成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，讓所有的設(shè)備通過智能平臺(tái)進(jìn)行智能管理。學(xué)生或者老師一旦進(jìn)入教室，光線識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否需要啟動(dòng)照明，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室光線自動(dòng)感應(yīng)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)發(fā)布，保證教室光線質(zhì)量，溫度感應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否需要啟動(dòng)空調(diào)等設(shè)備，人像識(shí)別系統(tǒng)開始工作，判斷如果是老師則啟動(dòng)相關(guān)多媒體設(shè)備，如果是學(xué)生則自動(dòng)簽到，在開始上課前將已簽到的學(xué)生信息反饋到教師多媒體設(shè)備上面。

3.4 綠色校園系統(tǒng)

建設(shè)數(shù)字化節(jié)約型校園，是共同應(yīng)對(duì)我國(guó)資源相對(duì)緊缺、生態(tài)環(huán)境比較脆弱應(yīng)擔(dān)當(dāng)?shù)膰?guó)家責(zé)任。通過對(duì)各數(shù)據(jù)的智能采集，把學(xué)校的電力消耗、水電資源消耗等情況集中到全實(shí)時(shí)化的監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)上來(lái)，管理人員可隨時(shí)隨地感知學(xué)校各系統(tǒng)設(shè)備的能耗，并可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，為學(xué)校提供指標(biāo)化管理的具體依據(jù)。同時(shí)結(jié)合傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)校園的教室及其他重點(diǎn)部位的環(huán)境在線監(jiān)控，主要包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度、空氣中的CO、CO2等含量，從而為學(xué)校的“減碳排放”和“低碳發(fā)展”，提供了技術(shù)基礎(chǔ)和平臺(tái)支持。

3.5 校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)

校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)包括：設(shè)施管理系統(tǒng)、安防管理系統(tǒng)、智能教學(xué)系統(tǒng)、綠色校園系統(tǒng)。整個(gè)平臺(tái)就是將各種應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源和互聯(lián)網(wǎng)資源集成到一個(gè)信息管理平臺(tái)之上，它把分類系統(tǒng)的不同功能有效地組織起來(lái)，為各類用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的信息服務(wù)入口。校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)框架如圖2所示。

圖2 校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)框架

教育局系統(tǒng)可以用專網(wǎng)接入學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)，使教育局可以遠(yuǎn)程訪問到本學(xué)校的資源，為其更好地規(guī)劃調(diào)整學(xué)校網(wǎng)點(diǎn)布局，管理學(xué)?；ā⑿Ｉ岷托．a(chǎn)及教育用地提供參考數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)雙方傳送的文件可進(jìn)行加密處理，防止教育相關(guān)機(jī)密文件的泄露。

4 結(jié) 語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)要在教育領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，目前仍有許多問題需要解決，如費(fèi)用問題、信息安全問題等。然而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，其在中小學(xué)校園中的智能應(yīng)用也會(huì)進(jìn)一步深入，最終將提升教育信息化水平，有利于教育質(zhì)量的提高。本文探討了物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建校園智能化設(shè)施管理、安防管理、教學(xué)管理、綠色校園等方面的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建智能校園的作用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，在不久的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)使我們的校園變得更加美好。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉嵐，翟鴻雁，陳寧.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中小學(xué)校園[J].科技視界，2012（19）：175-177.

[2]馬士玲，劉志丹. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（6）：76-77.

[3]王宏岳，張峰國(guó)，劉忠武. 基于雙頻RFID的“校園衛(wèi)士”技防管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011，1（10）：35-38，43.

[4]顧宏久. 物聯(lián)網(wǎng)在教育的應(yīng)用模式探析[J]. 科學(xué)咨詢（科技·管理），2011（5）：104-105.

[5]馬士玲. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（2）：70-72.

GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)所有的校園相關(guān)設(shè)施，對(duì)這些目標(biāo)都要進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)建庫(kù)，對(duì)于每個(gè)設(shè)施，都可貼上唯一的電子標(biāo)簽，而標(biāo)簽上的編碼也要記錄在每個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)中，從而使得基礎(chǔ)設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)一致。一旦某個(gè)設(shè)施出現(xiàn)問題，傳感器會(huì)將故障部件位置傳送到數(shù)據(jù)中心，維修人員可持便攜式移動(dòng)終端前去維修，該部分是集GPS定位和RFID讀寫功能于一體的設(shè)備，這時(shí)首先依靠GPS進(jìn)行宏觀定位的。在地下管網(wǎng)維修時(shí)，由于缺少GPS信號(hào)的支持，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以利用RFID讀取各個(gè)目標(biāo)的標(biāo)簽信息，然后通過該標(biāo)簽信息從GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相應(yīng)的設(shè)施目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)RFID 輔助下的目標(biāo)精確定位。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)校園設(shè)施的快速維護(hù)，保證學(xué)校的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 校園安防管理系統(tǒng)

校園作為人員相對(duì)密集的地方，并且中小學(xué)生的安全防范意識(shí)薄弱，自救能力差，所以在中小學(xué)校園中的安全管理尤為重要，利用門禁、視頻監(jiān)控、電子圍欄等技術(shù)，合理部署多級(jí)傳感器全面感知校園的環(huán)境、物品及外來(lái)入侵人員的變化情況，及時(shí)提示或者報(bào)警。

（1）門禁。在校園門口安裝射頻閱讀裝置對(duì)進(jìn)出校園的人員信息進(jìn)行讀取，然后將自動(dòng)采集的信息傳送到后端系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，當(dāng)學(xué)生上學(xué)、放學(xué)在校園門口進(jìn)出的時(shí)候，以及學(xué)生乘坐校車上下學(xué)時(shí)可進(jìn)行RFID人員檢測(cè)，系統(tǒng)自動(dòng)以短信的形式將學(xué)生的出入信息及時(shí)通知家長(zhǎng)，方便家長(zhǎng)隨時(shí)了解孩子的動(dòng)態(tài)信息。對(duì)于中學(xué)的學(xué)生宿舍門口也同樣安裝門禁裝置，沒有權(quán)限的人員不可以進(jìn)入宿舍，對(duì)外來(lái)人員進(jìn)行拜訪登記，確保學(xué)生的安全；

（2）電子圍欄、視頻聯(lián)動(dòng)。學(xué)校邊界建設(shè)脈沖電子圍欄，學(xué)校重點(diǎn)部位部署紅外攝像頭，可以進(jìn)行人員異常行為分析檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防護(hù)，入侵報(bào)警，報(bào)警視頻聯(lián)動(dòng)等功能，可將企圖入侵者拒之于防區(qū)之外，提高學(xué)校的安全防范等級(jí)。并把入侵信號(hào)送至報(bào)警主機(jī)，以保證值班人員及時(shí)了解防區(qū)信息并作出快速的處理；

（3）傳感器。通過在教室、走廊、宿舍安裝煙霧、溫度感知裝置，當(dāng)煙霧濃度和溫度超過危險(xiǎn)值時(shí)，傳感系統(tǒng)自動(dòng)啟用滅火裝置進(jìn)行滅火，同時(shí)發(fā)出警報(bào)將險(xiǎn)情傳給安保中心及時(shí)處理險(xiǎn)情；

（4） 食材溯源。中小學(xué)生正處在身體成長(zhǎng)發(fā)育的重要階段，對(duì)食品質(zhì)量衛(wèi)生狀況要求較高，基于物聯(lián)網(wǎng)的食堂食品安全是校園應(yīng)用重要的一部分，通過在食堂安裝衛(wèi)生監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)生監(jiān)測(cè)、食材溯源，加強(qiáng)食堂飯菜監(jiān)管，讓學(xué)生健康的成長(zhǎng)。

3.3 智能教學(xué)系統(tǒng)

學(xué)校教室所處的環(huán)境中，電子電器設(shè)備日益增多，電器的使用對(duì)教學(xué)的影響是越來(lái)越大。尤其中小學(xué)生自控能力較差，為中小學(xué)生打造一個(gè)智能的教學(xué)環(huán)境對(duì)其養(yǎng)成良好的習(xí)慣，增加學(xué)習(xí)興趣有著積極的作用。而傳統(tǒng)的課堂所用管理方法還是人工被動(dòng)管理，現(xiàn)在我們可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教室中構(gòu)建成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，讓所有的設(shè)備通過智能平臺(tái)進(jìn)行智能管理。學(xué)生或者老師一旦進(jìn)入教室，光線識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否需要啟動(dòng)照明，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室光線自動(dòng)感應(yīng)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)發(fā)布，保證教室光線質(zhì)量，溫度感應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否需要啟動(dòng)空調(diào)等設(shè)備，人像識(shí)別系統(tǒng)開始工作，判斷如果是老師則啟動(dòng)相關(guān)多媒體設(shè)備，如果是學(xué)生則自動(dòng)簽到，在開始上課前將已簽到的學(xué)生信息反饋到教師多媒體設(shè)備上面。

3.4 綠色校園系統(tǒng)

建設(shè)數(shù)字化節(jié)約型校園，是共同應(yīng)對(duì)我國(guó)資源相對(duì)緊缺、生態(tài)環(huán)境比較脆弱應(yīng)擔(dān)當(dāng)?shù)膰?guó)家責(zé)任。通過對(duì)各數(shù)據(jù)的智能采集，把學(xué)校的電力消耗、水電資源消耗等情況集中到全實(shí)時(shí)化的監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)上來(lái)，管理人員可隨時(shí)隨地感知學(xué)校各系統(tǒng)設(shè)備的能耗，并可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，為學(xué)校提供指標(biāo)化管理的具體依據(jù)。同時(shí)結(jié)合傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)校園的教室及其他重點(diǎn)部位的環(huán)境在線監(jiān)控，主要包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度、空氣中的CO、CO2等含量，從而為學(xué)校的“減碳排放”和“低碳發(fā)展”，提供了技術(shù)基礎(chǔ)和平臺(tái)支持。

3.5 校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)

校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)包括：設(shè)施管理系統(tǒng)、安防管理系統(tǒng)、智能教學(xué)系統(tǒng)、綠色校園系統(tǒng)。整個(gè)平臺(tái)就是將各種應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源和互聯(lián)網(wǎng)資源集成到一個(gè)信息管理平臺(tái)之上，它把分類系統(tǒng)的不同功能有效地組織起來(lái)，為各類用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的信息服務(wù)入口。校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)框架如圖2所示。

圖2 校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)框架

教育局系統(tǒng)可以用專網(wǎng)接入學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)，使教育局可以遠(yuǎn)程訪問到本學(xué)校的資源，為其更好地規(guī)劃調(diào)整學(xué)校網(wǎng)點(diǎn)布局，管理學(xué)?；?、校舍和校產(chǎn)及教育用地提供參考數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)雙方傳送的文件可進(jìn)行加密處理，防止教育相關(guān)機(jī)密文件的泄露。

4 結(jié) 語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)要在教育領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，目前仍有許多問題需要解決，如費(fèi)用問題、信息安全問題等。然而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，其在中小學(xué)校園中的智能應(yīng)用也會(huì)進(jìn)一步深入，最終將提升教育信息化水平，有利于教育質(zhì)量的提高。本文探討了物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建校園智能化設(shè)施管理、安防管理、教學(xué)管理、綠色校園等方面的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建智能校園的作用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，在不久的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)使我們的校園變得更加美好。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉嵐，翟鴻雁，陳寧.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中小學(xué)校園[J].科技視界，2012（19）：175-177.

[2]馬士玲，劉志丹. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（6）：76-77.

[3]王宏岳，張峰國(guó)，劉忠武. 基于雙頻RFID的“校園衛(wèi)士”技防管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011，1（10）：35-38，43.

[4]顧宏久. 物聯(lián)網(wǎng)在教育的應(yīng)用模式探析[J]. 科學(xué)咨詢（科技·管理），2011（5）：104-105.

[5]馬士玲. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（2）：70-72.

GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)所有的校園相關(guān)設(shè)施，對(duì)這些目標(biāo)都要進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)建庫(kù)，對(duì)于每個(gè)設(shè)施，都可貼上唯一的電子標(biāo)簽，而標(biāo)簽上的編碼也要記錄在每個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)中，從而使得基礎(chǔ)設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)一致。一旦某個(gè)設(shè)施出現(xiàn)問題，傳感器會(huì)將故障部件位置傳送到數(shù)據(jù)中心，維修人員可持便攜式移動(dòng)終端前去維修，該部分是集GPS定位和RFID讀寫功能于一體的設(shè)備，這時(shí)首先依靠GPS進(jìn)行宏觀定位的。在地下管網(wǎng)維修時(shí)，由于缺少GPS信號(hào)的支持，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以利用RFID讀取各個(gè)目標(biāo)的標(biāo)簽信息，然后通過該標(biāo)簽信息從GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相應(yīng)的設(shè)施目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)RFID 輔助下的目標(biāo)精確定位。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)校園設(shè)施的快速維護(hù)，保證學(xué)校的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 校園安防管理系統(tǒng)

校園作為人員相對(duì)密集的地方，并且中小學(xué)生的安全防范意識(shí)薄弱，自救能力差，所以在中小學(xué)校園中的安全管理尤為重要，利用門禁、視頻監(jiān)控、電子圍欄等技術(shù)，合理部署多級(jí)傳感器全面感知校園的環(huán)境、物品及外來(lái)入侵人員的變化情況，及時(shí)提示或者報(bào)警。

（1）門禁。在校園門口安裝射頻閱讀裝置對(duì)進(jìn)出校園的人員信息進(jìn)行讀取，然后將自動(dòng)采集的信息傳送到后端系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，當(dāng)學(xué)生上學(xué)、放學(xué)在校園門口進(jìn)出的時(shí)候，以及學(xué)生乘坐校車上下學(xué)時(shí)可進(jìn)行RFID人員檢測(cè)，系統(tǒng)自動(dòng)以短信的形式將學(xué)生的出入信息及時(shí)通知家長(zhǎng)，方便家長(zhǎng)隨時(shí)了解孩子的動(dòng)態(tài)信息。對(duì)于中學(xué)的學(xué)生宿舍門口也同樣安裝門禁裝置，沒有權(quán)限的人員不可以進(jìn)入宿舍，對(duì)外來(lái)人員進(jìn)行拜訪登記，確保學(xué)生的安全；

（2）電子圍欄、視頻聯(lián)動(dòng)。學(xué)校邊界建設(shè)脈沖電子圍欄，學(xué)校重點(diǎn)部位部署紅外攝像頭，可以進(jìn)行人員異常行為分析檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防護(hù)，入侵報(bào)警，報(bào)警視頻聯(lián)動(dòng)等功能，可將企圖入侵者拒之于防區(qū)之外，提高學(xué)校的安全防范等級(jí)。并把入侵信號(hào)送至報(bào)警主機(jī)，以保證值班人員及時(shí)了解防區(qū)信息并作出快速的處理；

（3）傳感器。通過在教室、走廊、宿舍安裝煙霧、溫度感知裝置，當(dāng)煙霧濃度和溫度超過危險(xiǎn)值時(shí)，傳感系統(tǒng)自動(dòng)啟用滅火裝置進(jìn)行滅火，同時(shí)發(fā)出警報(bào)將險(xiǎn)情傳給安保中心及時(shí)處理險(xiǎn)情；

（4） 食材溯源。中小學(xué)生正處在身體成長(zhǎng)發(fā)育的重要階段，對(duì)食品質(zhì)量衛(wèi)生狀況要求較高，基于物聯(lián)網(wǎng)的食堂食品安全是校園應(yīng)用重要的一部分，通過在食堂安裝衛(wèi)生監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)生監(jiān)測(cè)、食材溯源，加強(qiáng)食堂飯菜監(jiān)管，讓學(xué)生健康的成長(zhǎng)。

3.3 智能教學(xué)系統(tǒng)

學(xué)校教室所處的環(huán)境中，電子電器設(shè)備日益增多，電器的使用對(duì)教學(xué)的影響是越來(lái)越大。尤其中小學(xué)生自控能力較差，為中小學(xué)生打造一個(gè)智能的教學(xué)環(huán)境對(duì)其養(yǎng)成良好的習(xí)慣，增加學(xué)習(xí)興趣有著積極的作用。而傳統(tǒng)的課堂所用管理方法還是人工被動(dòng)管理，現(xiàn)在我們可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教室中構(gòu)建成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，讓所有的設(shè)備通過智能平臺(tái)進(jìn)行智能管理。學(xué)生或者老師一旦進(jìn)入教室，光線識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否需要啟動(dòng)照明，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室光線自動(dòng)感應(yīng)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)發(fā)布，保證教室光線質(zhì)量，溫度感應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否需要啟動(dòng)空調(diào)等設(shè)備，人像識(shí)別系統(tǒng)開始工作，判斷如果是老師則啟動(dòng)相關(guān)多媒體設(shè)備，如果是學(xué)生則自動(dòng)簽到，在開始上課前將已簽到的學(xué)生信息反饋到教師多媒體設(shè)備上面。

3.4 綠色校園系統(tǒng)

建設(shè)數(shù)字化節(jié)約型校園，是共同應(yīng)對(duì)我國(guó)資源相對(duì)緊缺、生態(tài)環(huán)境比較脆弱應(yīng)擔(dān)當(dāng)?shù)膰?guó)家責(zé)任。通過對(duì)各數(shù)據(jù)的智能采集，把學(xué)校的電力消耗、水電資源消耗等情況集中到全實(shí)時(shí)化的監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)上來(lái)，管理人員可隨時(shí)隨地感知學(xué)校各系統(tǒng)設(shè)備的能耗，并可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，為學(xué)校提供指標(biāo)化管理的具體依據(jù)。同時(shí)結(jié)合傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)校園的教室及其他重點(diǎn)部位的環(huán)境在線監(jiān)控，主要包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度、空氣中的CO、CO2等含量，從而為學(xué)校的“減碳排放”和“低碳發(fā)展”，提供了技術(shù)基礎(chǔ)和平臺(tái)支持。

3.5 校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)

校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)包括：設(shè)施管理系統(tǒng)、安防管理系統(tǒng)、智能教學(xué)系統(tǒng)、綠色校園系統(tǒng)。整個(gè)平臺(tái)就是將各種應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源和互聯(lián)網(wǎng)資源集成到一個(gè)信息管理平臺(tái)之上，它把分類系統(tǒng)的不同功能有效地組織起來(lái)，為各類用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的信息服務(wù)入口。校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)框架如圖2所示。

圖2 校園物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)框架

教育局系統(tǒng)可以用專網(wǎng)接入學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)，使教育局可以遠(yuǎn)程訪問到本學(xué)校的資源，為其更好地規(guī)劃調(diào)整學(xué)校網(wǎng)點(diǎn)布局，管理學(xué)?；ā⑿Ｉ岷托．a(chǎn)及教育用地提供參考數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)雙方傳送的文件可進(jìn)行加密處理，防止教育相關(guān)機(jī)密文件的泄露。

4 結(jié) 語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)要在教育領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，目前仍有許多問題需要解決，如費(fèi)用問題、信息安全問題等。然而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，其在中小學(xué)校園中的智能應(yīng)用也會(huì)進(jìn)一步深入，最終將提升教育信息化水平，有利于教育質(zhì)量的提高。本文探討了物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建校園智能化設(shè)施管理、安防管理、教學(xué)管理、綠色校園等方面的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建智能校園的作用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，在不久的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)使我們的校園變得更加美好。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉嵐，翟鴻雁，陳寧.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中小學(xué)校園[J].科技視界，2012（19）：175-177.

[2]馬士玲，劉志丹. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能校園中的應(yīng)用[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（6）：76-77.

[3]王宏岳，張峰國(guó)，劉忠武. 基于雙頻RFID的“校園衛(wèi)士”技防管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011，1（10）：35-38，43.

[4]顧宏久. 物聯(lián)網(wǎng)在教育的應(yīng)用模式探析[J]. 科學(xué)咨詢（科技·管理），2011（5）：104-105.

[5]馬士玲. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（2）：70-72.