王格格 王 瑞 韓帥澤 亢唯彤

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

物聯(lián)網在計步器中的應用*

王格格 王 瑞 韓帥澤 亢唯彤

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

引言

從2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來，物聯(lián)網受到了全社會極大的關注。開創(chuàng)屬于我們中國的物聯(lián)網時代，而隨著物聯(lián)網的快速發(fā)展以及相關技術的不斷成熟，這一切技術也改變了我們的校園生活，對傳統(tǒng)校園的發(fā)展也產生深遠影響。

一、物聯(lián)網的內涵與特征

1. 物聯(lián)網的內涵

從字面含義看，物聯(lián)網是“物物相連的互聯(lián)網”，這句包含了二層意思：第一，物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網，是在互聯(lián)網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網的定義是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。

物聯(lián)網可分為三層：感知層、網絡層和應用層，感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，其主要功能是識別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去；網絡層負責傳遞和處理感知層獲取的信息；應用層是物聯(lián)網和用戶的接口，它與行業(yè)需求結合，實現(xiàn)物聯(lián)網的智能應用。物聯(lián)網運行過程：（1）標識物體屬性，屬性有靜態(tài)和動態(tài)屬性，靜態(tài)屬性直接存儲在RFID標簽中，動態(tài)屬性可由傳感器檢測；（2）由閱讀器讀取物體的屬性，同時將信息轉換為適合網絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式；（3）將數(shù)據(jù)通過網絡傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模儆商幚碇行耐瓿晌矬w通信的相關計算。

2. 物聯(lián)網的特征

（1）連通性

連通性是物聯(lián)網的基礎。無論是專網、無線、有線或者是感知物體，都必須體現(xiàn)“連通”狀態(tài)，并且和互聯(lián)網連接在一起，這樣才能體現(xiàn)出真正意義上的物聯(lián)網。國際電信聯(lián)盟認為，物聯(lián)網的“連通性”有四個維度：一是任意時間的連通性：二是任意地點的連通性；三是任意物體的連通性：四是任何人的連通性。

（2）物物相聯(lián)

在互聯(lián)網中，人們利用電腦實現(xiàn)人與人之間相互交流：物聯(lián)網通過傳感器、射頻識別技術、全球定位系統(tǒng)等技術實現(xiàn)物與物的交流。互聯(lián)網實現(xiàn)人與人的遠程交流，而物聯(lián)網完成了人與物、物與物的即時互動，從而實現(xiàn)了由虛擬世界向現(xiàn)實世界的連接轉變。

（3）智能化

智能化是利用計算機技術、傳感技術和控制技術對系統(tǒng)中各個對象能夠智能監(jiān)控和智能控制，從這個角度看，物聯(lián)網是智能化的重要環(huán)節(jié)，物聯(lián)網的發(fā)展將推動智能化的進程。它使得世界中的物體不僅以傳感方式也可以智能化方式關聯(lián)起來。物聯(lián)網具有智能化感知性，它可以感知人們所處的環(huán)境，最大限度地支持人們更好地洞察、利用各種環(huán)境資源以便做出正確的判斷。

二、計步器

2008年11月，IBM公司正式提出“智慧地球”理念，2009年1月，“智慧地球”成為美國國家戰(zhàn)略的一部分。2009年8月7日，國務院總理溫家寶在無錫視察時，指示要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心。基于這種“智慧”的理念，學校作為知識與信息服務機構的前沿，應該抓住機遇，通過物聯(lián)網的系統(tǒng)化發(fā)展與應用，打造計步器。

計步器是通過利用物聯(lián)網技術來改變師生和校園資源相互交互的方式，以便提高交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現(xiàn)智慧化服務和管理的校園模式。具體的說，計步器是把感應器嵌入和裝備到食堂、教室、圖書館、供水系統(tǒng)、實驗室等各種物體中，并且被普遍連接，形成“物聯(lián)網”，然后將“物聯(lián)網”與現(xiàn)有的互聯(lián)網整合起來，實現(xiàn)教學、生活與校園資源和系統(tǒng)的整合。

三、物聯(lián)網在計步器中的應用

1. 物聯(lián)網可以實現(xiàn)教學管理的智能化

學生步入教室，教室的窗簾會隨著室內的光線自動開關，隨身佩戴的RFID電子標簽自動連接離自己最近的RFID基站，打開桌上的自動觸摸系統(tǒng)，通過網絡瀏覽今天老師要講解的內容，并將自己存在的問題提交給老師。上課鈴響，老師步入教室，打開教學管理系統(tǒng)，查看是否有學生缺勤，查看學生給自己留下的問題，老師通過觸摸投影設備隨心所欲的教授課程，解答學生的問題，同步將授課情景傳送到網絡。進入實驗室，學生通過自動識別系統(tǒng)找到自己的實驗設備，實驗設備通過觸摸感應系統(tǒng)對違規(guī)操作和危險操作進行報警并終止實驗，實驗設備如是記錄實驗的過程、實驗數(shù)據(jù)并進行分析得出實驗結論。老師通過閱讀實驗數(shù)據(jù)給予每個學生的評價，教學管理系統(tǒng)如實的收集每個學生的學習過程數(shù)據(jù)、自動建立學生學習檔案并發(fā)送到每一個需要的人。

2. 感知校園物聯(lián)網結構設計

臺灣利用物聯(lián)網的核心技術RFID技術支持學校安全管理，包括八個方面的內容：上下學及在校行蹤通知服務；學生保健服務；校外教學管理；危險區(qū)域管理服務；校園訪客管理系統(tǒng)；教育設備管理服務；學校大型會議人員管理服務；運動設施使用人員管理服務．對于學生的日常管理方面，在學校的關鍵地方如教學大樓樓梯口、教室等處，架設RFID讀取器，通過學生配戴的RFID標簽讀取相關信息，統(tǒng)計學生出勤情況，老師也可通過網絡查詢學生出勤情況及目前所在位置或行進路線。

結語

計步器是通過物聯(lián)網來實現(xiàn)智慧化的校園服務和管理，它通過物聯(lián)網實現(xiàn)了校園內任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯(lián)互通，海量信息在物聯(lián)網平臺的聚合而產生新的信息，從而給廣大師生提供了智慧化的業(yè)務和服務模式。

*遼寧科技大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目:201710146000317