柏云鵬 趙云鵬 沈陽工學(xué)院

復(fù)合型自動識別技術(shù)在智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

柏云鵬 趙云鵬 沈陽工學(xué)院

1 研究意義

智能化教學(xué)樓在本項目中指的是一座為教學(xué)功能設(shè)計的智能建筑。

智能建筑具有高效、節(jié)能、舒適等突出的優(yōu)點(diǎn)，在世界各地迅速發(fā)展，引起普遍重視。1984年，世界上第一座智能建筑誕生于美國哈特福德市，它由一座金融大廈改造而成，在出租率、投資回報率、經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能等諸多方面取得成功。日本在1985年開始建設(shè)智能建筑，新建大廈中超過60%為智能型，也是在智能建筑領(lǐng)域進(jìn)行全面的綜合研究并提出有關(guān)理論和進(jìn)行實(shí)踐的最具有代表性的國家之一。歐洲國家智能建筑的發(fā)展與日本同步啟動，智能建筑主要集中在各國的現(xiàn)代化都市。亞太地區(qū)的智能建筑則主要集中在韓城、曼谷、香港、雅加達(dá)、吉隆坡等中心城市。新加坡政府投入巨資對智能建筑進(jìn)行研究，規(guī)劃將新加坡建成“智能城市公園”。韓國指定“智能島”計劃。等。我國智能建筑在臺灣地區(qū)發(fā)展較早，大陸地區(qū)發(fā)展較晚，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)已經(jīng)建成的基本按照國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、施工和管理的智能建筑約1400棟。當(dāng)前國內(nèi)的智能建筑開始轉(zhuǎn)向大型的公共建筑，例如：會展中心、圖書館、體育場館等。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，本世紀(jì)內(nèi)全世界的智能建筑將有一半在中國建成。國際電器行業(yè)巨頭德國西門子公司，以“可持續(xù)發(fā)展的城市”為主題，面向全球提供全套智能樓宇解決方案?？梢娭悄芙ㄖ诠?jié)能環(huán)保的同時也創(chuàng)造了巨大的潛在市場。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

縱觀國內(nèi)外智能建筑的發(fā)展，智能建筑在未來必將向著以下兩個特點(diǎn)發(fā)展：

2.1 智能建筑與節(jié)能環(huán)保以及業(yè)主的經(jīng)濟(jì)效益緊密相連，其中節(jié)能環(huán)保是首要前提和重要條件；

2.2 智能建筑充分體現(xiàn)“以人為本”的思想。一幢建筑智能化程度，不能單純看其裝備器材的先進(jìn)程度，而是看其是否采用技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)使用者的需求，更好的為人服務(wù)。

3 項目的研究內(nèi)容

本項目中智能化教學(xué)樓中的教學(xué)功能主要是面向教學(xué)樓內(nèi)的教師、教輔人員和學(xué)生提供教學(xué)功能、教學(xué)管理功能和教學(xué)資源服務(wù)功能。在國內(nèi)外少見相似定義的報道。項目中涉及到的主要技術(shù)和方法相對較為成熟，可實(shí)現(xiàn)度高，技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險較低，不存在技術(shù)壁壘和瓶頸。在本項目中將運(yùn)用到的主要技術(shù)概況和系統(tǒng)集成風(fēng)險評估如下：

3.1 基于RFID的室內(nèi)定位技術(shù)，有關(guān)于該技術(shù)的研究文獻(xiàn)較多，系統(tǒng)應(yīng)用的成熟案例也比較容易獲得，并且本校的自動識別技術(shù)實(shí)驗室具備基本RFID系統(tǒng)，技術(shù)上不存在風(fēng)險。

3.2 復(fù)合型自動識別技術(shù)，在本項目計劃中可能使用的自動識別技術(shù)包括有：生物識別、射頻識別、條碼識別，這三項技術(shù)目前獨(dú)立應(yīng)用領(lǐng)域較為成熟，復(fù)合型應(yīng)用也有先例可循。

3.3 用于實(shí)驗室設(shè)備管理的嵌入式系統(tǒng)，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)需要投入較多的研發(fā)力量，因為目前國內(nèi)外資料顯示，用于計算機(jī)實(shí)驗室的網(wǎng)絡(luò)管理手段較為成熟，而針對于一般型實(shí)驗室設(shè)備的自動管理手段較少，存在一定的技術(shù)難度，但從基本技術(shù)層面看無技術(shù)壁壘，需要項目團(tuán)隊廣泛論證，只要使用正確的設(shè)計方案，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

3.4 基于WEB訪問的軟件系統(tǒng)的設(shè)計，涵蓋有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)中此部分的設(shè)計，需要投入較多的研發(fā)力量，重點(diǎn)在于硬件設(shè)備接口和數(shù)據(jù)庫接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方面，由于本項目的軟件系統(tǒng)是建立在已有智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)內(nèi)的功能模塊，因此具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)，項目團(tuán)隊的研發(fā)能力可以滿足項目需求。

3.5 基于iOS操作系統(tǒng)和Android操作系統(tǒng)的智能終端應(yīng)用軟件開發(fā)，項目組成員具備相關(guān)技術(shù)的開發(fā)經(jīng)驗，此軟件開發(fā)重點(diǎn)在于識別權(quán)限和信息瀏覽，技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)。

4 項目采取的研究方案

復(fù)合型自動識別技術(shù)在智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用項目中共有三大的核心部分,其技術(shù)路線通過如下的系統(tǒng)框做簡要說明：

基于復(fù)合型自動識別技術(shù)的實(shí)驗設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)置一臺主控計算機(jī)，該計算機(jī)將以Web訪問的形式與智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)主服務(wù)器聯(lián)絡(luò)，物理層通信手段包括有線局域網(wǎng)和局域網(wǎng)WiFi服務(wù)，該計算機(jī)的本地系統(tǒng)任務(wù)是通過多種自動識別手段識別使用者身份，同時控制門禁系統(tǒng)和實(shí)驗設(shè)備自動管理系統(tǒng)終端，再進(jìn)一步控制實(shí)驗設(shè)備，當(dāng)使用者身份合法時，實(shí)驗設(shè)備向使用者開放，否則不開放。

基于RFID技術(shù)的室內(nèi)定位學(xué)生自動考勤系統(tǒng)是利用安放在指定位置的RFID天線收發(fā)信號，再利用RFID識讀器通過定位算法感知被測學(xué)生的RFID標(biāo)簽的具體位置，識讀器與計算機(jī)相連，其接入智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)主服務(wù)器的方法與上述系統(tǒng)一樣。

項目開發(fā)的客戶端軟件，可以安裝于智能終端（智能手機(jī)、平板電腦）上，用戶如果在智能教學(xué)樓的WiFi覆蓋范圍內(nèi)，可以通過WiFi訪問系統(tǒng)并根據(jù)自身的使用權(quán)限查詢相關(guān)信息，如果子WiFi覆蓋范圍以外，用戶也可以通過3G網(wǎng)絡(luò)訪問，處于系統(tǒng)安全考慮，本系統(tǒng)設(shè)計暫不提供外網(wǎng)計算機(jī)直接訪問權(quán)限。

5 總結(jié)

復(fù)合型自動識別技術(shù)在智能化教學(xué)樓管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用項目研究具有以下意義：

(1)順從自動識別技術(shù)和智能建筑的發(fā)展趨勢，為新型智能化教學(xué)樓信息化建設(shè)提供了一種可實(shí)現(xiàn)的解決方案。

(2)向教師和學(xué)生提供全真的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，為各個相關(guān)專業(yè)的項目教學(xué)、案例教學(xué)的推進(jìn)提供硬件支持。

柏云鵬，1996年6月，男，漢族，沈陽工學(xué)院，學(xué)生 ；趙云鵬（通訊作者），1983年2月，男，漢族，沈陽工學(xué)院教師，碩士學(xué)位，研究方向：系統(tǒng)集成，大數(shù)據(jù)。