張洪滔

摘 要 針對目前校園資源難以充分有效利用的問題，如無法實(shí)現(xiàn)對教室電源和空調(diào)等設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制，造成資源浪費(fèi)。文章提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺遠(yuǎn)程控制技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，通過將校園相關(guān)設(shè)備通過傳感器進(jìn)行信息采集，并把狀態(tài)信息通過物聯(lián)網(wǎng)傳入云平臺，然后經(jīng)過云計(jì)算分類處理再發(fā)送給校方管理人員，并將管理人員的指令再一次通過云平臺分類處理后傳遞到各個(gè)控制終端，最后通過這種方法可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的校園設(shè)備遠(yuǎn)程管控，如可實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)管以及對設(shè)備狀態(tài)有效管理。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；云平臺；遠(yuǎn)程控制；校園；應(yīng)用分析

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）222-0140-02

隨著當(dāng)今社會(huì)科技的發(fā)展，對資源與時(shí)間的有效利用也越來越受到人們的關(guān)注，尤其是在校園，學(xué)生們對資源的不重視和對時(shí)間管理的盲目性是一個(gè)極大的問題[ 1 ]。例如在學(xué)校下課或者放學(xué)后，如果能對校園進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確以及遠(yuǎn)程快捷的控制操作，就會(huì)極大地節(jié)約各種能源，并且還能讓學(xué)生專注于學(xué)習(xí)而不用去為是否關(guān)掉了各種電源等問題而分心，避免值日老師過多地將時(shí)間應(yīng)用于校園巡查。為此需要物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，通過云平臺將校園內(nèi)的各設(shè)備進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，并借助云平臺的計(jì)算實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效監(jiān)督與控制。

本文基于對校園設(shè)備管理的觀察，充分利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云平臺的計(jì)算特點(diǎn)[2]，提出將校園相關(guān)設(shè)備借助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，并對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行構(gòu)思，為校園設(shè)備管理提供新的解決思路。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺的遠(yuǎn)程控制技術(shù)分析

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上延伸發(fā)展而來的技術(shù)，且主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間進(jìn)行信息傳遞的一項(xiàng)具有極大發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g(shù)。典型的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖1可知，典型的物聯(lián)網(wǎng)由三層組成[3-4]，分別為：物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層。其中感知層是用于對物體狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行采集，網(wǎng)絡(luò)層用于對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，應(yīng)用層用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析與決策。另外，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涉及三個(gè)典型的技術(shù)，分別為無線傳感器技術(shù)、RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在汽車互聯(lián)互通上得到了成熟應(yīng)用，如滴滴出行本質(zhì)上就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。

1.2 云平臺與云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加，使用交付模式，它可以把大量的信息資源集中在一起，協(xié)調(diào)工作。而云平臺是一個(gè)交接存儲平臺，它允許人們將已經(jīng)寫好的應(yīng)用放入其中，并且它是云計(jì)算的主要依接[5]。典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

云平臺結(jié)合其計(jì)算特征可以分為3類，分別為以提供存儲為目的的云平臺，以提供計(jì)算為目的的云平臺和兼顧存儲和計(jì)算的綜合云平臺。目前國內(nèi)外大型網(wǎng)絡(luò)公司都建有成熟的云平臺，甚至有的還免費(fèi)提供給人們使用，如百度云盤。

1.3 遠(yuǎn)程控制技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)是一項(xiàng)基于網(wǎng)絡(luò)通過信號對遠(yuǎn)端進(jìn)行控制與管理信息技術(shù)，其軟件一般分為客戶端程序和服務(wù)器端程序，這項(xiàng)技術(shù)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展得到了深入應(yīng)用發(fā)展，可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)非常規(guī)的遠(yuǎn)程控制目的，如通過當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的智能家居系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與控制[6]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺的遠(yuǎn)程控制應(yīng)用分析

2.1 應(yīng)用背景介紹

隨著校園教學(xué)設(shè)備的增多，經(jīng)常會(huì)由于各種原因?qū)е略O(shè)備在無人監(jiān)督情況下在運(yùn)行，如教室電燈的管理、投影儀的管理、空調(diào)的管理，一旦教室無人必須確保這些設(shè)備處于關(guān)停狀態(tài)，否則將造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，甚至給校園帶來潛在的安全隱患，所以對校園設(shè)備，尤其是帶電運(yùn)行設(shè)備的有效管理迫在眉睫。傳統(tǒng)的都是通過安排值日學(xué)生和值日老師進(jìn)行聯(lián)合管理，甚至需要后勤保衛(wèi)人員協(xié)助監(jiān)督管理，這給校園管理帶來極大不便，甚至在一些特殊情況下無法進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的管理。

而如果借助當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)，通過將校園相關(guān)設(shè)備借助物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，并借助云平臺技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)分析與決策，以及借助有效的客戶端（如終端或手機(jī)App）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制與管理，可以為校園管理提供極大便利。

2.2 方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用原理

通過上述技術(shù)與應(yīng)用需求分析，可以將校園設(shè)施分為四部分：門窗終端、電源終端、水源終端以及監(jiān)控終端，并借助傳感器和物聯(lián)網(wǎng)將四部分全部與云平臺進(jìn)行連接，把通過傳感器采集得到的信息全部傳入云平臺，然后通過云計(jì)算對信息處理后得到的決策指令反饋給校園控制中心，然后校方可以通過控制中心下達(dá)指令，在指令通過云計(jì)算再一次處理后上傳至云平臺，并分別傳送給各個(gè)終端。相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

其中電源終端可以包含教學(xué)樓教室各設(shè)備電源、宿舍電源以及其他電源，門窗終端主要是指各建筑設(shè)備的門窗，水源終端是指各公共用水區(qū)域。通過對各設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，升級為具有傳感器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行器為一體的末端自動(dòng)控制系統(tǒng)，如可以將空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測感知，并將狀態(tài)信息通過已構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，并能接受遠(yuǎn)程控制信號實(shí)現(xiàn)空調(diào)的啟動(dòng)與停止操作，同樣，其他水源終端和門窗終端節(jié)點(diǎn)也可以進(jìn)行類似設(shè)計(jì)。

除了實(shí)現(xiàn)基本的遠(yuǎn)程啟動(dòng)停止、開啟關(guān)閉等功能外，同時(shí)也可以借助云平臺的信息處理能力，可以在各終端設(shè)備的檢修與健康狀態(tài)方面進(jìn)行有效的管理。如在設(shè)備檢修方面，通過傳感器技術(shù)，可以及時(shí)檢測出待修信息并及時(shí)反饋到控制中心，并且通過云計(jì)算技術(shù)可以精準(zhǔn)地推演出一些電子產(chǎn)品的潛在危險(xiǎn)。也可以對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到各設(shè)備的健康狀態(tài)，為后勤部門進(jìn)行檢修與維護(hù)提供技術(shù)參考與應(yīng)用便利。不僅如此，在云平臺接受信息并交由云計(jì)算處理時(shí)，還可以通過對比設(shè)定的信息標(biāo)準(zhǔn)來判斷比對事先設(shè)定的一些處理方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及人性化管理。

2.3 應(yīng)用優(yōu)勢分析

通過這種先進(jìn)的信息技術(shù)，可以大幅提升校園管理的技術(shù)水平，主要體現(xiàn)在以下3方面。

第一，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)校園相關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制與管理。

例如，通過物聯(lián)網(wǎng)云平臺遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以輕松地管理與控制校園內(nèi)相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟與停止的目的。

第二，借助云平臺云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)校園相關(guān)設(shè)備的健康狀態(tài)監(jiān)視。

例如，通過傳感器技術(shù)可以隨時(shí)采集校園相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行信息并加以分析，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備健康狀態(tài)的監(jiān)視。

第三，借助信息技術(shù)可以提高校園管理的科技水平，為校園增添科技?xì)夥铡?/p>

例如，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以使校園科技化，有利于激勵(lì)學(xué)生對科技的追求，培養(yǎng)學(xué)生其積極向上，熱愛科學(xué)的精神。

3 結(jié)論

使用云平臺和云計(jì)算，并且通過遠(yuǎn)程控制可以使得校園管理更加方便貼心，無需要人工排查，省去了不必要的人力浪費(fèi)。在資源利用上，準(zhǔn)時(shí)統(tǒng)一的控制，避免了資源的不必要浪費(fèi)；通過細(xì)化的云平臺以及云計(jì)算，對校園設(shè)施的控制更加人性化，并且還擁有了自動(dòng)化管理，更加節(jié)省了學(xué)生以及老師的時(shí)間。本文在對校園的一些問題上做出了相應(yīng)的解決方案，但同時(shí)，在不同地域以及不同的方面也可以使用這種技術(shù)去解決大多數(shù)類似問題，但要想全面實(shí)現(xiàn)本文所述的技術(shù)改造與升級，還存在系列問題，如經(jīng)費(fèi)問題，以及需要專業(yè)工作人員對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)管理，當(dāng)然如果可以借助第三方云平臺，便可以大大節(jié)省費(fèi)用，還可以免去不必要的人員投入。相信，隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們意識的提高，校園管理的物聯(lián)網(wǎng)云平臺會(huì)早日投入真正的應(yīng)用實(shí)踐。

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