牛作領(lǐng)

（西安交通工程學(xué)院，陜西 西安 710300）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了學(xué)校的智能化發(fā)展，方便了校園管理?；谖锫?lián)網(wǎng)的智慧校園的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和發(fā)展，將使校園教學(xué)生活更加生動(dòng)，校園標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理更加科學(xué)規(guī)范。物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理中的應(yīng)用和智能校園標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)已成為學(xué)校管理的一個(gè)新的研究方向。智慧校園的建立可以有效地消除教學(xué)生活的枯燥，讓校園標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理更加科學(xué)高效。物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理中的應(yīng)用，可以給師生的學(xué)習(xí)和日常生活帶來(lái)更多的便利，提高學(xué)校的教學(xué)水平，建設(shè)安全校園。因此，在時(shí)代發(fā)展的步伐下，有必要對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)智能校園的建設(shè)與發(fā)展進(jìn)行分析和研究。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

首先，基于互聯(lián)網(wǎng)的通用網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)是事物技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和核心。它通過(guò)各種有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)，傳輸實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的物業(yè)信息。二是各種傳感器技術(shù)的廣泛應(yīng)用，包括RFID 技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)和智能嵌入式技術(shù)。此外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)象的智能控制，使用各種智能技術(shù)來(lái)分析和處理感知的數(shù)據(jù)和信息。物聯(lián)網(wǎng)的這些特性將改變?nèi)藗兘邮招畔⒌姆绞剑瑢⑿畔⑹占?、處理和傳輸?shù)娜^(guò)程有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能通訊。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)由以下組成：第一層是集成傳感器層，第二層是可靠傳輸層。集成獲取層使用各種可用獲取裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)諸如傳感器之類的對(duì)象的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取。就像人的感覺(jué)一樣，他們可以實(shí)時(shí)檢測(cè)和收集數(shù)據(jù)。因此，在考慮裝置的低成本的同時(shí)，有必要綜合靈活地提高感知能力的設(shè)計(jì)和開發(fā)。通過(guò)各種信息網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的集成，準(zhǔn)確可靠地實(shí)時(shí)傳輸感知信息。

2 物聯(lián)網(wǎng)校園教育的重點(diǎn)研究

2.1 明確建設(shè)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)時(shí)，最重要的內(nèi)容就是明確建設(shè)目標(biāo)。學(xué)校應(yīng)堅(jiān)持“以人為本”的理念。結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，采用先進(jìn)的傳感器設(shè)備，對(duì)學(xué)校的教學(xué)、后勤、科研等方面進(jìn)行有效標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的便利性與學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理相結(jié)合，整合各種信息，實(shí)現(xiàn)智慧校園教育，促進(jìn)物、人、物的協(xié)調(diào)，為師生提供更好的服務(wù)。

2.2 營(yíng)造智能化教育教學(xué)環(huán)境

雖然可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得豐富的學(xué)習(xí)教材，但虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境缺乏實(shí)質(zhì)性。物聯(lián)網(wǎng)的引入可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象的連接、物理空間和數(shù)字信息空間的連接、現(xiàn)實(shí)空間與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的有效融合。賦予教學(xué)環(huán)境中的每一個(gè)對(duì)象數(shù)字化、互聯(lián)互通、可視化的特征，學(xué)生可以感知教室里自然和現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景，有效促進(jìn)人與電腦的相互作用和人與環(huán)境之間的相互作用。

2.3 設(shè)置模塊功能

首先，設(shè)置身份管理模塊。所謂的身份管理模塊主要用于智能校園中的身份認(rèn)證，一般分為三類：教師用戶、學(xué)生用戶和外部用戶。教師和員工用戶有員工編號(hào)，學(xué)生用戶有學(xué)生編號(hào)。外部用戶在進(jìn)入智能校園系統(tǒng)之前必須注冊(cè)并獲得系統(tǒng)管理員的批準(zhǔn)。由于智能校園的用戶身份不同，需要設(shè)置不同的訪問(wèn)權(quán)限。智能校園管理模式可以很好地保護(hù)智能校園網(wǎng)。其次建立智能教學(xué)模塊。智能教學(xué)模塊在智能校園中發(fā)揮著重要作用，主要包括智能課程、智能教室、教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)和智能評(píng)估。智能教學(xué)模塊將有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高網(wǎng)絡(luò)使用效率，豐富教師的教學(xué)方法。

2.4 實(shí)現(xiàn)學(xué)校的可視化管理

智能校園中的互聯(lián)網(wǎng)利用實(shí)現(xiàn)了校園物理對(duì)象的連接，綜合認(rèn)識(shí)校園環(huán)境，取得最新的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)反饋相關(guān)信息。另外，在利用互聯(lián)網(wǎng)的校園環(huán)境中，教師和學(xué)生之間的識(shí)別和管理可以容易地進(jìn)行。為了保證學(xué)校教室環(huán)境的視覺(jué)監(jiān)視安全系統(tǒng)，可以設(shè)置能夠檢測(cè)人的運(yùn)動(dòng)，光、聲音、溫度的傳感器，并連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能控制，全面實(shí)施學(xué)校教學(xué)管理。

2.5 拓展學(xué)習(xí)空間

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以拓展學(xué)習(xí)空間，提供無(wú)處不在的服務(wù)。它可以激發(fā)學(xué)生將課堂所學(xué)的理論知識(shí)與相關(guān)實(shí)例相結(jié)合，彌合理論知識(shí)與實(shí)踐之間的差距。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將校園教育資源與相應(yīng)企業(yè)、企業(yè)的相關(guān)資源連接起來(lái)，建立校企雙向互動(dòng)。同時(shí)，教育標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理模式也可以推廣到整個(gè)區(qū)域，可提供跨領(lǐng)域、跨地域的泛在智能學(xué)習(xí)服務(wù)，提供泛在資源管理服務(wù)。

2.6 改變教學(xué)方法

首先，在智能校園標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中，教師不需要在教學(xué)計(jì)劃上花費(fèi)太多時(shí)間。在課堂上，他們只需要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)使用語(yǔ)音指令操作教學(xué)設(shè)備，提高了教學(xué)效果。其次，教師可以將事物的互聯(lián)網(wǎng)感測(cè)技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生提高知識(shí)積累，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)渠道，極大刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 物聯(lián)網(wǎng)在校園教育中的應(yīng)用

科技對(duì)教育的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用不僅可以改變和優(yōu)化教育教學(xué)環(huán)境，還可以更新教育理念，推動(dòng)學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理和教學(xué)方式的創(chuàng)新，進(jìn)一步促進(jìn)師生共同發(fā)展。

3.1 平安校園

物聯(lián)網(wǎng)在校園的應(yīng)用有利于建設(shè)安全校園，維護(hù)校園安全。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，學(xué)校也建立了相應(yīng)的安全體系。在校園道路和警衛(wèi)辦公室安裝了監(jiān)控?cái)z像頭，以確保校園安全。當(dāng)學(xué)校發(fā)生不安全事故時(shí)，可以立即重復(fù)進(jìn)行電子監(jiān)控，以提高校園安全。在校園建設(shè)過(guò)程中，可以核實(shí)未進(jìn)入校園學(xué)生的身份，有效控制未進(jìn)入校園學(xué)生的身份，確保未進(jìn)入校園學(xué)生的安全。另一方面，學(xué)?？梢园惭b智能傳感器。當(dāng)發(fā)生不安全事故時(shí)，智能校園管理中心將立即進(jìn)行預(yù)警和預(yù)測(cè)，并采取應(yīng)急措施解決問(wèn)題。同時(shí)，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以監(jiān)督教師和學(xué)生的出勤情況，最終提高學(xué)校的教學(xué)水平。

3.2 智慧圖書館

傳統(tǒng)的圖書館管理包括手動(dòng)簽出和注冊(cè)圖書信息，過(guò)程繁瑣，人為因素太多，容易出錯(cuò)。利用智慧校園建設(shè)智慧圖書館可以有效解決這一問(wèn)題。系統(tǒng)只需首次輸入圖書信息，即可實(shí)現(xiàn)圖書的在線管理，如分類檢索、借閱、歸還登記等。學(xué)生可以通過(guò)系統(tǒng)搜索圖書信息、滾動(dòng)信息，快速找到圖書。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)查詢圖書館的圖書，不僅可以使學(xué)生找書的時(shí)間會(huì)減少，且圖書管理員的工作量也會(huì)減少。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，利用智慧校園建設(shè)智慧圖書館，將有助于實(shí)現(xiàn)知識(shí)與信息的有效連接，為師生提供便捷的服務(wù)。

3.3 智能節(jié)能

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以用于智能校園的能量監(jiān)測(cè)和管理。通過(guò)將能源界連接到物理世界，建立節(jié)能管理專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)校園能源消耗的科學(xué)管理。通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，例如，對(duì)于校園內(nèi)所有類型的電感、遠(yuǎn)程信號(hào)等信息（通常使用的電氣、水和氣體），管理人員可以接收系統(tǒng)內(nèi)每天能源需求的綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)告和分析報(bào)告。

3.4 安全監(jiān)控功能

在智慧校園建設(shè)過(guò)程中，要切實(shí)提高校園安全水平。因此，高?？梢院侠砝梦锫?lián)網(wǎng)構(gòu)建校園安全監(jiān)控系統(tǒng)，有效提高校園安全系數(shù)。例如，在校園出入口的安保工作中，安保人員應(yīng)配備智能設(shè)備，引導(dǎo)他們操作智能監(jiān)控系統(tǒng)，觀看校園人口密集區(qū)的監(jiān)控視頻，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，并迅速派員處理。在校園安全標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理中，有必要防止外來(lái)物品進(jìn)入校園。為此，可以通過(guò)在校園門口安裝門禁設(shè)備來(lái)阻止教師和學(xué)生等進(jìn)入校園。鑒于高校人員相對(duì)密集，在消防安全管理工作中，應(yīng)建立智能消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，完成相關(guān)的火災(zāi)監(jiān)控。一旦觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警閾值，火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)將很快啟動(dòng)，從而有效降低發(fā)生火災(zāi)緊急情況的概率，確保師生安全。

3.5 感知系統(tǒng)

通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)感知課堂環(huán)境并進(jìn)行智能控制，可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造更合適的條件。在特定區(qū)域，可以通過(guò)安裝聲音或位移傳感器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光源的智能控制。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到移動(dòng)物體時(shí)，它向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，打開電源開關(guān)，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果減少照明。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以定期監(jiān)控?zé)艄饬炼?，自?dòng)調(diào)整教室燈光和電腦屏幕的亮度，并根據(jù)外部光線強(qiáng)度調(diào)整窗簾高度。另外，物聯(lián)網(wǎng)可以確定學(xué)校的二氧化碳濃度、教室的溫度和濕度、周圍樹木和花卉的空氣質(zhì)量、校園的噪音等，記錄并提交適當(dāng)?shù)膬?yōu)化建議，這不僅保證了更和諧的校園生活，而且使學(xué)生逐步形成綠色校園生活的環(huán)保理念。

3.6 智能消費(fèi)

智能消費(fèi)主要是指師生使用IC 卡滿足吃、住、浴、圖書館等方面的消費(fèi)需求，還有一個(gè)卡通系統(tǒng)，可以快速找回丟失的物品或查詢自己的記錄，可以刷卡使用記錄，避免損失。幫助師生養(yǎng)成勤儉節(jié)約的良好習(xí)慣。此外，一卡通還有一個(gè)很重要的功能，就是幫助建設(shè)安全的校園。學(xué)校應(yīng)攔截非學(xué)校人員進(jìn)入的所有出入設(shè)施，以及IC 的識(shí)別功能，以便學(xué)生能夠通過(guò)一些出入控制設(shè)施，方便師生的日常生活。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的校園教育發(fā)展方向

一是營(yíng)造優(yōu)質(zhì)教學(xué)環(huán)境。這種教學(xué)環(huán)境分為兩個(gè)方面。一方面，利用物聯(lián)網(wǎng)定制環(huán)境，營(yíng)造更適合師生開展課堂活動(dòng)的外部環(huán)境。例如，智能校園的傳感器功能用于測(cè)量校園環(huán)境的濕度和溫度。當(dāng)潮濕的溫度不適合師生開展學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，可利用物聯(lián)網(wǎng)調(diào)節(jié)溫濕度，為教學(xué)活動(dòng)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境；另一方面是指利用智慧校園介入教學(xué)活動(dòng)，如智能校園的使用可以控制多媒體教學(xué)設(shè)備，改變具體的教學(xué)方式。物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)形式不僅縮短了教師備課時(shí)間，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)工作的轉(zhuǎn)變。此外，通過(guò)智能校園網(wǎng)的傳輸功能，實(shí)現(xiàn)教材的共享和教材的有效利用，營(yíng)造更高質(zhì)量的教學(xué)環(huán)境。

二是降低能源消耗。利用物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)，再利用智慧校園系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，制定最優(yōu)資源利用方案，實(shí)現(xiàn)資源合理配置，節(jié)能減排。例如，可以利用物聯(lián)網(wǎng)記錄學(xué)校每月的水電消耗，根據(jù)用水時(shí)間合理規(guī)劃開熱水時(shí)間，從而降低開水的能耗。此外，智慧校園系統(tǒng)可以記錄學(xué)生的用電用水情況，并根據(jù)用電量及相關(guān)規(guī)定制定相應(yīng)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。既可以減少學(xué)校的經(jīng)濟(jì)支出，又可以提高學(xué)生節(jié)約資源的意識(shí)，從根本上解決能源浪費(fèi)的問(wèn)題。

三是提高學(xué)習(xí)生活的便利性。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以通過(guò)智能校園系統(tǒng)下載和查看自己的學(xué)習(xí)資料，根據(jù)自己的喜好選擇課程和社會(huì)鍛煉課程，免去不必要的現(xiàn)場(chǎng)操作麻煩。智能校園網(wǎng)平臺(tái)可用于實(shí)現(xiàn)多所高校之間的數(shù)據(jù)交換，提高教學(xué)資源的流動(dòng)性，大大提高學(xué)習(xí)活動(dòng)的便利性。在日常生活中，將智能校園融入日常生活，可以給師生帶來(lái)安全和舒適。

5 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)包含的內(nèi)容很多，也有很多問(wèn)題需要深入研究和解決。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系無(wú)疑是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的前提和基礎(chǔ)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)功能的有效實(shí)現(xiàn)具有重要意義。目前有很多研究機(jī)構(gòu)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，從而產(chǎn)生了許多分散的技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。如何整合這么多標(biāo)準(zhǔn)并將其應(yīng)用于教育行業(yè)是一項(xiàng)有意義的研究工作。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在學(xué)校管理中的應(yīng)用已成為必然趨勢(shì)，得到了廣大師生的熱烈支持。借助物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)智慧校園，促進(jìn)校園生活的多樣化、人性化、智能化。