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智慧校园建设中的关键问题探究

2015-02-04缪永飞夏罗生陈喆

电子技术与软件工程 2014年22期
关键词:智慧校园云计算物联网

缪永飞 夏罗生 陈喆

本文分析了当前高校信息化建设的现状,提出了智慧校园的构想,介绍了智慧校园建设中应用的主要技术及智慧校园总体建设框架,并结合后勤管理中的被装领取重点分析了物联网技术在智能后勤中的应用,并对智慧校园的发展前景提出了展望。

【关键词】智慧校园 物联网 RFID 云计算

1 智慧校园的技术载体

1.1 物联网技术

物联网是指利用条码、射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地点的连接,从而进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。

物联网主要由网络层、感知层以及应用层组成,感知层则通过传感器或RFID来对数据进行感知识别,并采集与物件相关的信息传送至网络层,网络层主要为物联网在网络中进行数据的传输和处理,而应用层则是将感知层传送至网络层的信息加以操作。

1.2 云计算技术

云计算实质是网格计算、分布式计算和并行处理的扩展,其依托运行于网络的虚拟服务集群互相协调,通过网络实现分布式计算机和网络设备高效、快捷的计算任务。并借助软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)将强大的计算能力分布到终端用户手中。不断提高“云”的处理能力以减少用户终端的处理负担是云计算的一个核心理念,最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备,并能按需享受云端的强大计算处理能力。云计算可提供的服务包括:广泛的信息资源收集和共享、灵活调配的计算资源、自助式的个性化服务。

2 智慧校园系统架构

智慧校园采用星形拓扑结构建设校园物联网,在校园内布置若干个射频基站,物联网内的每个物都嵌入电子标签,采用射频技术去主动寻找距离最近的射频基站,实现物与物、人与物的通信连接每个基站连接到局域网上,最终把物联网中的物和手机等通讯设备、摄像头等视频设备融合成为智能化的智慧校园。

2.1 重点区域防控

利用所持感应卡的类别识别出是否有授予权限进入重点区域,利用感应卡和视频监控的联动设置对进入重点区域的人员实行重点跟踪;还可加装生物识别技术(如指纹识别、虹膜识别等)确保进入重点区域的人员、车辆取得合法权限,防止感应卡丢失或视频监控故障带来的安全隐患;利用在门窗、周边安装红外、振动电缆等传感器,实现在重点区域的周界防范对未授予权限的人员、车辆能够触发报警装置;还应防范对线路和设备的破坏,当探测到线路电流异常时应触发报警装置;配置烟雾、温度传感器,实时感知区域内烟雾、温度信息,做好防火工作,确保重点区域安全。

2.2 装备管理

利用RFID标签实现对装备型号、位置、检修情况、责任人等基本信息的存储,实现装备的快速归档,利用监控或定位系统实现对装备位置的快速定位。利用手持终端(如平板、手机等)可实现装备信息上报、故障报修等业务。对无人值守的运行装备,利用音频检测或敏捷传感设备,实现对装备运行状态的动态监控,当装备发生故障时能够快速确定装备型号及所在位置,提高处置故障的响应时间。将可以实现对装备的动作控制,进而将装备控制的粒度和层次持续延伸或细化,保证装备物理功能的完整性和时刻处于受控状态。

2.3 教学管理

利用移动设备接入私有云平台,方便管理部门向教员推送教学信息,如课表安排、教室调整、课程变更等,利用可移动设备的拍照和信息管理系统,方便教员对诸如教学器材申领、教学设备故障报修等工作及时上报;利用光线传感及传动设备可自动实现教室窗帘、灯光的自动开启或关闭;利用RFID标签实现到课人员的实时监测;利用视频监控可掌握课堂异常情况,提高了对课堂的管控力度;通过RFID标签,教员可实现对学生的到课情况、实训情况、学习情况进行自动的统计。可实现对考场、试卷全过程的管理和监控。

3 智能后勤管理

主要用于保障人员食品安全、被服领取和管控以及车辆管理,实现对食材配送、存储、分布、消耗、需求的全过程管理,被服从请领、分发到回收的全空域管控,车辆从申请、派遣、路途到归建的智能化。

3.1 被装请领

利用内置的RFID标签或条形码实现被装请领的自动化。主要利用请领人员手持一卡通实现请领人的单位、姓名、是否授权、请领被装数量、型号等特定信息,利用非接触式的RFID读卡器实现被装型号、数量的快速获取(利用条形码的扫描也可实现同样功能)及装运,智能视频监控实时获取被装请领状况。

3.2 被装运输

利用车载定位系统实时获取运输车辆位置信息,利用胎压、油料、温度、湿度等传感设备获取车辆安全状况、油料剩余情况以及运输过程中被装是否存在失火或受潮情况。利用敏感车重感知设备和车门入侵告警装置防止被装中途被盗,实现被装运输安全。

3.3 被装入库

类似于被装请领,实现被装型号、数量等信息自动化感知并存入数据库。并及时记录各型号被装存放位置和数量。

3.4 被装分发

读取手持非接触感应卡获取人员应领取的被装型号和数量,并定位到仓库所在位置,人员领取被装后应及时更新领取信息,如被装内置的为RFID卡,应及时回收。

4 结束语

智慧校园是通过物联网来实现智慧化的校园服务和管理,它通过物联网实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通,海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息,从而实现人与人、人与物、物与物的无缝联接,最终将推动建设一个融合无处不在的学习、科研,高效透明的人员、装备、后勤管理,方便周到的校园文化、服务,安全可靠的营区、生活于一体的新颖校园管理模式的诞生。但也不应忽视的是,当前存在的技术标准不够统一、数据格式多源异构、信息安全无法保障、基础设施缺失和管理手段尚不完备等问题仍是横亘在面前的巨大挑战。因此,智慧校园真正从概念走向应用,从兴起走向成熟仍然任重道远。

参考文献

[1]国红军,陈黎黎.基于物联网技术的智慧校园建设[J].宜春学院学报,2013:65-67.

作者单位

1.空军大连通信士官学校无线电导航系 辽宁省大连市 116600

2.空军大连通信士官学校训练部 辽宁省大连市 116600endprint

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