邓晓旭

【关键词】物联网 智慧校园 导航系统

随着物联网技术的发展和“感知中国”、“智慧地球”等概念的提出，在我国的高校之中又掀起了一阵“智慧校园”的浪潮，也就是在我们现有的校园网的基础上，结合新的科技技术，创造出可以更有效的实现资源的管理和共享，使之更好的服务于学生。

1 物联网发展背景

来自于美国麻省理工学院AutoID中心的Ashton教授于1999年提出来物联网的概念，其基本含义指的是：通过使用射频技术（RFID）等信息传感设备将全部的物体都与互联网链接起来，并通过客户端的控制实现对物品的智能化辨别、管理和操作。通过这种技术可以将人、物、信息相互连通交流，实现它们三者的智能连接。

自物联网诞生之时，就受到了世界各国的宠爱，它也成为了新一代技术发展的风向标。2005年，国际电信联盟（ITU）首次对物联网的具体概念进行了详细的阐述。美国政府在2009年提出了“智慧地球”的先进理念，并且将物联网提升为国家战略。此外，日本与韩国在2004年都分别提出了U-Japan和U-Korea计划，都希望通过构建世界先进的物联网基础设施的手段，将自身建成全球ICT最先进的国家，打造成未来广播通信融合领域一流水平的强国。

物联网就其本身来说，代表了下一代信息发展技术，但是就它的某些应用领域和应用方式来说，中国公众也不算太生疏。我们国家政府也高度重视物联网的发展，温家宝总理在2009年视察中科院无锡物联网产业研究所时，也针对物联网在我国的发展和应用提出了一些看法和要求，并且还提出了“感知中国”的概念。同年11月，国家传感信息中心成立，且物联网正式被列入我国国家五大新兴战略性产业之一，物联网在中国的发展受到了其他国家不可比拟的极大关注度。

2 物联网技术分析

2.1 物联网技术

顾名思义，物联网就是指“通过物体相连的互联网”，英文名为Internet of Things。它源自于互联网的应用拓展，是在互联网基础上进行的业务和应用。这有两层的意思：首先，物联网技术的基础核心仍然是互联网，是在其基础上进行延伸与扩展得到的网络技术；其次，物联网的用户端延伸扩展到了任意物品以及物品之间的信息交换与通讯。继计算机、互联网的浪潮之后，物联网成为世界信息产业发展的第三次浪潮。

各种感知技术也广泛地应用在物联网的试剂应用中，也就是在所有需要进行识别的物体上面装置EPC电子产品编码、大量的多种类型的传感器等等，之后利用射频识别的技术进行扫描或者利用长按技术进行扫描物体，捕获到物体的信息，并且将获得的信息，通过各种有线或者无线网络与互联网进行融合处理，之后再将获取的信息传递及时准确地传递出去，并在相应的网络数据处理中心进行信息共享、信息交互或信息智能处理，然后将已处理的的信息通过物联网传播，实现对受感应物体实施智能控制。

2.2 物联网的层次模型

目前，物联网还没有一个广泛认同的体系结构，但是根据现在已有的研究中我们可以简单归纳出来一个基本的物联网体系结构。

2.2.1 智能物体层

也即是感知层，这部分是指通过传感器收集和捕获受感知物体的相关数据，从而感知试剂存在的物理世界。由于这个过程存在局部的互动性，因此要求系统必须具有一定的数据储存和计算能力。

2.2.2 数据传输层

使用有线或者无线方式介入获得的数据，并提供编码、认知等服务，并且实施这些服务。

2.2.3 信息关联层

即网络层，这个层面就是通过云计算存储、管理数据，并且对数据进行处理及整合，在不同网络中实现对物联网中受感知物体信息的传输，因此这个层面是连接应用层和感知层的纽带，形成一个对应真实世界的虚拟世界。

2.2.4 应用服务层

也称应用层，基于物联网开发各种面对用户的应用程序和软件，用户通过这些程序和软件对物联网中的物体下达指令，管理和控制这些物体，从虚拟世界中获取信息，提供丰富的服务于用户的应用，从而实现物联网的智能管理与控制。

2.3 关键技术

物联网的应用主要依赖于四个关键技术：射频识别技术、智能技术、传感技术和纳米技术。射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，而智能技术则是对物体的自动识别智能操作，具有非常重要的作用。传感技术是探知受感知物体的状态和特征，并将生成的有效数据传递给应用层。物联网上纳米技术的应用主要是感应设备的微缩化和可嵌入功能。

3 智慧校园导航系统物联网研究

校园导航系统是基于物联网的理论基础，使用谷歌地图的在线地图作为系统载体，另外通过富客户端开发技术、数据库技术等先进物联网技术，设计实现了智慧校园导航系统的理念。校园导航系统,实现了路径导航、信息查询、办事指南、地图与数据输入编辑、数据输出、用户管理及三维虚拟校园导航等功能,并提供了与现有校园系统集成的接口。系统有效的提升校园数字化进程,为学校日后的更加全面、智能的校园网络平台打下基础。

3.1 智慧校园的概念

智慧校园就是以物联网技术为基础，对老师和学生在与学校内中的各种资源和学校管理系统进行智能互动的一种应用。目前，在我们校园中广泛应用的物联网系统有智能消费管理系统、智能教学管理系统、智能安防管理系统等。

3.2 智慧校园导航系统

数字化校园系统就是在校园网的基础上实现对信息的数字化、管理的自动化、服务的智能化、校园的虚拟化以及资源利用的最大化。数字化校园系统建设的一项最基本内容就是设计一款数字地图。具有数字地图功能的数字校園系统可以起到导航与分析的作用。智慧校园导航系统是采用富客户端的开发技术，通过调用Maps API所提供的相关支持，构建一个可以发布于校园查询网络平台的全方位、生动、图文并茂地展示校园信息的平台。校园地理信息展示平台中，实现了GIS技术、富客户端开发技术、API技术、数据库技术等先进技术的完美融合，极大地促进了校园的数字化水平与信息化水平，为在校的师生与社会各界想要更加全面了解认识学校的人们搭建了一个很好的大学虚拟平台。

3.2.2 数据库设计

校园导航系统地图的数据库主要分为实体数据库和属性数据库两部分。

导航系统中的实体数据库包括校内的地点表与校内名称表。校内地点表就是校园地点的基本信息，主要包括对校园内地点的名词，类别，唯一性标识等；校内名称表就是指学校地点的名称，主要是地点的标准名称和常用名称等。

属性数据库主要包括两大类：与空间数据相对应的实体属性和在教学过程中所生成的报表或者临时数据以及教师学生的基本信息等等。对于前者，它对应的是设计各个图层的结构以及完成数据库表格。而后者则是主要涉及的是将教职工、学生、科研、专注信息表及论文和文件索引表等的数据结构单独设计出来，之后再将它们存储在数据库中。设计数据的分类存储，可以方便技术人员或者领导的查询和检索，同时也比较方便管理，使信息存储更趋于规范化、查询检索更加方便。数据的更新更具有实时性，数据应用于输出也更加的科学与智能化。

3.2.2 SVG成图

出于实现跨平台交流，低网络负载，构建具有强交互性的校园电子地图导航网站的设计目的，SVG校园电子地图导航使用户可以更快，更便捷的查询到需要的信息。但是随着数据网络传输数据的不断运行，仅仅以位图作为校园导航系统的电子地图不单单会使得网络输入的负荷急剧地增大，而且也会由于网络输入的负载过大问题，导致客户端导航图加载时间过长，影响用户的使用流畅程度。而网络矢量图即SVG正是可以适应网络时代要求的应用，网络传播数据量大而引起的问题可以通过这种成图方式得到很好的解决。

在进行SVG导航图的成图过程中，最常用的就是在支持SVG格式的画图软件之中重新做一幅图像，然后将其保存为SVG格式。

3.2.3 地图查询

在这个功能之中，我们采用的是对整个地图进行分区查询的方式，就是首先对整个学校的地点进行职能划分，这种方式可以实现对一个分区中的地点进行集体查询。学校地点按照职能可以分为“学生公寓区”、“运动休闲区”、“教研教学区”、“公共服务区”、“教室办公区”和“科学研究区”等六个分区。用戶可以在导航系统界面中选择需要查询的分区，之后便可以在地图上显示出这个地点的所在位置，即相应位置颜色会闪烁。

同时出于人性化的考虑，我们还会增加地图模糊查询的功能，其主要是为了避免用户所输入的名称与查询地点在地图中的标准名称不一致，因此我们设计了这个人性化的功能。例如一般情况下，我们把“南五宿舍楼”简称为“南五”，而且我们输入的查询地点名称可能会有“五号楼”、“鸳鸯楼”、“研究生宿舍楼”等多种样式，地图模糊查询的功能正是解决一个地点多种名称查询的问题的最佳选择。

4 小结

日前，高校的管理日趋自动化、信息化、科学化、网络化和智能化，将物联网用用于校园导航系统中正符合了这一潮流趋势。计算机软硬件的迅猛发展，都使得校园导航系统与校园网结合这条路不仅仅是可行的，更是十分有必要的。不同的用户可以根据自己不一样的需求，非常直接地从系统中获得自己所需要的信息，之后再通过导航系统的查询检索功能与其强大的空间分析功能，可以综合地展示校园各个方面的内容，这样不仅仅可以在领导对校园的发展进行规划时提供一个决策工具和更加符合现代化潮流的管理手段，更可以提高学校的知名度，为学校创造一个良好的社会效应。

参考文献

[1]武广臣,刘艳.基于ArcGIS Engine的数字校园导航系统的研究与实现[J].辽宁科技学院学报,2009,11(1):12-13.

[2]徐秀眉.基于SVG的校园导航系统开发研究[D].长安大学,2009.

[3]杨倩.物联网关键技术及应用[J].电信科学,2010(S1):139-142.