黄子豪+张俊

【摘要】物联网技术是一种利用传感设备进行准确识别和定位以及监控管理的新型智慧管理技术。为了使校园管理简化、智慧化，以期实现智慧校园，将物联网技术运用到智能校园系统的设计中必定能够更好的解决当前数字校园存在的资源整合与共享困难，并实现校园智慧化管理，本文将对智慧校园物联网进行分析，并对基于物联网技术的智能校园系统设计进行探究。

【关键词】物联网技术;智能型校园

一、物联网的概念

物联网（Internet of Things）简单的讲就是物与物连接的网络，所有实物都可以通过网络交互。具体的讲就是物体通过绑定射频识别装备、传感器或通过二维码技术、全球卫星定位技术和其他智慧技术手段，遵循约定协议，接入到互联网或其他通信网路，实现网络上人与人、人与机器、机器与机器、物与物之间随时随地的互通。从技术角度讲，物联网应具备3个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等信息随时随地感知物品信息;二是可靠传输，通过现有各种网络途径，将感知到的物品信息实时、准确传递出去;三是智慧处理，利用智慧计算技术对接收到的大量数据和信息进行分析处理，实现对物品的智慧化控制。

二、智慧型校园的提出

随着物联网技术的快速发展，2008年，IBM公司首先提出了“智慧地球”的理念。2009年初，这一理念成为了美国国家战略的重要部分。在我国，2009年温家宝总理在无锡视察时明确指示，要迅速在无锡建立“感知中国”中心。基于这种“智慧”理念，2010年，浙江大学提出建设一个“令人激动”的“智慧校园”，即一个“开放的、创新的、协作的和智能的综合信息服务平台”。通过这个平台，广大师生和管理者可以全面、智能化、高效率地感知不同的教学资源，获得互动、共享、协作的学习、工作和生活环境，可以定制基于角色的个性化服务，实现教学、生活与校园资源的系统整合。随后，各高校开始了如火如荼的智慧校园建设。

三、物联网的总体架构

根据物联网的特征，其总体架构可以分为3个层次：感知层、网络层和应用层。感知层是物联网对所有物品信息智能识别和全面感知，是物联网总体构架的最底层，是智慧校园建设的基础。进行智慧校园建设，首先要实现所有纳入管理的物品都有自己的ID标签，并配备与之相应数量的传感器、阅读器等感应装置。网络层是物联网对感知到的物品信息通过各种网络途径实时、准确传递出去，是物联网总体架构的中坚层，是智慧校园建设的关键。目前，各高校网络基础建设比较成熟，多数高校实现了万兆核心和千兆桌面的快速园区网，并在图书馆、教室等重要教学场所部署大量无线节点，基本实现网络铺设到校园的各个角落，为智慧校园建设提供有力支撑。应用层是物联网把接收到的物品信息通过智能计算技术进行信息存储、数据处理并实现信息的享、交互和发布，是物联网总体架构的顶层，是智慧校园建设的核心。智慧校园应在数字化校园建设的信息门户、统一认证、一卡通系统等应用层系统基础上将其进一步融合，建立高效、统一共享的数据中心。

四、基于物联网的智慧型校园建设的关键技术

1、传感器网络技术

传感器网络是集计算机技术、通信技术、信息处理技术与传感器技术等于一体的技术。其中传感器节点采集到的数据传到汇聚节点后，通过互联网或卫星等送达到管理节点。考虑到传感器节点的通信能力和存储能力以及移动性都比较弱，那么，在网络协议上就要设计出能促进负载均衡和减少能量消耗的协议。

2、频识别技术

射频识别（RFID）是一种利用射频信号通过空间耦合产生磁场实现无接触传递信息并将信息用于自动识别的技术。典型的RFID系统是由读卡器（包括天线、收发信机和解码器）、射频标签（有源或无源）。在智慧校园中主要应用于身份识别等。如：（1）智能消费系统，每个教师和学生都拥有一张含有RFID电子标签的校园卡，卡里包含个人的资金信息，在食堂、超市、浴室等设置FRID阅读器，师生在阅读器上刷卡时，相应的信息就被读取出来。通过智能消费管理系统网络传递至数据处理中心，并通过对计划财务处消费管理后台数据库的查询，读取卡上余额，将当前消费的金额扣除，并实时更新后台数据库。（2）智能考勤系统，智能考勤可以将教师解放出来。每次上课前，学生用含RFID标签的校园卡刷卡进教室。教室内的读卡器在接收到学生刷卡记录后。将数据发送到教学管理系统服务器上，并把数据自动更新到后台考勤数据库中。这样教师就可以查询学生的出勤情况。（3）智能图书馆系统，对每本书设置RFID卡，将该书籍所属的分类、定位等信息记录下来，由智能机器人通过读卡器识别，根据该信息对书籍进行查询、定位、归架等操作，可方便的实现文献架位信息收藏、文献分类、新文献上架等功能，完全实现图书馆的无人化、智能化，极大地节省了人工及时间。（4）智能安防管理系统，在校园安防管理中，通过射频识别、图像识别、GPS、无线传导网络、遥感等技术，并结合日常的视频监控系统，全面感知校园的环境、人和物的变化，而计算机系统将这些感知信息进行汇总、处理，适时地进行提示或报警等等。

3、统一身份认证

统一身份认证服务可以实现统一的用户身份认证信息管理。智慧校园的许多模块中都涉及到身份认证问题，如何寻求一种安全协议或认证方法，能够满足身份认证中信息安全、保密的需求，使得用户安全登录到不同的系统中。

4、数据库建设

数据库建设是一个非常重要的工作，在智慧校园建设中起非常关键的作用。数据库既有包括全体师生基本信息的基础数据库，也有记录各个模块业务处理流程和所需信息的资源数据，还有能够存储系统长期运行的大量历史数据的数据仓库。为了实现不同模块对数据库的不同要求，如何组建数据库显得十分重要。

五、结语

近年来物联网技术发展迅猛，为智慧校园的实现提供了有力支撑，但同时我们不得不清醒的认识到智慧校园建设中所面临的一些问题。一是缺失建设规范，没有可供参考范本;二是数据融合难度大，早期建成的业务系统较多，其建设方式多种多样，基础平台不能提供相应接口，而重建成本太大;三是安全防护难度大，感知层的节点大部分部署在难以监控的位置，其物理安全难以保障。智慧校园是一个新兴的领域，任何新事物的建立必然不会一帆风顺，我们应根据自身实际，有条件有步骤，对现有数字化校园逐渐进行改造，相信在信息技术不断推进下，智慧校园会离我们越来越近。

【参考文献】

[1] 张光河. 物联网概论[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2014.

[2] 刘云浩. 物联网导论[M]. 北京： 科学出版社， 2010.

[3] 严大虎， 陈明选. 物联网在智慧校园中的应用[J]. 现代教育技术， 2011（06）.

[4] 李俊华. 基于物联网的智能数字校园研究与设计[J]. 梧州学院学报， 2010，20（03）：49-54.