物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用分析論文

　　一、引言

　　物聯(lián)網(wǎng)是信息科技革命之后產(chǎn)生的新型的概念。信息技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步對人們的生產(chǎn)生活的影響越來越深刻。在現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)不斷革新的時代，“互聯(lián)網(wǎng)+”、“物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)”、“大數(shù)據(jù)”、“云計算”等新型名詞也與我們的生活息息相關(guān)。促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)活動中，是現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的一個重要的方向。現(xiàn)代信息科技的重要產(chǎn)物就是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things or Web of Things)的實際應(yīng)用在現(xiàn)代科技領(lǐng)域被稱為互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的延伸和創(chuàng)新。作為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)生活中充當(dāng)著不可或缺的角色，而以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則還在應(yīng)用探索階段。IOT 技術(shù)在信息建設(shè)領(lǐng)域?qū)�會發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。在21 世紀(jì)初，WSIS(信息世界峰會)上，ITU(國際電子信息科技聯(lián)盟)組織將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為新世紀(jì)的最重要的科技開發(fā)應(yīng)用之一�，F(xiàn)代教育的發(fā)展也離不開先進(jìn)的信息技術(shù)。教育活動的主要陣地就是校園。校園建設(shè)的質(zhì)量和水平直接影響到教育的質(zhì)量和水平。在信息技術(shù)不斷革新的時代，教育也越來越離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，教育改革的一個重要的渠道也是通過科學(xué)技術(shù)促進(jìn)教育方式和教育理念的革新。因此，我們可以運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動智慧校園的建設(shè)。

　　二、物聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)

　　(一)物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的建構(gòu)

　　在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，新的技術(shù)越來越快地應(yīng)用到各個行業(yè)生產(chǎn)活動中，智慧校園的建設(shè)也離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)�溫室大棚中不同的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，而聯(lián)系不同的結(jié)構(gòu)則需要現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信方式(Internet of things)作為中介技術(shù)。從根本上來講，網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)就是將不同的物體(包括硬件和軟件)相聯(lián)系的一個綜合的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信息技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代新型的科技。在現(xiàn)代智慧校園中，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就省去了人工操作，在系統(tǒng)內(nèi)的物體已經(jīng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互相連接起來了。不同結(jié)構(gòu)的工作都在有序進(jìn)行，包括數(shù)據(jù)的處理、信息傳輸、解決方案的執(zhí)行都在系統(tǒng)內(nèi)自動化進(jìn)行。物聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)需要以一系列的信息傳輸設(shè)備為物物連接的媒介，這其中包括傳感器、電子計算機、Internet、RFID 設(shè)備、紅外線感應(yīng)設(shè)備等。這些信息傳輸設(shè)備的作用不只是負(fù)責(zé)將物體與物體聯(lián)系起來的工作，它們還要搜集系統(tǒng)內(nèi)部的各項數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部的物體的狀態(tài)，及時反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部的物體的信息。保障系統(tǒng)內(nèi)部的任何物體或者人能夠即時聯(lián)系。

　　在物聯(lián)網(wǎng)整個系統(tǒng)內(nèi)部，主要是以信息樞紐為核心。信息樞紐是一個大型的信息管理庫，物聯(lián)網(wǎng)外圍系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都要傳輸?shù)叫畔�樞紐，有信息樞紐進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。而其他的主要系統(tǒng)主要包括感應(yīng)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、識別系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及終端系統(tǒng)等。RFID 技術(shù)是識別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它就是射頻智能識別技術(shù)。電子通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)，它能夠連接系統(tǒng)內(nèi)部各個子系統(tǒng)，信息樞紐需要利用無線通信技術(shù)傳達(dá)指令。物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的建構(gòu)基于計算機信息技術(shù)，在一個完整的體系內(nèi)搭建一個通常的網(wǎng)絡(luò)平臺。在這個網(wǎng)絡(luò)平臺內(nèi)，內(nèi)部的事物能夠通過物聯(lián)網(wǎng)中心的各個系統(tǒng)的進(jìn)行聯(lián)系，“Internet of Things”(物聯(lián)網(wǎng))能夠涵蓋一切事物，對事物的監(jiān)管和調(diào)控不需要人工操作，也不需要外部干預(yù)，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部，各個系統(tǒng)各司其職，各自負(fù)責(zé)本系統(tǒng)的工作。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(Internet System)在整個物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)中具有關(guān)鍵的作用，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，那么計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用則是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

　　感應(yīng)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信息讀取，對系統(tǒng)中的事物信息進(jìn)行智能讀取，將讀取到的信息傳達(dá)到信息樞紐。

　　管理系統(tǒng)(Management System)主要負(fù)責(zé)信息和數(shù)據(jù)的整理，通過建立網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)庫(Network Management Database)將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類處理，然后傳輸?shù)叫畔�樞紐，信息樞紐再將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工。

　　調(diào)節(jié)系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)中的一個緩沖環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器組成，它能夠?qū)㈠e誤的信息和無效的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選的排除，盡量減少物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的錯誤以及防止因數(shù)據(jù)信息的錯誤而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

　　控制系統(tǒng)就是物理網(wǎng)中心系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵的部分，現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)主要運用AT89S52 單片機技術(shù)、AT89C51 單片機技術(shù)、MSP430 主控制器等智能化的控制技術(shù)作為控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　而識別系統(tǒng)則是負(fù)責(zé)信息的識別。智能識別系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化智能化的信息識別。識別系統(tǒng)以RFID 技術(shù)作為基礎(chǔ)，RTID 技術(shù)的主要特點就是能夠?qū)⑽矬w信息進(jìn)行實時分享，識別的精準(zhǔn)度非常高，反應(yīng)十分靈敏，更重要的是它能夠自動識別信息。RFID 將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分區(qū)存儲，并且及時傳輸?shù)叫畔�樞紐。

　　(二)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與分層

　　物聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)理念是實現(xiàn)高效智能的物物聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)主要是RFID 技術(shù)、感應(yīng)器技術(shù)、GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能傳感技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳播和轉(zhuǎn)換，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜集、識別、處理、傳輸?shù)�。物�?lián)網(wǎng)將物體與物體聯(lián)系起來，那么整個網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)的物體就成為了一個整體，他們之間的聯(lián)系就十分緊密，它們就能共享系統(tǒng)內(nèi)的信息資源。

　　隨著信息技術(shù)的高度發(fā)達(dá)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的范圍會越來越廣泛，人們的生產(chǎn)生活也會更加便捷。就以建設(shè)智慧校園而言，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧校園，那么校園的`信息化建設(shè)就能更快實現(xiàn)，在校園內(nèi)的師生就能夠更好地共享校園的硬件設(shè)施和軟件設(shè)施，也能夠很方便的實現(xiàn)信息共享。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的校園也能夠更加安全、和諧、安靜、綠色。其實在現(xiàn)代生產(chǎn)行業(yè)中，已經(jīng)有很多產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，其中包括城市基礎(chǔ)建設(shè)、城市交通、現(xiàn)代醫(yī)療等行業(yè)。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠方便人們的生產(chǎn)生活，但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)還需要進(jìn)一步深化。因為物聯(lián)網(wǎng)是一個非常龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣一個巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包括許多子系統(tǒng)，而這些子系統(tǒng)共同組成一個總系統(tǒng)，我們在上文已經(jīng)分析了物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的建構(gòu)，而物聯(lián)網(wǎng)整個系統(tǒng)還可以分為很多層級。

　　1、傳控層：傳控層主要以感應(yīng)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、識別系統(tǒng)以及相關(guān)的外圍設(shè)備組成。傳感器技術(shù)、RFID 智能識別技術(shù)以及紅外線感應(yīng)技術(shù)是傳感層的技術(shù)基礎(chǔ)。比如在傳感器技術(shù)方面，物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)包括DS18B20 溫度智能調(diào)控傳感器技術(shù)、智能SHT11 智能傳感器技術(shù)。傳控層的的作為物聯(lián)網(wǎng)的一個重要層架，它的系統(tǒng)組成了物聯(lián)網(wǎng)的基本框架，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)也是傳控層的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，它能夠準(zhǔn)確定位網(wǎng)絡(luò)信息，實時搜集網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息。因此，傳控層的主要指責(zé)也是進(jìn)行信息的搜集和識別。

　　2、網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。它主要是負(fù)責(zé)信息的提取和傳輸。網(wǎng)絡(luò)層是由各種信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成，包括移動網(wǎng)絡(luò)、無線通信技術(shù)、Web 技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、有線電視網(wǎng)、電力載波技術(shù)、ZigBee 技術(shù)等構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)層能夠提升物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各個結(jié)構(gòu)的聯(lián)系程度，提供更加安全便捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。

　　3、應(yīng)用層：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對人們的生產(chǎn)生活帶來極大的影響。物聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)目標(biāo)就是為了更好地應(yīng)用到實際的生產(chǎn)活動中。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用是連接物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和完善的一個中間環(huán)節(jié)，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)者與使用者之間的一個聯(lián)系契機。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要包括智能電子平臺、應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，應(yīng)用層還能夠?qū)崿F(xiàn)跨行業(yè)、跨產(chǎn)業(yè)、跨系統(tǒng)的聯(lián)系和服務(wù)，真正實現(xiàn)的信息資源的聯(lián)系和共享。應(yīng)用層為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的的實際應(yīng)用搭建了一個完整的平臺。

　　三、智慧校園建設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧校園建設(shè)有緊密的聯(lián)系。我們可以從以下兩個方面分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用。

　　(一)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與校園卡應(yīng)用

　　校園卡應(yīng)用的范圍很寬泛，其中主要包括師生生活、教學(xué)考試、學(xué)生管理以及圖書館管理等。我們知道，物聯(lián)網(wǎng)的識別系統(tǒng)主要是以FRID 智能識別技術(shù)為支撐。在校園卡設(shè)計中，我們可以將FRID技術(shù)應(yīng)用到校園卡智能識別芯片中，這樣就能夠?qū)崟r讀取學(xué)生的各項信息。比如，在校園超市中，當(dāng)學(xué)生使用校園卡消費時，校園卡的金額就會被FRID 識別器讀取，相應(yīng)的消費金額也會被扣除。在出入校園管理、圖書館管理中也可以運用FRID 識別技術(shù)進(jìn)行學(xué)生管理。這樣校園卡就成為了“一卡通”，學(xué)生只要一張卡就能夠在學(xué)校消費、學(xué)習(xí)、讀書等，非常方便。這也正是建設(shè)智慧校園的意義。

　　(二)物聯(lián)網(wǎng)與校園管理系統(tǒng)

　　校園管理是智慧校園建設(shè)的一個重要內(nèi)容，校園管理要實現(xiàn)信息化、自動化和智能化。

　　校園管理包括教務(wù)管理、后勤管理、校務(wù)管理等。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以優(yōu)化校園管理，營造安全、舒適的校園環(huán)境。比如運用智能傳感技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測校園內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，一些學(xué)校利用DS18B20 溫度智能調(diào)控傳感器調(diào)節(jié)實驗室的溫度，當(dāng)實驗室溫度不適合進(jìn)行實驗時，溫度智能傳感器就會及時發(fā)出調(diào)節(jié)指令，將室內(nèi)溫度調(diào)到最佳。由此可以看出，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)能夠提升校園建設(shè)的質(zhì)量和水平，建設(shè)安全、舒適、人性化、現(xiàn)代化的校園，方便學(xué)生，提升校園的硬件實力和軟件實力。

　　四、小結(jié)

　　學(xué)校教育的改革需要現(xiàn)代信息科技作為支撐，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的代表，它能夠為智慧校園的建設(shè)提供更多的機遇。智慧校園建設(shè)的質(zhì)量和水平直接影響到教育的質(zhì)量和水平。在信息技術(shù)不斷革新的時代，智慧校園的建設(shè)也越來越離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，現(xiàn)代校園的一個重要的渠道也是通過科學(xué)技術(shù)改變傳統(tǒng)校園的建設(shè)和管理，實現(xiàn)科學(xué)管理。從技術(shù)應(yīng)用的角度來看，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧校園建設(shè)相結(jié)合也是符合技術(shù)發(fā)展推動教育變革的基本理念。