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主题:物联网技术 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-24

物联网技术论文范文

《基于物联网技术的智慧校园建设和》

本文是关于物联网技术论文范文文献跟物联网技术和校园和建设有关专科开题报告范文.

摘 要:针对传统的“数字校园”向“智慧校园”迈进中计算机和信息技术的发展,原有的数字校园的运行方案和技术手段都有待进一步完善.文中结合智慧校园建设过程中的现状,重点论述了智慧校园的三层物联网架构,包含传感层、网络层和应用层,以智慧教室为例提出基于物联网技术的建设方案,为智慧校园的智能化建设提供一种新的参考模型.

关键词:物联网;数字校园;智慧校园;智慧教室;智能化;建设方案

中图分类号:TP393.18文献标识码:A文章编号:2095-1302(2020)01-00-02

0 引 言

随着以物联网、大数据、云计算、人工智能和移动互联为代表的新一代信息技术的发展,在教育领域,集智能技术、智能应用和智能管理于一体的智慧校园已成为新的研究热点[1-4].与传统的数字校园相比,智慧校园能够更快、更灵活、更经济地提供各种服务,是高校教育信息化发展的一种新模式.

目前,国内外大学都在开展智慧校园的建设工作[5-6].

美国南加利福尼亚大学利用物联网技术,对校园内建筑的供暖、送风、空调等进行跟踪和控制,实现了智慧节能的“绿色校园”[7].浙江大学智慧校园的建设已涵盖了安全、绿色、生态、和谐和科技等多个领域.上海交通大学学者提出无处不在的智慧课堂理念,将校内图书馆电子资源嵌入到教务管理系统中,实现了课程内容、教学内容和电子储备资源的实时交互.南京邮电大学学者提出建立一个开放、创新、合作、智慧化的综合性信息服务平台,基于这个平台,教师、学生和管理人员可以基于角色的个性化服务,充分感知不同的教学资源,实现工作、生活、学习的互动、共享和合作环境,实现教育信息资源的有效收集、分析、应用和服务[8].因此,智慧校园的引入是新一代信息技术发展的必然产物,将物联网技术融入智慧校园建设,必将使智慧校园更加完善,为高校稳定快速发展提供了便利[9-10].

1 智慧校园的现状和关键技术

智慧校园的物联网强调通过建立相关链接来构建一个智慧服务系统,实现人员、机器、楼宇和管理之间的数据信息交互,实现对人、物的定位、管理和控制.图1所示是基于物联网的智慧校园具体模型框架,其主要包括传感层、网络层和应用层.

传感层位于物联网架构的底部,是数据信息采集的关键部分,能用分布计算的方式实现数据的融合,为各类数据的推送和系统的数据分析提供数据支持.传感层包括各种智能终端接入设备,如手机、平板等,以及其他环境传感器设备,如视频音频输入设备、射频识别系统、智能传感器、GPS、传感器网络接入网关、中间件等.传感层不仅可以通过接口从硬件设备和环境条件中获取信息,还可以提供所有收集信息的人工反馈,实现对身份、环境、位置和需求的信息采集、捕获和对象识别.

网络层是由传感设备接入的通信网络,其功能主要是将互联网、移动通信网(3G和4G)和卫星通信网等融合在一起,建立统一的网络平台,提供稳定、安全的网络传输,使各项业务的协作成为可能.网络层主要通过网络访问所有感知设备,将从环境中感知到的所有信息转换为相关的语义信息.然后对感知信息进行分析,通过校园云存储和计算相关数据,实现对服务的记录和云服务的发现与组合.

应用层是各种现有数字应用系统的融合,通过将信息服务整合到各类信息系统中,实现校园门禁管理、考勤管理、便捷缴费、实时监控、教室智慧控制、图书管理和各类公共设施管理等功能,构建和谐、生态、和平、绿色的校园,将智慧管理融入校园管理的各个方面,为教学、科研和管理提供智慧支撑.

高校信息化建设在发展的过程中,已经形成了有线网和无线网相结合的基本网络.在此基础上,建立具有各種应用的数字校园,如办公自动化、各种邮件系统、卡片系统、科研管理系统和学术服务系统.但是由于各种系统都是周期性地构建,而不是统一地规划和部署,因此缺乏统一的信息门户和身份认证,每个系统都各自进行划分和设置规则.因此,形成了许多信息孤岛,造成数据冗余,不利于统一数据和协同工作,也不能满足全面实现教学和教育信息现代化,以及提供各种智慧化综合信息服务的需要.在这个信息化建设的过程中,必须整合目前的资源,建立一个基于数据融合的智慧校园,统一数据中心与数据交换系统,统一信息门户和身份验证.

2 基于物联网的智慧校园发展应用

在智慧校园领域,学习、生活和工作的过程是通过在线系统进行的,这使得学生、教师和管理人员可以随时随地通过网络参与学习和工作.智慧教室是智慧校园的一个典型应用,可以利用物联网相关技术提供智慧服务.与传统的网络化、数字化教室相比,智慧教室最主要的特点是可以实现智能监控、反馈和管理.图2为智慧教室整体设计方案.

智慧教室由多个模块组成,包括智能识别、安防监控、门禁系统、环境监测、智能窗帘、灯光控制和智能遥控等模块,可实现智慧的“教”,智慧的“学”和智慧的“管”.智慧教室的各个模块融合构成了六大系统,可实现的主要功能包括:教务考勤管理系统、智慧教学系统、智能设备管理系统、智能环境监系统、智能安防监控系统和智能电器控制系统.

智慧教学系统的主要设备包括电子白板、投影仪、教师和学生计算机、音频输入/输出设备、多媒体控制器等,可实现教师和学生的在线互动,资源共享和分发,以及远程/本地视频通信.智能设备管理系统采用高频读卡设备对教室内的设备进行监控管理,通过有线或无线方式进行远程登录控制及仪器设备的管理.智能环境监控系统利用各类传感器采集的数据,可达到实时监测当前环境具体数据的效果,并反馈至上位机设备,上位机对数据分析后,将下达相应调整及控制命令,使得控制过程更加智能高效.智能安防监控系统在教室中安装烟雾传感器、门禁传感器、红外传感器、声光报警器和烟雾监测传感器,实时监测周围的环境信息,当有危险发生时,传感设备将监测到具体数据并向主机发出报警信号.智能电器控制系统利用传感器感知教室内情况,当房间里没有人时,灯光会自动熄灭,如果有人时,灯就会自动亮起来,根据光照的强弱,室内窗帘可以自动拉开或闭合等.物联网技术可被应用在智慧校园的各个方面,如智慧教室的建设、推广和应用能够大大优化教学资源的配置,通过物联网、云计算等技术构建的网络平台可实现对校园内教室、实验室、学生、教师和管理人员等教学资源进行统计、分析和管理.

3 结 语

智慧校园建设是一项系统工程,其中最重要的是基础设施建设,最核心的技术是物联网技术.本文主要阐述了对智慧校园概念的研究和智慧校园建设的关键技术,给出了智慧校园建设过程中智慧教室的建设方案,将物联网技术应用到智慧教室中,实现了将传统的被动服务转化为主动服务,改善了校园中资源配置问题,从而构建更加人性化和高效的学习和生活环境.

参 考 文 献

[1]陈明选,徐旸.基于物联网的智慧校园建设与发展研究[J].远程教育杂志,2012,30(4):61-65.

[2]钱承山,毛海强,张永宏,等.基于物联网技术的校园用电监控系统设计[J].电子器件, 2017,40(5):218-223.

[3]武昭晖.物联网技术在数字化博物馆建设中的应用研究[J].地球学报,2017, 38(2):293-298.

[4]吴学政.基于物联网技术的高校智慧消防管理系统建设探讨[J].科技通报,2017, 33(10):218-221.

[5]徐玉妃,杨昆,袁凌云,等.基于物联网的智慧校园建设与研究:以云南师范大学为例[J].云南师范大学学报(自然科学版),2016,36(1):47-52.

[6]乔蕊,崔春英.物联网环境下智慧校园建设与发展问题研究[J].周口师范学院学报,2015, 32(2):124-128.

[7] ATIF Y,MATHEW S S,L*AS A. Building a art campus to support ubiquitous learning [J]. Journal of ambient intelligence and humanized computing, 2015, 6(2): 223-238.

[8]褚翠霞.基于物联网的智慧校园建设与发展研究[J].中国新通信,2016,18(14):86.

[9]杜明义,刘扬.物联网在城市精细化管理中的应用[J].测绘科学,2017,42(7):94-102.

[10]巴音查汗,安鹏.基于嵌入式及RFID物聯网技术的智慧校园系统设计与实现[J].现代电子技术,2017,40(16):71-73.

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物联网技术引用文献:

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