《物联网技术在高校中应用场景》
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[摘要] 随着信息时代的高速发展,物联网技术发展日新月异.在高校中用物联网技术是高校实现管理提升的必要途径.文章介绍了物联网技术在高校中的应用,重点在教学实训,平安校园建设中的应用.为研究物联网技术的学者提供理论参考.
[关键词] 物联网技术;高校;智慧校园;应用
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 01. 086
[中图分类号] G647[文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2020）01- 0215- 03
0 前言
2009年全球金融危机,时任美国总统奥巴马将智慧化作为国家战略目标,物联网是其中的重要部分.物联网是IT技术的重要分支,随着云计算的不断发展,物联网技术引起了社会的广泛关注,成为信息产业的第三次革命.物联网技术是通过无线传感器,构成庞大的网络系统.物联网技术将现有互联网技术整合到新一代IT技术中,高校开放式的特点使得学生能学习一些基本技能,很好地凸显了信息技术的优势.随着云计算等技术兴起,物联网技术必将在高校中得到快速发展.物联网技术将实现覆盖校园的物体互联网.
1 应用物联网技术的智慧校园
物联网是通过射频识别,全球定位系统等信息传感设备,将物体与互联网连接,实现对物体的智能化识别,监控管理.建设数字校园已成为当下高校发展的必然选择.打造数字化校园必将成为物联网发展的重要方向.
物联网具有规模联网、智能管理的特点,各种信息传感设备与互联网结合形成巨大网络,网络规模与覆盖优势前所未有.所有物品与网络连接,实现智能化识别管理.
物联网技术在教育领域中的应用推动智慧校园的升级发展,使得物联网智慧校园物体连接,构建富有智慧的教育教学环境,为师生提供全面智能感知环境,使得课堂向真实的场景延伸.高校是物联网较早落地的领域,红外激光,编码认址,卫星定位等高新技术使用,使很多高校具备智能化等先进技术特征.新技术大规模集成化应用肯定了物联网在高校的应用地位.
当前高校内进行学籍管理,就餐支付等管理系统应用广泛,安全系统对学生进行追踪,查询与管理,已有很多成功案例.2008年,台湾开始利用物联网技术支持校园安全管理,国内高校使用RFID技术广泛,但物联网实际应用停留于基本层面.很多高校对构建物联网方面的知识及相关人才缺失,校园一卡通使用方便,但仍存在一些不足,如师生采集不全,难以进行跟踪追回等问题.健全物联网应用打造智能校园已成为大势所趋[1].
2 利用物联网构建智能化教学条件
智慧校园建设依托于完善的物联网络,利用物联网技术优化基础设施管理,服务于广大师生群体.实现校园智慧化管理,其建设主要包括教学物理环境,智能化教学资源[2].
2.1 智能化教学环境
高校建设中教学环境是人才培养的主要阵地,学校为学生发展配置良好的設施,如体育场馆,教室等,设施管理在一定程度上影响学校教学质量. 传统教学环境具有一定局限性,随着网络技术不断成熟,物联网技术受到业界关注.构建还原真实的感知课堂,让学生更好地理解知识,提高教师的教学效果.物联网技术展现出其数字化的特点,学生在实验中进行远程操控,学生更加形象地了解实验结果的实验过程,通过网络资源共享到资源管理库,为在校师生提供良好的环境.
相比于物联网在交通等方面的广泛应用,物联网的特点契合了智慧校园教学环境智能化建设.物联网技术的应用主要体现在访问信息资源手段更加丰富,设备智能化管理,信息收集更加灵活.
教师通过校园内无线计算机网络为学生提供鲜活的案例,一些先进的高科技产品能访问互联网.教学中通过教室,将采集到数据传输到校园监控管理部门,及时了解设备故障发生情况.
2.2 智能化教学资源
智能化的教学资源是开展智慧校园的前提,教学资源管理是开展智慧校园教学的关键,为教学资源管理者提供有效的访问效果分析.
智能化教学资源主要源于基于网络共享的教学资源库,主要由公共资源库,资源管理系统等组成.师生通过物联网资源访问教学资源库资源,积极促进高校开放的新型教学模式的建设,以创建网络教学为核心,进行分布式存储资源,其特点是能长期运用于教学中[3].
3 利用物联网支撑学校管理
智慧校园设计是在校园网络基础上,通过智慧校园平台,实现将传感器连接到教学,管理各部门,将各种信息融合到校园师生群体中,实现人与物相互协作.本研究以物联网技术为背景建设校园网智慧管理网络,主要考虑学校考勤管理,教学仪器管理与图书馆管理模块.
智慧校园建设包括信息智能采集,集成处理与分析表达,信息集成是智慧校园的基础,包括网络通信系统与基本信息的采集处理.信息集成运用大数据处理等技术,信息分析表达采用云计算平台对数据形成共享,技术整合为学校考勤管理,教学仪器设备管理服务.
3.1 学校考勤管理
学校可为各类人员配备校园一卡通RFID设备,实现考勤部门对校内人员的实时感应,对师生及后勤人员进行自动优化考勤管理.如教师通过考勤确定课程出勤情况.
考勤管理涉及身份认证技术,如何寻求相对安全的认证协议是保证校园人员身份认证的关键,身份信息采用数据库进行收集,包含考勤模块的处理流程记录,及师生与在校人员的基本信息.
3.2 学校图书管理
在学校教学中,图书馆是学生获取知识的主要场所,校园图书馆智能化建设需要加强图书馆管理,目前高校图书馆管理是主要涉及图书馆使用,采购与文献检索管理.图书馆使用管理模块通过RFID卡使师生能利用物联网技术进行图书借还,降低人员安排.
图书馆采购管理主要根据教学需要,与商家联系进行采购.及时汇总新书发布情况,统计师生的反馈意见.文献检索管理通过智能化检索设备,实现图书馆的无人化管理,通过共享网络进行发布,使图书查询不受时空限制.
教学仪器智能化管理能减少人员配置,学校对购入教学设备贴上智能化标签,利用无线传感器技术进行传输.设备管理员进行维护后通过物联网技术及时反馈使用情况,教学中能通过管理系统看到显示设备状态,在使用上实现智能化使用的合理性、实验管理人员只用查询设备使用数据库即可进行统计.
4 物联网在智慧校园中的技术需求
物聯网在智慧校园中的应用强调实现人与设备的定位管理,主要包括感知系统、应用系统与网络系统.感知系统基于传感器进行信息收集及设备控制.目前感知系统通过射频识别、全球定位系统等信息传感设备,感知系统是物联网中最底层的部分.
网络系统将采集信息通过网络方式传输,网络通信有4G无线通信技术,WiFi技术.将网络的边界拓展到每个实物,应用系统通过软件将大量数据进行分析处理,控制设备的操作.目前应用系统主要采用云计算,机器学习等技术,应用系统计算处理采集的大量数据,对感知系统操作物体进行管理控制.
物联网在智慧校园中有许多应用场景,如提供环境及设备告警、实现用电安全及节能、环境系统智能管控、水消防系统智能化管理、机房动力系统无人运维等,帮助提升高校的办学水平和教学条件.
5 以环境系统为例
环境系统如图1所示.
办公室是人员密集场所,而且人员在室内逗留的时间也会较长,室内环境情况的好坏也会影响员工的工作效率和情绪,通过物联网技术实现室内温湿度智能化管控,针对不同的空调形态使用相对应的产品,水冷系统的空调、会议室红外遥控的立柜空调、小型休息室的壁挂空调等,都可以通过物联网技术使之保持在一个恒定舒适的范围内,不仅让室内员工保持愉悦的心情,同时也减少管理人员的运维成本.
5.1 温湿度监测
在物联网平台上,可以设置室内温湿度变化范围.夏天空调温度处于26 ℃至28 ℃之间,人体舒适感最佳,采用物联网技术改造传统空调之后,当温湿度超过设定范围后,物联网平台联动空调自动调节环境温度,如果室内有红外遥控的加湿器,也可以跟平台联动实现室内湿度管控,同时温湿度变化情况也会在平台生成报表明细,并通过直观的图像进行展现,如图2所示.
5.2 空调管控
空调控制如图3所示.
温湿度智能调节—空调环境调节系统设备组件：智能空调面板、温湿度传感器,见图4.
室内多角落部署温湿度传感器,实时监测温湿度数据,通过LoRa无线通信协议回传至上层物联平台,平台根据物联策略执行工作,一旦温度超过阈值,下发指令空调加大风速,以便快速降低温度,见图5.
空调风速实时控制,平台通过温度数据实时调整风速大小,无须人工控制便可实现室内温湿度控制.
5.3 立柜/壁挂空调控制
空调控制见图6.
温湿度智能调节—壁挂/立柜空调环境调节系统设备组件：红外遥控器、温湿度传感器、智能排插/插座、加湿器/除湿器.
由于空调采集的温度只是周围位置的情况,在室内多个角落部署高精度温湿度传感器,采集整体室内温湿度情况并反馈至平台,物联平台收集数据之后进行统计分析,联动红外遥控器和智能排插/插座控制空调和除湿器/加湿器,从而调节室内温湿度情况.
6 结语
物联网技术在智慧校园中的应用具有广阔的前景,能够实现知识向真实场景延伸,培养学生的科学素养,加强师生教学互动,为校园物资管理减少人员的投入,其广阔的应用场景伴随更多的调整,如应用方法,数据保护等,物联网应用应认识其真正意义,了解其功能及使用方法,主动探索新型教学模式.物联网在高校的应用需要一定的规划以达到最大的使用效果.
主要参考文献
[1]蒋涛.物联网技术在高校校园中的应用[J].信息与电脑：理论版,2019（8）：141-142.
[2]赵阳.物联网技术在高校档案管理中的应用[J].科技传播,2019,11（8）：141-142.
[3]黄叶超.物联网技术在高校智慧实验室构建中的应用[J].佳木斯职业学院学报,2018（12）：402-403.
上文总结：上述文章是一篇关于经典物联网技术专业范文可作为物联网技术和场景方面的大学硕士与本科毕业论文物联网技术论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.
物联网技术引用文献:
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