物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧校園中的應用分析論文
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。信息技術的發(fā)展和進步對人們的生產(chǎn)生活的影響越來越深刻。在現(xiàn)代信息科學技術不斷革新的時代，“互聯(lián)網(wǎng)+”、“物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設”、“大數(shù)據(jù)”、“云計算”等新型名詞也與我們的生活息息相關。促進物聯(lián)網(wǎng)技術應用到生產(chǎn)活動中，是現(xiàn)代社會經(jīng)濟轉型的一個重要的方向�，F(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)的實際應用在現(xiàn)代科技領域被稱為互聯(lián)網(wǎng)信息技術的延伸和創(chuàng)新。作為現(xiàn)代信息技術的核心，互聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)在生產(chǎn)生活中充當著不可或缺的角色，而以互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎的物聯(lián)網(wǎng)技術則還在應用探索階段。IOT 技術在信息建設領域將會發(fā)揮更加關鍵的作用。在21 世紀初，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)應用作為新世紀的最重要的科技開發(fā)應用之一�，F(xiàn)代教育的發(fā)展也離不開先進的信息技術。教育活動的主要陣地就是校園。校園建設的質量和水平直接影響到教育的質量和水平。在信息技術不斷革新的時代，教育也越來越離不開物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐，教育改革的一個重要的渠道也是通過科學技術促進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)技術推動智慧校園的建設。
二、物聯(lián)網(wǎng)的建構
(一)物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的建構
在物聯(lián)網(wǎng)技術迅猛發(fā)展的時代，新的技術越來越快地應用到各個行業(yè)生產(chǎn)活動中，智慧校園的建設也離不開物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術能夠將溫室大棚中不同的結構聯(lián)系起來，而聯(lián)系不同的結構則需要現(xiàn)代網(wǎng)絡通信方式(Internet of things)作為中介技術。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)絡系統(tǒng)。信息技術是物聯(lián)網(wǎng)運轉的基礎，也是現(xiàn)代新型的科技。在現(xiàn)代智慧校園中，物聯(lián)網(wǎng)的應用就省去了人工操作，在系統(tǒng)內的物體已經(jīng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術互相連接起來了。不同結構的工作都在有序進行，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)內自動化進行。物聯(lián)網(wǎng)的建構需要以一系列的信息傳輸設備為物物連接的媒介，這其中包括傳感器、電子計算機、Internet、RFID 設備、紅外線感應設備等。這些信息傳輸設備的作用不只是負責將物體與物體聯(lián)系起來的工作，它們還要搜集系統(tǒng)內部的各項數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測系統(tǒng)內部的物體的狀態(tài)，及時反應系統(tǒng)內部的物體的信息。保障系統(tǒng)內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)叫畔屑~，有信息樞紐進行數(shù)據(jù)處理和傳輸。而其他的主要系統(tǒng)主要包括感應系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、識別系統(tǒng)、調節(jié)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及終端系統(tǒng)等。RFID 技術是識別系統(tǒng)的關鍵技術，它就是射頻智能識別技術。電子通信技術是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的基礎，它能夠連接系統(tǒng)內部各個子系統(tǒng)，信息樞紐需要利用無線通信技術傳達指令。物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的建構基于計算機信息技術，在一個完整的體系內搭建一個通常的網(wǎng)絡平臺。在這個網(wǎng)絡平臺內，內部的事物能夠通過物聯(lián)網(wǎng)中心的各個系統(tǒng)的進行聯(lián)系，“Internet of Things”(物聯(lián)網(wǎng))能夠涵蓋一切事物，對事物的監(jiān)管和調控不需要人工操作，也不需要外部干預，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內部，各個系統(tǒng)各司其職，各自負責本系統(tǒng)的工作。網(wǎng)絡系統(tǒng)(Internet System)在整個物聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)中具有關鍵的作用，網(wǎng)絡系統(tǒng)主要負責網(wǎng)絡服務，那么計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)基礎應用則是網(wǎng)絡系統(tǒng)的關鍵。
感應系統(tǒng)主要負責信息讀取，對系統(tǒng)中的事物信息進行智能讀取，將讀取到的信息傳達到信息樞紐。
管理系統(tǒng)(Management System)主要負責信息和數(shù)據(jù)的整理，通過建立網(wǎng)絡管理數(shù)據(jù)庫(Network Management Database)將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進行歸類處理，然后傳輸?shù)叫畔屑~，信息樞紐再將數(shù)據(jù)信息進行加工。
調節(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)，調節(jié)系統(tǒng)是有數(shù)據(jù)調節(jié)器組成，它能夠將錯誤的信息和無效的數(shù)據(jù)進行篩選的排除，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、AT89C51 單片機技術、MSP430 主控制器等智能化的控制技術作為控制系統(tǒng)的基礎設施。
而識別系統(tǒng)則是負責信息的識別。智能識別系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動化智能化的信息識別。識別系統(tǒng)以RFID 技術作為基礎，RTID 技術的主要特點就是能夠將物體信息進行實時分享，識別的精準度非常高，反應十分靈敏，更重要的是它能夠自動識別信息。RFID 將數(shù)據(jù)信息進行分區(qū)存儲，并且及時傳輸?shù)叫畔屑~。
(二)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用與分層
物聯(lián)網(wǎng)的建構理念是實現(xiàn)高效智能的物物聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)的基礎應用技術主要是RFID 技術、感應器技術、GPS 衛(wèi)星導航技術、網(wǎng)絡信息技術、智能傳感技術等。物聯(lián)網(wǎng)技術能夠實現(xiàn)信息的傳播和轉換，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進行搜集、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)絡覆蓋內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)內的信息資源。
隨著信息技術的高度發(fā)達，物聯(lián)網(wǎng)應用的范圍會越來越廣泛，人們的生產(chǎn)生活也會更加便捷。就以建設智慧校園而言，運用物聯(lián)網(wǎng)技術建設智慧校園，那么校園的`信息化建設就能更快實現(xiàn)，在校園內的師生就能夠更好地共享校園的硬件設施和軟件設施，也能夠很方便的實現(xiàn)信息共享。以物聯(lián)網(wǎng)技術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)技術的應用，其中包括城市基礎建設、城市交通、現(xiàn)代醫(yī)療等行業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)技術的應用能夠方便人們的生產(chǎn)生活，但是物聯(lián)網(wǎng)技術的建設還需要進一步深化。因為物聯(lián)網(wǎng)是一個非常龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，這樣一個巨大的網(wǎng)絡系統(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，而物聯(lián)網(wǎng)整個系統(tǒng)還可以分為很多層級。
1、傳控層：傳控層主要以感應系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、識別系統(tǒng)以及相關的外圍設備組成。傳感器技術、RFID 智能識別技術以及紅外線感應技術是傳感層的技術基礎。比如在傳感器技術方面，物聯(lián)網(wǎng)傳感技術包括DS18B20 溫度智能調控傳感器技術、智能SHT11 智能傳感器技術。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)星導航技術也是傳控層的關鍵應用技術，它能夠準確定位網(wǎng)絡信息，實時搜集網(wǎng)絡內部的數(shù)據(jù)信息。因此，傳控層的主要指責也是進行信息的搜集和識別。
2、網(wǎng)絡層：網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。它主要是負責信息的提取和傳輸。網(wǎng)絡層是由各種信息網(wǎng)絡技術構成，包括移動網(wǎng)絡、無線通信技術、Web 技術、數(shù)據(jù)管理技術、有線電視網(wǎng)、電力載波技術、ZigBee 技術等構成。網(wǎng)絡層能夠提升物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各個結構的聯(lián)系程度，提供更加安全便捷的網(wǎng)絡服務系統(tǒng)。
3、應用層：物聯(lián)網(wǎng)技術的應用對人們的生產(chǎn)生活帶來極大的影響。物聯(lián)網(wǎng)的建構目標就是為了更好地應用到實際的生產(chǎn)活動中。物聯(lián)網(wǎng)的應用是連接物聯(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)的應用層主要包括智能電子平臺、應用服務系統(tǒng)，應用層還能夠實現(xiàn)跨行業(yè)、跨產(chǎn)業(yè)、跨系統(tǒng)的聯(lián)系和服務，真正實現(xiàn)的信息資源的聯(lián)系和共享。應用層為物聯(lián)網(wǎng)技術的的實際應用搭建了一個完整的平臺。
三、智慧校園建設與物聯(lián)網(wǎng)的應用
物聯(lián)網(wǎng)技術與智慧校園建設有緊密的聯(lián)系。我們可以從以下兩個方面分析物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧校園中的應用。
(一)物聯(lián)網(wǎng)技術與校園卡應用
校園卡應用的范圍很寬泛，其中主要包括師生生活、教學考試、學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 智能識別技術為支撐。在校園卡設計中，我們可以將FRID技術應用到校園卡智能識別芯片中，這樣就能夠實時讀取學生的各項信息。比如，在校園超市中，當學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 識別技術進行學生管理。這樣校園卡就成為了“一卡通”，學生只要一張卡就能夠在學校消費、學習、讀書等，非常方便。這也正是建設智慧校園的意義。
(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的一個重要內容，校園管理要實現(xiàn)信息化、自動化和智能化。
校園管理包括教務管理、后勤管理、校務管理等。利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以優(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能夠實時監(jiān)測校園內部的環(huán)境質量，一些學校利用DS18B20 溫度智能調控傳感器調節(jié)實驗室的溫度，當實驗室溫度不適合進行實驗時，溫度智能傳感器就會及時發(fā)出調節(jié)指令，將室內溫度調到最佳。由此可以看出，應用物聯(lián)網(wǎng)能夠提升校園建設的質量和水平，建設安全、舒適、人性化、現(xiàn)代化的校園，方便學生，提升校園的硬件實力和軟件實力。
四、小結
學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)技術作為現(xiàn)代信息技術的代表，它能夠為智慧校園的建設提供更多的機遇。智慧校園建設的質量和水平直接影響到教育的質量和水平。在信息技術不斷革新的時代，智慧校園的建設也越來越離不開物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐，現(xiàn)代校園的一個重要的渠道也是通過科學技術改變傳統(tǒng)校園的建設和管理，實現(xiàn)科學管理。從技術應用的角度來看，將物聯(lián)網(wǎng)技術與智慧校園建設相結合也是符合技術發(fā)展推動教育變革的基本理念。