基于物联网技术的智慧校园架构研究与设计

2023-02-26

1 物联网的智慧校园阐述

在当前的社会发展过程中, 物联网技术的应用范围越来越广。而物联网技术, 实际上就是指以无线射频和远红外感应器为基础和全球定位系统以及激光扫描系统相结合, 从而在协议的范围之内在网络上进行信息的传播、交换。在经过很长一段的发展时间之后, 在当前的互联网应用中, 所具有的的功能主要包括定位、识别、监控以及调整等的功能。在智慧校园的建设过程中, 通过物联网技术的应用, 能够实现校园的数字技术与互联网技术的有效结合, 从而大大的方便了师生之间的沟通交流, 从而促进现代化校园的建设与发展。通过建设智慧化校园, 能够改善当前学校的教学环境, 促进资源的共享, 并实现科学化的管理, 从而大大提高学校的运行效益。所以, 从学校建设的角度出发, 建设智慧校园, 能够改善传统校园网建设中出现的信息孤岛现象, 在物联网的基础上, 加以与计算技术的应用, 从而对校园中的各项资源加以整合, 为学校的发展提供一个更完善的环境。

2 基于物联网技术的智慧校园架构

在物联网的架构体系中, 包含有3中体系方式:一种是以M2M为基础的体系架构, 一种是基于RFID的EPCGlobal的架构, 还有一种是以传感网络为基础的架构模式。以M2M体系架构为例, 在该体系架构中, 其包含了人和机器之间、机器对人之间以及机器和机器之间的通信, 而且在机器与机器之间能够实现人工干预的通信, 在该体系架构中, 一共有感知层、网络层以及应用层三个层次组成。

2.1 感知层

在智慧校园中, 感知层主要包括数据采集子层与接入子层。

在数据采集层当中, 其所发挥的作用主要是对智慧校园中的一些节点进行有效的识别, 例如教学中的教师信息、学生信息、课程信息等进行识别, 采集校园中的图书、设备、器材等信息。在数据采集子层之中, 主要使用到的设备有各种传感器设备、红外感应器设备以及摄像头等等。

2.2 网络层

网络传输平台和应用平台是智慧校园网络层的重要组成部分。网络传输拼图是智慧校园建设过程中的主干网络, 所利用到的技术包括VPN、Ethernet、M2M、移动通信RPR、传感网等多种技术, 通过多种技术的融合, 能够实时的对各种采集数据进行传递。而在智慧校园建设中, 应用平台则是重要的支撑平台, 主要作用是将各种数据信息进行集成, 对应用层的服务提供开放的借口, 如此, 便可以为第三方的应用提供很大的方便。

2.3 应用层

在应用层之中, 信息化应用、学习管理决策以及社会信息服务是重要的三个方面的内容。在这三个方面之中, 管理决策是比较高层次的应用, 主要包括的有:设备分析、勤分析、评价分析、考部门分析以及环境分析等。

3 以RFID为主要技术的智慧校园设计

以校园用途为依据, 可以将RFID的应用分为RFID电子钱包功能、RFID智能管理功能两类。RFID电子钱包功能主要对应的有浴室、食堂、超市以及宿舍电费等, 而智能管理功能则主要对应的是实验室设备使用管理、学生出勤管理、考试签到、门禁等等。RFID系统结构在一般情况下都比较类似, 主要区别在与针对不同的用途, 所使用的感应刷卡终端的形式不同。以RFID电子智能管理的运用作为例子, 不同的电子钱包在管理方面的应用并不是侧重于用户的金额, 而主要是侧重于用户身份的权限。主要应用在日常校园的管理方面, 例如在学校图书馆中的应用, 当学生持卡进入图书馆时, 卡片在刷卡机上刷过之后, 终端感应器就可以对持卡者的身份进行识别, 如果是一般的学生, 则一次只能通过一个人, 而如果是图书馆管理员刷卡的话, 则可以允许很多人一次通过。

3.1 人员管理

在平常的管理过程中, 人员管理所占据的工作量占到大部分, 比如对学生学籍的管理、出勤的管理以及考试的管理等等。利用RFID技术, 将一张含有学生详细信息的IC卡发放给每一位学生, 当需要考勤管理时, 学生用IC卡在刷卡器上刷一下, 就能够将卡上的信息传达到网络服务器当中, 通过服务器来进行汇总并整理, 对学生的考勤信息进行自动的统计, 管理人员通过对服务器进行访问就能够对学生的信息进行了解。并且, 在学生开学注册时, 通过刷客就可以对到校人数做好统计, 而考试时, 只要通过刷卡就能够看出考试人员信息是否匹配, 以免出现伪造证件或者是替考的情况。

3.2 物品管理

在学校的物品管理过程中, RFID技术也能够起到很大的作用。比如将RFID标签贴在实验室的设备上, 通过标签是被就能够对设备的使用记录、教程以及维修记录等了如指掌。此外, 如果在图书馆中的书籍上设置RFID标签, 就可以将该本书的信息存储到其中, 将书本的相关信息与网络服务器进行关联, 例如概述的相关借书记录、书架号以及配套光盘等信息都有详细的记录, 通过这样的方式, 降低了人员的工作量, 促进了书籍的流通。

结束语

物联网在校园中运用的前景诱人, 物联网的技术组成复杂多样, 因此, 需要结合校园建设的实际情况, 选择相关的技术, 建设智慧图书馆、智慧超市、智慧生活系统, 从而更好的促进学校的现代化建设。

摘要:物联网的出现, 推动了物质世界的数字化和网络化进程, 在校园建设中, 智慧校园的重要基础是物联网技术的应用, 在此基础上实现的智慧化学习、生活以及工作等方面的融合。对于教师与学生而言, 通过物联网技术的应用, 为学习与生活通过了很大的便利, 促进了新时代下现代化校园建设发展的脚步。基于此, 文章就当前基于物联网技术的智慧校园建设架构进行简要的分析, 希望可以提供一个有效的借鉴, 从而更好的促进学校的建设和发展。

关键词:物联网技术,智慧校园,架构,设计

参考文献

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