基于物联网的职业学校统计信息化建设研究

2023-02-17

伴随着互联网+时代的到来, 计算机技术、网络技术、感知技术在各个领域逐步渗透直至广泛应用, 高等教育统计信息化建设逐渐成为当前高等教育的首要任务。实际上, 我国教育学校教育统计开始于20世纪80年代初, 以纯手工方式伊始, 到后来各种教育统计工作软件的逐步尝试, 发展至今, 已取得了长足的进步。然而, 在发展取得成绩的同时, 也应看到离职业学校教育统计信息化、智慧化、人性化的建设目标还存在一定差距。

一、职业学校教育统计信息化存在的问题和不足

(一) 职业学校教育统计信息化不能满足数据收集的畅通性和原始性需求

在学校进行教育统计工作的过程中, 学校的“基表”数据无法实现从一线网上直报, 一方面是教育统计数据汇总困难, 从一线人员逐层逐级往上汇总, 数据传输过程复杂且繁琐。另一方面是统计数据核实困难, 数据审核中发现问题追溯根源、核实修改方面存在困难。

(二) 统计方法原始, 执行统计过程耗费过大

部分学校的统计工作基本上还是以手工为主, 一线教学管理人员依靠日常纸质记录, 将相关的数据进行合理的整理, 并将整理好的数据进行上报, 由相关的工作人员进行数据录入。但实际上, 当时在计算机应用过程中仅仅停留在表面层次, 单一利用其表格功能进行数据的整理汇总, 创新应用力度不足, 未能灵活利用当前先进的技术实现信息主体逐渐的信息共享, 难以满足当前的需求。

(三) 教育统计信息标准不统一, 共享程度低, 在教育管理、决策的支持上具有滞后性

现阶段, 我国大部分职业学校积极应用当前的系统软件, 并加强数据库建设, 直接导致当前大量的软件出现, 形成混乱现象。数据出入口径不统一。各个部门之间缺少交流, 并且由于未能建立符合当前要求的信息平台标准, 导致信息数据未能实现共享。同时, 在统计报表布置过程中, 经常出现交叉统计与重复调查情况, 导致同一指标出现不同数据结果, 严重干扰统计信息化建设的进程, 使统计信息的可信度难以保证。

(四) 教育统计队伍建设不能满足信息化需求

当前职业学校中统计中, 工作人员素质较低, 不熟悉当前的统计信息系统、软件以及网络技术, 不仅影响工作效率, 还可能造成误差情况, 影响最终的统计信息综合分析结果。

二、物联网关键技术及其在职业学校校园中的应用现状

智慧校园系统的构建, 是以当前现有的校园教育信息化设备与校园网络为基础, 并灵活应用当前的技术逐渐完善的物联网, 并结合实际的需求构建完善的学习网, 实现对校园的人与物识别与控制等, 进而为全体师生提供良好的智能化信息服务。

目前校园中应用最多的是将物联网关键技术引入实验室、教室或图书馆智慧化建设。例如, 车辚辚等灵活应用当前的无线传感网络, 构建完善的智慧实验室, 并保证其实验室自身的功能范围较广, 以满足当前的需求。又比如, 周春月等灵活应用当前的物联网、互联网以及嵌入式技术, 积极进行信息化实验室建设, 以此为基础实现实验室的网络化与信息化[3]。牛勇、严栋[4,5,6]等分析了物联网对图书馆的意义, 提出了图书馆物联网的涵义和功能以及智慧图书馆的构建等。这些文章都尝试在局部领域从局部角度应用物联网相关技术解决校园智慧化问题。真正意义上将物联网相关的新理念与技术进行合理的融合应用, 促使当前的先进技术实现了融合, 如当前的自动化技术、电子技术、通信技术、材料技术、生物技术、机械技术等, 在一定程度上促使当前的技术相互融合, 实现通信技术扩展[7,8], 实现校园全方位的智慧感知, 还需要一个长期的、渐近的过程。教育数据统计是职业学校教学管理工作的一个重要内容, 应用物联网技术推进职业学校统计信息化建设, 是校园智慧化建设的一个重要过程。

三、基于物联网技术在教育统计信息化建设研究

(一) 基于物联网的教育统计信息化系统结构

教育统计信息化以高职校园物联网为基础, 以职业学校管理制度和教育统计标准为依托, 首先在各实训室、图书馆、教室等基础单位建立设备感知系统, 在校园各关键单位设立数据采集节点, 通过协议转换和互联网络, 将数据传达应用层数据服务器, 数据经规范化和标准化处理, 以各种所需形式提供给学校管理层, 以供教育信息统计并辅助校园监督和决策。基于物联网的信息化建设使教育统计工作的开展更加便捷、科学、高效, 更有助于为职业学校校园科学管理和决策支持提供服务。

职业学校统计系统主要由感知层、网络层和应用层组成。感知层完成校园内实训设备、教学设备等基层数据的感知。数据传输层负责采集基层节点数据并传回应用层。对于网络层来说, 其自身在进行物联网感知层与互联之间数据的转换与传递, 直接影响后续传输、存储、保存等工作的开展。对于应用层来说, 在建设过程中主要是以当前的数据传输、感知以及网络为基础, 并通过应用层提供相关的数据展示与统计等服务, 满足当前的需求。对于系统应用层来说, 其属于智慧校园管理平台的一个重要组成部分。统计系统应用层通过数据采集、分模块展示、报表演示输出、预决策等若干功能模块来充分实现对职业学校教育基础数据等内容自动一线采集、集中高效地处理、自动化管理及决策支持。以机房为例, 机房设备建立RFID设备管理系统, 门禁监控安防系统、环境感知系统, 一个机房设置一个数据采集节点, 根据统计数据要求设置该节点的数据存储内容, 如当前机房设备数, 总价值, 使用频次等。数据产生更新自动经网络层传回应用层供输出和决策需求。

(二) 基于RFID的设备管理系统

职业学校校园设备众多, 种类不一, 为公用设备、校园卡以及图书等进行统一的标识, 进而促使管理者可以通过当前的物联网感知技术对相关的数据进行识别, 加强对校园的管理。以当前的公用设备管理为例, 可以灵活应用当前的物联网对公共的校园实验室、教室、器材室等进行合理的监控, 促使当前教学物件实现信息化与数字化, 加强对教学资源的集中管理。当前的仓储物联网管理系统自身也应用当前的物联网技术, 如RFID技术, 进而对当前的固定资产进行整合, 将现有的教室、实验室等相关的资源进行统一的分类, 以便于进行使用与存储。定期进行有效的检查, 对相关设备的型号、性能、使用、故障、维护等进行合理的记录。引进RFID技术用于实训室设备管理, 把设备的详细信息存储在芯片中, 再利用当前的读卡器进行有效的识别, 同时将其传输在移动终端上, 统一进行管理, 并避免设备出现丢失情况, 更便于教育基础数据统一采集和查询, 大大降低了当前移动设备的运用强度, 从整体上提升工作效率。

以速录实训室为例, 需要管理主要有计算机和速录机, 传统管理方法是通过编号, 贴标签的方式统一发放和统一回收。应用电子标签技术存储速录机基本信息, 同时将实训人员的信息与速录机应用信息实时动态记录, 大大减轻了速录机管理的工作量, 同时保障速录机的安全可靠使用。实训人员记录速录机的运行情况并存储在电子标签中, 管理人员远程收到故障情况设置报警信号安排维修, 通过无线和有线网络传输到物联网的智能终端。远程的情况下, 就可以完成设备巡检, 大大缩短维护的时间明显提高了效率。RFID设备管理系统的数据连接汇总到实训室数据采集节点, 感应到数据更新后自动上报该实训室的基础数据。

(三) 基于ZIGBEE等技术的智能数据采集节点

在校园各实训室、教室、图书馆等关键区域建立搭载了Zig Bee等无线通信模块的数据采集设备, 实现对校园基础数据的全方面感知, 同时灵活应用当前的智能技术实现网络协议与传输层之间的数据交换与协议转让, 满足当前的需求。对于当前的智慧校园来说, 在实际的应用过程中, 对于当前的实际环境要求较低, 但却对信息自身的可靠性与网络容纳量要求较为严格。以实际的技术为例, 当前的无线组网技术中Zig Bee是当前一种较为常见的技术, 其自身具有良好的低成本、低能耗以及低复杂优势, 灵活应用该技术可以促使当前的智慧校园展现出独特的特点, 满足当前的需求。以当前的Zig Bee技术或者是有线的EIB技术为基础, 建立实训室、教室、图书馆等基础单位的数据采集设备, 对各单位的基础信息, 如:建设时间、设备数以及能耗等, 进行有效的检测, 并通过检测将其相关的动态数据进行记录, 并通过其自身的功能实现数据传输, 将信息传输至管理平台, 并及时展现给当前的管理人员, 进而随时对各单位的情况进行监测。

(四) 基于物联网的教育统计信息化系统功能设计思路

(1) 实现教育统计数据采集自动化, 由各部门手动采集数据再逐级上报汇总的方式改为各采集节点数据更新自动报告数据中心, 数据中心直接获得一线最新数据, 满足教育统计数据收集的畅通性和原始性需求。 (2) 实行教育统计信息逐级审核, 汇总自动化, 报表自动化、规范化。各部门适时对变更数据审核定期进行纸质备案, 以便统计人员能随时抽查复核, 保证信息的准确性。根据规范适时定制各种统计报表, 使信息处理过程更加方便、简单和规范。 (3) 建立教育统计数据横向和纵向信息库, 进行全面、系统的定性定量分析, 并进一步实施数据挖掘, 预设分析报告模式, 形成学校发展评估报告。实现教育统计信息分析和辅助决策功能, 并对校园现有的资源现状进行分析, 优化资源配置, 提升科研水平。 (4) 对校园相关的资源进行整理, 并进行合理的数据调查, 提供数据查询与分析。规范教育统计指标体系, 定制教育统计目标, 设置自动预警功能, 自动诊断薄弱环节, 制定预解决方案, 预警事件发生时供决策层和各级管理层参考, 协调管理各部门之间的资源配置和管理工作的开展。

四、结束语

本文总结职业学校统计信息化建设现状指出存在问题和不足, 提出引入物联网关键技术进行职业学校统计信息化建设的思路。给出基于物联网技术的教育统计信息化系统建设布局结构, 提出建立基于RFID设备管理信息系统用于校园设备管理系统, 基于ZIGBEE技术建立数据智能采集系统解决基层数据采集和传输等关键问题, 以及教育统计信息化系统应用层的功能模块设计思路。基于物联网关键技术的教育统计信息化关键在于基层设备的感知与数据采集, 其优势在于真正实现统计数据的原始性, 传输过程的畅通性和统计过程的自动化, 以及对决策支持性的提高。

摘要：总结职业学校统计信息化建设存在问题和不足, 引入RFID、ZIGBEE技术等提出基于物联网关键技术的职业学校统计信息化建设思路。给出基于物联网技术的教育统计信息化系统建设框架结构, 提出建立基于RFID设备管理信息系统用于校园设备管理, 基于ZIGBEE技术建立智能数据采集系统解决基层数据采集和传输, 最后给出教育统计信息化系统功能设计思路。

关键词：物联网技术,统计信息化,RFID,ZIGBEE