邱凯
摘 要：随着科学技术的不断发展，信息化技术已经融入人们生活生产的方方面面，其中物联网技术作为信息化时代发展的标志性产物，目前也已经应用于社会各个领域中，在校园建设方面也得到了广泛应用，应用物联网技术可以极大程度推进智能化校园建设，实现智能化数字校园，实现校园运行可视化，为保证教学质量提供基础。本文在概述物联网技术与智能化数字校园的基础上，分析物联网技术在智能化数字校园构建中的实际应用，有效提高智能化数字校园建设水平。
关键词：智能化 数字校园 物联网技术 运用
中图分类号：TP391 文献标识码：A
Research on the Application of Internet of Things Technology in Intelligent Digital Campus
QIU Kai
（Changsha Social Work College， Changsha， Hunan Province， 410004 China）
Abstract： With the continuous development of science and technology， information technologies have been integrated into all aspects of people"s life and production. Among them， as a landmark product of the development of the information age， at present， Internet of Things technology has been applied in various fields of society， and has also been widely used in campus construction. The application of Internet of Things technology can greatly promote the construction of intelligent campus， achieve intelligent digital campus， realize the visualization of campus operation， and provide the basis for ensuring the teaching quality. Based on the overview of Internet of Things technology and intelligent digital campus， this paper analyzes the practical application of Internet of Things technology in the construction of intelligent digital campus to effectively improve the construction level of intelligent digital campus.
Key Words： Intelligence; Digital campus; Internet of Things technology; Application
物联网技术作为新一代信息技术，是信息时代不断发展的产物，互联网相较于互联网会涉及到更深的层面，可以将物联网看作互联网的进一步延伸。通过物联网技术可以连接互联网中的人、事、物，在互联网的基础上從而打造出更加智能化的系统。物联网技术应用大幅度推动了我国信息产业的发展，将物联网技术应用于学校建设中，可以将学校中存在的独立个体连接为一个整体，充分整合学校资源，极大程度促进师生互动与教育资源共享，使学校运行更加智能化、人性化。
1物联网概述
物联网概念最早是起源于美国麻省理工学院自动识别中心的学者所提出来的“网络无线射频识别系统”，在生活工作中的所有物品通过射频识别的信息传感设备，将物品与互联网连接起来，从而实现物品的智能化识别。随着互联网技术与移动通讯技术的不断发展进步，物联网作为新一代技术得到人们的青睐，物联网技术作为集成应用与系统创新发展的一项重要技术，几乎与所有信息技术都存在着一定联系，因此社会各界普遍认为物联网的发展应用将会是世界范围内的第三次信息技术革命。物联网（ The internet of things， IOT），通过信息传感设备（射频识别、红外摄像头以及激光扫描仪），在确定的通信协议基础上将各种物品（生活工作中的设备、设施，甚至包括人和动物）与互联网连接起来，是世界上的人与物之间，物与物之间进行信息交换，在这一原理上对物体进行智能化识别、定位、跟踪以及监控，在物联网上所有连接的物品都具有独特的标识编码与物理特性[1]。从技术层次来讲，物联网并不是一项新技术，而是多种信息技术的集成应用，可以使人与物之间，物与物之间以及人与环境之间进行信息交流。我国对物联网技术研究通常将其分为三个层次，分为感知层、网络层以及应用层。感知层主要包括各种各样的传感器、传感器网关等硬件设备，主要目的是对物体进行识别与信息采集，并且将信息传递给网络层。网络层主要包括互联网、通信网、广电网以及多种接入网与专用网，主要是传输处理感知层所采集到的数据信息。应用层主要是向用户提供物联网接口，实现物联网技术的具体应用。
2智能化数字校园中物联网技术运用原则
2.1教育资源信息化
智能化数字校园作为一项投资大、需求复杂、建设维护周期较长的工程，所以必须对智能化数字校园构建方案多角度探究，在设计具体建设方案时首先要保证教育资源的信息化，在构建智能化数字校园系统时要始终贯穿教育资源信息化原则，在一定程度上直接反馈了信息系统的应用水平，也直接代表了校园信息资源共享平台的建设程度，对校园教育资源中的非信息化资源进一步数字化，将其数字化后加入数据库中，高校必须将长期数据库建设机制纳入智能化数字校园运行体系中[2]。
2.2信息资源标准化
在智能化数字校园建设中，构建信息资源共享平台必须遵循同样的信息规范与传输标准，其中特别是对公共信息必须制定统一标准，数字校园各个部门在构建自身的应用系统时，只有使信息标准统一化，才能使各个部门所建立的信息系统实现数据共享与传输，推进智能化数字高校构建。
2.3应用系统统一化
统一的应用系统标准是构建智能化数字校园的基础，更有利于建设校园信息资源共享平台，通过对目前的应用系统整合分析，采取统一规范的数据库、应用平台、开发环境、运行环境、信息标准以及传输标准，实现数字校园整体的应用系统统一化。
3智能化数字校园中物联网应用框架
3.1校园综合信息服务门户
物联网技术在智能化数字校园中应用首先要构建统一校园综合信息服务门户，通过分析整合学员内的所有人员、各种应用服务以及内容，师生用户不再需要面对一个个独立的应用系统，而是通过统一校园综合信息服务门户来进行学习工作以及其他事务办理，来向用户提供统一的接入门户与业务界面，根据用户授权不同来提供个性化的展示界面。目前通常为Wap移动个人门户服务形式，在手机Wap浏览模式的基础上，使师生用户在任何时间、任何地点通过手机来进入门户网站，获取多种多样的信息服务，既方便教师随时办公，也方便学生可以随时随地查询一卡通信息、消费情况、教务情况以及图书馆借阅信息[3]。
3.2应用服务融合层
智能化数字校园最开始的建设目的就是融合多种应用服务，这也是智能化数字校园的表现形式，应用服务的融合可以有效提高服务平台的服务提供能力，增强服务水平，优化服务质量以及实现信息共享目标。智能化数字校园应用服务层包括各类应用服务器、应用数据库，主要是用于智能化数字校园系统中的身份信息储存，应用服务层通过融合智能化数字校园服务，来实现高校教育资源共享。
3.3数据融合层
智能化数字校园存在大量信息资源，主要可以分为身份信息、应用数据、通知信息、教学内容以及感知信息五类。数据融合是指对智能化数字校园中的五大信息资源进行整合，并且建立一个校园信息资源共享平台，构建信息资源共享平台是智能化数字校园建立的重要核心。主要是将校园数据资源进行整合，统一储存分析数据信息，为用户提供融合服务，由于智能化数字校园建设需要涉及到大量数据信息，还与校外存在一定联系，所以在数据类型与数据储存机制上存在一定差异，只有构建统一完善的数据信息资源共享平台才能支撑智能化数字校园的建设。
3.4通讯网络融合层
通讯网络融合作为建设智能化数字校园的基础，是对智能化数字校园中的校园有线网、无线传感器网以及移动通信网等各种网络，通过技术手段集中融合，对校园办公楼、宿舍、教学楼、食堂以及图书馆等场所进行全面覆盖，采取统一控制，方便智能化数字校园中的信息进行实时传递与交换，使用户可以在智能化数字校园中对各个网络提供的信息服务统一访问，不需要再单独访问。
4智能化数字校园中物联网实际应用
4.1创建用户身份
用户身份作为基于物联网的智能化数字校园各个应用的基础，将物联网技术应用于用户身份创建中，通过将银行卡和校园卡二合一生成的CPU卡，当教师、学生以及职工等用户在入学或入职前，首先向学校相关部门提出注册申请，然后部门工作人员根据申请者类型与个人身份基本信息生成CPU卡，替代学校原本使用的一卡通。当学生与教职工离校时，向学校相关部门申请删除个人信息与销卡操作，在經过操作后不具备自动身份识别功能，只能当作普通的银行卡使用。将物联网技术应用于用户身份创建中，应用系统工作人员可以直接登录信息系统，对学生与教职工的身份信息进行更新与删减，同时还可以冻结丢失的CPU卡，避免师生财产受到损失[4]。
师生还可以通过登录信息查询系统对自己使用图书馆、多媒体教室、公共实验室以及校园公共设施的使用记录进行查询。CPU卡功能还可以应用于用户身份自动识别中，在师生用户的校内选课、成绩查询、图书馆借阅、教室使用的场合下自动识别用户身份。
4.2校园图书馆应用
在学校图书馆中应用物联网技术，可以有效提高自动化与智能化程度，大幅度降低人力与财力投入。物联网技术可以应用于图书馆的图书借阅、人脸门禁、图书整理中。首先在图书馆人脸门禁中，可以在图书馆门禁位置安装人脸识别门禁，当师生用户进去学校时，统一录入师生人脸信息，然后经过校园网络传输至用户信息中心，进行身份信息自动识别处理，对于身份合法用户，自动打开图书馆门禁。当师生离开图书馆时，门禁还可以对用户图书信息自动识别，防止图书在未经借阅的情况下离开图书馆。物联网应用于图书借阅中，可以方便师生用户采取自助形式来完成图书借阅与归还，当用户需要借阅或归还图书时，只需要将手机与图书放置在电子标签扫描设备上就可以完成图书的借阅与归还，与此同时还可以通过手机短信的形式将图书信息发送给用户，方便用户及时核对。
在图书馆图书整理中应用物联网技术，利用RFID技术与传感技术来实现图书的感知与定位，来查找、统计以及归家馆藏图书。首先在图书馆的每一本图书中都内置一个电子标签，电子标签包括书名、书类别、地点以及索书号等信息，在每一个书架上设置一个具有书架号、所放书类别信息的电子标签，通过在藏书室安装的电子标签阅读器将采集到的标签信息通过校园网络传输给学校数据数据中心，使图书与书架之间完成自动匹配。
圖书馆设备运行应用物联网技术，主要是通过传感技术来智能化控制图书馆设备，采用空调与通风系统对图书馆室内的空气颗粒度、湿度、温度的环境参数进行检测与调节，从而保证师生的健康安全。将物联网技术应用于灯光控制系统，根据读者位置光照度来智能化调节灯光亮度，根据不同场景智能化适应，同时还可以达到节能环保目的。
4.3校园公用设施应用
随着高校数字化校园建设不断推进，目前我国各大高校都已经建立起了大量的多媒体教室、语言实验室、公共机房、物理实验室、化学实验室等公共实验室与专业实验室，校园公用设施运维成为智能化数字校园所需要解决的重要问题。首先是在多媒体教室运维中应用物联网技术，多媒体教学模式已经成为各大高校所普遍采用的教学模式，将物联网技术应用于多媒体教室运维中，可以通过在多媒体控制台上安装电子标签阅读器，教师可以使用自己的手机来直接开启多媒体教室控制台，改变传统的钥匙开启或一卡通开启方法，有效提高课堂开展效果，并且还可以对多媒体教室的使用时间、使用人、教学对象进行详细记录。物联网技术还可以智能化控制实验室设备，将传感技术应用于实验室设备运维中，安装温度传感器、湿度传感器、空气颗粒度传感器、亮度传感器以及气体浓度传感器，对实验室环境全面感知，通过控制台对实验室设施进行智能调整，智能化控制实验室的灯光、窗帘、试验台、电源插座等设备，当师生进入实验室开始教学时，根据实验室室内环境情况来进行优化调整，满足教学需求。对物理、化学等专业实验室运维中，同样具有师生考勤与使用情况统计功能[5]。
在专业实验室应用物联网技术更重要是实验室器材运维，可以在试验器材上粘贴具有数据信息的电子标签，通过电子标签阅读器直接获取试验器材信息，比如可以在电源插座上安装电力传感器，实时了解试验设备的耗电量与运行时间，及时反馈给实验室工作人员，不但可以提高试验安全性，还可以达到节能环保目标。运用物联网技术还可以对试验过程全过程监控，在试验器材上布置多种传感器，更方便使用物联网技术为师生开展实验提供服务，在实验前学生可以通过电子标签阅读器对实验步骤获取，了解实验中的重点与难点，帮助学生做好实验准备工作。其次在实验过程中，如果学生出现不合理使用实验器材，所设置的传感器会自动发出警告，避免不正确的实验操作与损失。最后在学生完成实验后，通过传感器将学生的实验数据收集起来，通过网络传递给师生，实现试验教学过程的智能化与数字化。
4.4校园消费应用
消费作为高校广大师生日常学习生活的重要组成部分，也是物联网应用所面临的重要问题，在物联网基础上所制定的数字校园消费体系，通过二维码、一卡通、NFC等方式进行消费，首先师生进行充值，然后通过手机App NFC与 CPU卡进行绑定，师生可以直接使用CPU卡、手机App成的二维码或者NFC自动识别身份来完成校内消费。在个人账户中，师生用户可以通过手机App随时查看校园一卡通账户余额，查询在校园中的消费记录与转账信息，将用户的每一笔消费与转账通过短信形式发送给用户手机，方便用户及时核对账户信息。其次在水费、电费支付上，用户可以二维码、一卡通以及NFC进行支付缴纳，同时方便用户在超市、餐饮进行消费。
4.5校园安保应用
将物联网技术应用于智能化数字校园的校园安保工作中，可以与校园安保人员配合，更加方便地监控校园的各个角落与公共场所。首先可以实现校园电子门禁，在高校校门、教学楼、办公楼、宿舍楼以及图书馆等区域安装人脸门禁系统，自动识别用户的身份信息与进出权限信息。其次在校园门口、主要道路、教学楼、食堂、宿舍过道、图书馆等重点区域安装视频监控系统，方便安保人员对公共区域进行监控，将视频监控系统通过校园网络与学校安保处、辖区派出所连接[6]。
在校园火灾预警上应用物联网技术，可以将温度、气体浓度检测传感器安装在校园实验室、多媒体教室、宿舍、图书馆等主要场所，将这些传感器与学校火灾预警中心进行联网，及时采集、传输火灾预警信息。除此之外还可以应用于学生报警，通过物联网技术将高校校园划分为多个无缝连接区，一旦学生在校园内发生危险情况都可以向学校保卫科进行报警，保卫人员在接到学生报警后可以根据控制平台的位置信息，及时赶往事发地点处理危险情况。
4.6校园短信服务
基于物联网技术构建的智能化数字校园手机短信通知服务，主要是通过校园手机短信平台来实现，将会议通知、放假通知、成绩公告以及学生就业信息等校园通知，通过手机短信的形式及时下发给广大师生，全面扭转传统模式下校园通知滞后问题，有效提高信息传播效率。目前信息通知分为点对点短信与区域广播短信两种，点对点短信通常是指学院向某个学生来下发特定通知，广播短信是指学校向各级学院来发送会议通知，基于物联网所建立的校园短信服务可以有效提高校园运行智能化。
5结语
物联网技术作为多种信息技术的集合应用，在智能化数字校园中具有广阔的应用前进，可以实现校园运行的科学化、智能化及人性化，有效改善我国高校教学环境，使师生之间的教学互动与资源共享进一步强化，为教师开展教学工作带来更多便利。在校园资源中应用物联网技术可以减少人力与物力的投入，更有利于实现校园智能化建设。目前来看智能化数字校园是高校未来发展的主要方向，可以最大程度整合学校的硬件、软件以及各项资源，在校园生活、校园学习以及教学服务商实现资源共享，因此必须将物联网与高校教育完美结合，紧紧把握发展机遇，有效提高高校教学质量。
参考文献
[1]黄天一.物联网技术在智慧校园建设中的应用探析[J].求知导刊，2022（21）：17-19.
[2]王宝龙.云计算与物联网技术的数据挖掘研究[J].产业创新研究，2022（12）：47-49.
[3]荆阳. 基于物联网技术的校园能耗监测系统的设计与实现[D].济南：山东大学，2020.
[4]赵子健. 基于物联网平台的校园智能门锁应用的研究、设计与实现[D].兰州：兰州大学，2021.
[5]刘诗鹏.基于物联网的智慧校园网络入侵远程检测研究[J].自动化技术与应用，2022，41（2）：64-68.
[6]杨凤，张改，杨瑞.智慧校园建设研究[J].计算机时代，2021（12）：125-127，130.
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