一种基于物联网的智慧校园模型
- 格式:doc
- 大小:27.50 KB
- 文档页数:8
基于物联网技术的智慧校园安防系统设计与实现智慧校园安防系统是基于物联网技术的一种创新应用,致力于通过智能化设备、数据传输和分析等手段,提升校园的安全管理水平。
这样的系统可以为学校提供全方位、全天候的安全监控和预警功能,有效防范各类安全事故,保障学生和师生的人身安全。
一、智慧校园安防系统的设计方案1. 设备布置方案在智慧校园安防系统中,需要选择合适的安全监控设备进行布置。
首先,应选择高清晰度的摄像头,以获取清晰的图像和视频。
同时,在校园重要区域的出入口、教室、实验室、走廊等位置设置摄像头,实现全方位的监控。
此外,还应考虑使用门禁系统、人脸识别设备等技术手段,加强出入口的管控。
2. 数据传输与存储方案为了实现智慧校园安防系统的功能,需要将各个设备获取到的数据进行传输和存储。
可以利用物联网技术,通过无线网络将数据上传到云服务器。
在云服务器上,可以进行数据的存储、分析和处理,实现对校园安全状况的实时监控和预警。
3. 数据分析与处理方案通过对物联网技术所获取的数据进行深度学习和数据挖掘,可以对校园安全状况进行实时分析和处理。
例如,通过图像识别算法,可以检测异常行为和不寻常的人员活动。
当系统监测到异常事件时,可以及时发送报警信息给校园安全管理人员,以便他们及时采取措施。
二、智慧校园安防系统的实施方案1. 建立统一的平台为了方便管理和控制智慧校园安防系统,应建立一个统一的平台。
这个平台可以集成各个设备的控制和数据处理功能,实现对整个系统的集中管理。
同时,学校也可以利用该平台,对系统进行远程监控和管理。
2. 安全保障措施智慧校园安防系统作为一个重要的信息系统,需要采取一系列的安全保障措施。
首先,要对系统进行严格的权限管理,只有经过授权的人员才能访问系统和操作设备。
其次,要加密网络传输的数据,防止数据被黑客窃取或篡改。
另外,还要定期对系统进行漏洞扫描和安全评估,及时修补系统的安全漏洞。
3. 与警方和教工合作智慧校园安防系统的设计和实施,需要与警方和教工紧密合作。
基于物联网与人工智能的智慧校园管理系统设计智慧校园管理系统设计:基于物联网与人工智能的革新引言:智慧校园是利用现代科技手段来构建智能化、信息化的学习、生活和管理环境。
物联网和人工智能作为两项关键技术,可以为智慧校园管理系统设计带来革命性的改变。
本文将探讨基于物联网与人工智能的智慧校园管理系统的设计,以提升校园管理的效率和质量。
1. 智能教室管理:物联网和人工智能的结合可以为教室管理带来颠覆性的变革。
通过感知设备和传感器,可以实时监测教室的温度、湿度、光照等环境参数,结合人工智能技术,根据学生的学习状态和身体状况,自动调节教室的温度、湿度和光照,以提供一个更适宜学习的环境。
同时,智能教室管理系统还可以自动化监测和维护教室设备的状态,实现故障预警和远程维修,提高教室设备的可靠性和使用寿命。
2. 智慧校园安全:基于物联网和人工智能的智慧校园管理系统可以大大提升校园的安全性。
通过安装摄像头和感知设备,可以实时监测校园的安全状况,对异常事件进行实时报警和处理。
结合人工智能技术,系统可以对学生行为进行分析和识别,识别潜在的危险行为,如持有危险物品或进行违规活动等,并及时进行预警和干预。
此外,智慧校园管理系统还可以为学生提供安全区域的定位和导航功能,确保学生在校园中的安全。
3. 智慧校园环境管理:借助物联网和人工智能的优势,智慧校园管理系统可以对校园的环境进行实时监测和调控。
通过传感器和设备,可以监测校园内的空气质量、噪音水平、水质等环境指标,并根据监测结果自动调节和优化校园的环境。
通过数据分析和预测,智慧校园环境管理系统还可以帮助学校合理规划和利用资源,提高能源利用效率和节能减排。
4. 智慧校园运营管理:基于物联网和人工智能的智慧校园管理系统可以提高校园运营的效率和质量。
通过感知设备和数据分析技术,系统可以实时监测和分析校园的运营数据,如学生到勤率、教职工活动情况、用电用水情况等。
根据分析结果,系统可以预测校园的运营需求和风险,并提供相应的决策支持。
基于物联网的智慧校园信息平台设计与实施智慧校园信息平台是基于物联网技术的一种创新型校园管理系统,它利用物联网技术和数据分析算法,将校园内各种设备、传感器和终端设备连接起来,实现信息的互联互通和智能化管理。
本文将探讨基于物联网的智慧校园信息平台的设计与实施,并重点关注其功能特点和实施过程。
首先,智慧校园信息平台的设计应该具备以下几个关键功能:校园设备监控与管理、学生信息管理、教学资源管理和校园安全保障。
在校园设备监控与管理方面,智慧校园信息平台能够实时监测校园内各类设备的状态和性能参数,并提供实时报警功能,及时发现设备故障并提供解决方案。
此外,平台还可以进行设备预测性维护,通过对大量数据的分析,提前发现设备可能出现的问题,从而减少设备维修和更换的成本。
学生信息管理是智慧校园信息平台的重要组成部分,它能够集中管理学生的课程表、成绩、考勤等信息,并为学校管理人员以及家长提供实时查询和分析功能。
此外,平台还可以通过学生信息管理,实现针对不同学生的个性化辅导和教学资源推荐,提高学生学习的效果和效率。
教学资源管理是智慧校园信息平台的另一个核心功能,它能够集中管理和分发教师的教学资源,包括课件、教案、教学视频等。
教师可以通过平台上传和分享自己的教学资源,同时也可以从平台上获取其他教师分享的资源。
这样,教师之间资源的互通有利于教学内容的丰富和教学方法的创新。
校园安全保障是智慧校园信息平台的重要方面,平台可以通过监控摄像头、门禁系统和一键报警功能等,实现对校园安全的全面监控和保护。
此外,平台还可以通过数据分析算法,对校园异常行为进行预警和识别,及时发现并应对潜在的安全风险。
在实施智慧校园信息平台的过程中,需要分为以下几个步骤:需求调研、系统设计、硬件部署、软件开发和测试、上线运维。
需求调研是最关键的一步,通过与学校管理人员和教师进行沟通和访谈,明确他们对智慧校园信息平台的期望和需求,并进行需求规划和优先级排序。
系统设计阶段需要将需求转化为实际的系统架构和功能模块,包括网络架构、服务器规划和软件界面设计等。
基于物联网技术的智慧校园环境监测与控制系统一、前言随着物联网技术的发展,智慧校园逐渐成为各大高校争相推广的项目。
在智慧校园中,环境监测与控制是必不可少的一环。
本文将介绍基于物联网技术的智慧校园环境监测与控制系统。
二、智慧校园环境监测与控制系统的概述智慧校园环境监测与控制系统是通过传感器、通信网络和计算机等技术手段,实现对学校环境的实时监测和控制,以提高教学、科研和学生生活的质量。
该系统的核心任务是收集、处理、分析和展示学校内部环境信息,如温湿度、空气质量、噪声等,同时还能够控制一些环境设备,如空调、灯光等。
智慧校园环境监测与控制系统由两部分组成:环境监测子系统和环境控制子系统。
环境监测子系统通过各种传感器,采集学校内部环境的信息,并将其传输到数据中心进行存储和处理。
环境控制子系统则根据环境监测子系统提供的信息,通过控制设备,调节学校内部环境。
三、智慧校园环境监测子系统的技术实现1. 传感器网络技术传感器网络技术是环境监测子系统的基础,它可以通过无线传输技术,将传感器采集的数据上传到数据中心。
传感器网络技术可以让传感器之间相互协作,从而实现环境信息的实时监测。
此外,传感器网络技术还可以进行自组织和自修复,提高网络的稳定性和可靠性。
2. 数据处理技术环境监测子系统会产生大量的数据,因此需要使用数据处理技术对数据进行处理和分析。
数据处理技术可以对收集到的数据进行处理和分析,从而实现对学校内部环境的实时监测。
3. GIS技术GIS技术可以将环境监测系统的数据展示到地图上,使数据更加直观和易于理解。
通过GIS技术,可以实时监测学校内部环境的变化,并为环境治理提供支持。
四、智慧校园环境控制子系统的技术实现1. 无线通信技术无线通信技术是环境控制子系统的基础,它可以实时将控制信息传输到设备上,从而实现对环境设备的远程控制。
通过无线通信技术,可以减少对网络设备的依赖性,提高控制稳定性和可靠性。
2. 人工智能技术人工智能技术可以对环境控制进行自适应调控,如根据温度变化自动调节空调温度等。
基于物联网与人工智能的智慧校园设计与实现智慧校园是指利用物联网技术和人工智能技术,将各种设备、传感器和信息系统连接起来,实现信息共享、智能化管理和优化运营的一种校园建设理念。
随着物联网技术和人工智能技术的不断发展,智慧校园在教育领域得到了广泛的应用和推广。
为了实现智慧校园的设计与实现,首先需要建设一个完善的物联网基础设施。
这包括校园内的无线网络覆盖,连接各种设备和传感器的传输网络,以及服务器和云平台的部署。
通过搭建这样一个物联网基础设施,可以实现校园内各个设备和系统之间的实时通信和数据交互,为智慧校园的实现打下坚实的基础。
在智慧校园中,人工智能技术发挥着至关重要的作用。
利用人工智能算法和模型,可以对校园内的各种数据进行分析和挖掘,提取有用的信息用于决策和预测。
例如,通过对学生的行为数据进行分析,可以及时发现学生的潜在问题,进行个性化的指导和干预,提高教育质量和学生的学习效果。
同时,利用人工智能技术还可以自动化管理校园内的各种系统和设备,提高运营效率和管理水平。
在智慧校园中,物联网技术与人工智能技术的结合,可以实现各种创新的应用场景。
例如,在校园内部署各种传感器和监控设备,可以实时监测校园内的温度、湿度、空气质量等各种环境参数,及时发现并解决可能存在的安全隐患。
同时,通过与学生的智能设备连接,可以定位学生的位置,保证学生的安全,并及时向学生和家长提供相关信息。
另外,在智慧校园中,还可以通过智能化的教育辅助系统,提供个性化的学习支持。
根据学生的学习特点和能力水平,智能化的系统可以为学生推荐适合的学习材料和题目,进行量身定制的学习计划。
同时,通过对学生学习行为和学习数据的分析,可以了解学生的学习状况,为教师提供有关学生的有用信息,提供个性化的指导和反馈。
在智慧校园中,还可以搭建一个智能化的管理平台,实现对校园各项工作的全面监控和管理。
通过管理平台,可以实时了解校园内的各项工作进展、资源利用情况等信息,并进行相应的调整和优化。
基于物联网的智慧校园系统设计摘要:随着物联网技术的发展,智慧校园系统在现代教育领域中发挥着重要作用。
本文旨在探讨基于物联网的智慧校园系统的设计,包括系统结构、功能模块、实施方法以及未来的发展趋势。
通过运用物联网技术,智慧校园系统能够实现校园信息化、智能化、安全化的目标,为学校管理、教育教学和学生服务提供全方位支持。
1. 引言随着信息技术的迅猛发展,物联网技术的应用正逐渐渗透到各个领域。
在教育领域中,基于物联网的智慧校园系统也逐渐被引入,以提供更加高效和便捷的校园管理和学生学习环境。
本文将围绕智慧校园系统的设计展开讨论,并对其未来的发展进行展望。
2. 智慧校园系统设计智慧校园系统的设计需要考虑到校园内各个环节的信息化需求,并基于物联网技术构建相应的系统结构。
在系统设计中,应包含以下关键模块:物联网感知模块、数据处理与分析模块、决策支持模块和应用展示模块。
2.1 物联网感知模块物联网感知模块通过各种传感器和设备获取校园内各类数据,如环境温湿度、能耗、人员流动等。
传感器的部署范围涵盖校园的各个角落,确保数据的全面采集,为后续的数据处理和分析提供充分的基础。
2.2 数据处理与分析模块物联网感知模块采集到的数据需要进行处理和分析,以提取有价值的信息。
数据处理与分析模块通过数据挖掘、机器学习等算法,对数据进行处理和分析,为学校管理人员提供决策支持和业务优化建议。
2.3 决策支持模块决策支持模块是智慧校园系统设计的重要组成部分,为学校管理者提供决策参考。
通过对数据处理与分析模块的结果进行整合和展示,决策支持模块能够帮助管理者快速准确地了解校园运行状况,并提供相关的决策建议。
2.4 应用展示模块应用展示模块是智慧校园系统的用户界面,为学生、教师和家长提供校园各类信息的展示和查询功能。
通过该模块,用户能够轻松获得校园公告、课程表、教学资源等信息,提高学习和工作的效率。
3. 实施方法智慧校园系统的实施需要综合考虑校园的特点和实际需求,结合物联网技术的特点选择相应的硬件设备和软件平台,并进行系统集成和优化。
基于物联网的智慧校园系统的设计与实现智慧校园系统是一种利用物联网技术和云计算平台开发的智能化校园管理系统,它可以通过集成智能硬件、互联网、云计算等多种技术手段,实现对校园设施、设备、人员等的综合管理和智能化服务。
本文将从前期规划、设计方案及实施方案等几个方面介绍智慧校园系统的设计与实现。
一、前期规划在制定智慧校园系统设计方案前,需要明确的是系统的需求和目标。
具体来说,需要考虑学生、教职员工以及校园设施的各种需求和问题,以及如何通过智慧技术提高校园管理和服务效率。
为此,可以以调研、需求分析、系统规划等方法,从各种维度进行全面的规划和设计。
调研阶段:对于智慧校园系统的规划,首先要进行市场调研,对国内外已有的智慧校园系统进行调研分析,了解行业发展趋势和现状,探索最新的应用场景。
同时,针对校园内部的情况,需要对学生、教职员工、设施设备和校园风貌等方面进行详细的调研和分析,以明确智慧校园系统的需求和目标。
需求分析阶段:在调研的基础上,进一步对系统的功能和特点进行分析,确认系统开发的内容、目标用户、应用场景、数据采集等。
详细分析每个功能点的关键性,确定系统特点,系统与其他现有系统的接口和交互的具体方式等。
系统规划阶段:针对系统需求和分析结果,进一步从技术、人力、资源、预算等多方面进行整体规划,包括调配开发资源、各项指标的归纳、确定开发时间和流程等。
通过系统规划,确定项目开发的具体时间和成本预算。
二、设计方案在前期规划的基础上,需要对智慧校园系统的设计方案进行进一步细化。
具体而言,包括功能模块设计、技术架构设计、数据库设计、系统UI设计等,以满足校园内的管理需求。
对于每一方面,开发团队需要充分沟通,协调各方面的关系,共同做出最优方案。
功能模块设计:基于调研和需求分析得出的结果,可以明确系统所需的功能模块,如考勤管理、校园安全、教学评估等模块,拆分出各模块对应的业务逻辑和数据交互流程,以实现最优的模块互动效果。
基于物联网技术的智慧校园建设方案引言:随着物联网技术的快速发展,智慧校园成为了教育领域的热门话题。
通过将各种设备、传感器和网络连接起来,物联网技术为教育提供了更多创新的可能性。
本文将探讨基于物联网技术的智慧校园建设方案,以提高学校的管理效率、教学质量和学生的体验。
一、智慧校园的概念智慧校园是指利用物联网技术,将学校内的各种设备、设施和信息系统连接起来,实现信息的共享和智能化管理。
通过物联网技术,学校可以实现对校园内的各种资源和设备的实时监控和管理,提高学校的运营效率和服务质量。
二、智慧校园的建设方案1. 智能化教室利用物联网技术,可以将教室内的设备和教学资源进行智能化管理。
例如,通过智能黑板和投影仪,教师可以实现远程授课和互动教学。
学生可以通过智能手机或平板电脑获取教学资源,并与教师和同学进行互动。
此外,智能化教室还可以通过传感器监测教室的温度、湿度和空气质量,提供一个更加舒适和健康的学习环境。
2. 智慧化图书馆图书馆是学校知识资源的重要载体,利用物联网技术可以实现图书馆的智慧化管理。
通过智能图书管理系统,可以实时监测图书的借还情况,并提供智能导航和查询服务,方便学生查找和借阅图书。
此外,利用物联网技术,还可以实现图书馆内的环境监测和安全管理,提供一个更加安全和舒适的学习环境。
3. 智能化宿舍宿舍是学生生活的重要场所,利用物联网技术可以实现宿舍的智能化管理。
通过智能门禁系统,可以实现对宿舍的出入管理和安全监控。
利用智能家居系统,可以实现对宿舍内的电器设备的远程控制和管理,提高能源利用效率。
此外,利用物联网技术,还可以实现对学生的作息和健康状况的监测,提供个性化的健康管理服务。
4. 智慧化校园管理利用物联网技术,可以实现对校园内各种设施和资源的智能化管理。
例如,通过智能照明系统,可以根据人流量和光线条件自动调节照明亮度,提高能源利用效率。
通过智能停车系统,可以实现对校园内停车位的管理和预约,减少停车难题。
基于物联网的智慧校园网络管理系统设计与实现智慧校园网络管理系统是基于物联网技术的一种高效、智能的网络管理方案,旨在优化校园网络管理的效率与安全性。
它利用物联网设备和技术,实现了对校园网络设备的实时监测、远程管理、自动化配置和智能故障诊断等功能。
本文将对基于物联网的智慧校园网络管理系统的设计与实现进行详细介绍。
一、系统设计要点1. 物联网感知与数据采集:智慧校园网络管理系统通过部署各类传感器和智能设备,实现对网络设备运行状态、流量、安全性等数据的实时感知与采集。
这些数据将作为网络管理的基础,为管理员提供决策依据。
2. 远程设备管理:系统可以实现对校园网络设备的远程管理,包括远程配置、访问控制、软硬件升级等操作。
管理员可以通过Web界面或手机应用程序远程管理网络设备,提高管理效率与便利性。
3. 自动化配置与优化:系统可以通过分析网络数据和管理员设定的策略,自动进行网络设备配置和优化,以提升网络性能和用户体验。
管理员只需设定一次,系统便可根据实际情况进行自适应调整,减轻管理员的负担。
4. 智能故障诊断与预警:系统可以实时监测校园网络设备的运行状态,并利用数据分析和机器学习算法进行智能故障诊断和预警。
当网络设备出现异常或故障时,系统将及时发出警报并提供解决方案,以减少故障对校园网络和用户的影响。
5. 数据安全与隐私保护:系统需要采取一系列安全机制,确保校园网络数据的安全和隐私。
例如,使用加密算法对数据进行加密、安全认证机制对用户身份进行验证、访问控制措施限制非授权访问等。
二、系统实现步骤1. 系统需求分析:首先,需要与校园管理部门、网络设备供应商等相关方进行沟通,确定系统的具体需求和功能。
根据需求分析结果,制定详细的系统设计方案。
2. 硬件设备选型:根据系统的需求,选择合适的物联网设备,包括传感器、智能网关等。
同时,需要采购一定数量的网络设备,以便进行系统的测试和实施。
3. 网络拓扑设计:根据校园网络的实际布局和规模,设计合理的网络拓扑结构,包括设备位置、设备连接方式等。
基于物联网的智慧校园建设方案设计智慧校园建设:让学校迈向物联网时代1. 引言随着科技的快速发展,物联网已经渗透到我们日常生活的方方面面。
教育领域也不例外,物联网的运用为学校带来了巨大的机遇和挑战。
本文将以基于物联网的智慧校园建设为主题,提出一套全面的方案设计,旨在帮助学校利用物联网技术,提高办学水平,提升学生学习体验。
2. 背景与挑战智慧校园是指利用物联网技术,将学校内外的各类设备、设施和平台连接起来,实现信息的共享、智能管理和创新服务。
然而,在建设智慧校园的过程中,学校面临一系列的挑战:2.1 基础设施不完善:很多学校的建设历史较长,很难满足互联互通的要求。
2.2 数据安全问题:随着物联网设备的增加,学校面临着大量数据的收集、存储和管理问题,数据泄露和隐私保护成为重要问题。
2.3 教育资源不平衡:智慧校园建设所需投入较大,一些贫困地区的学校可能无力承担。
3. 设计方案为了克服智慧校园建设过程中的挑战,我们提出以下几个方面的设计方案:3.1 基础设施升级:学校需要对网络设备、无线网络、传感器等进行升级,以确保整个校园设备的互联互通。
3.2 数据安全保护:学校需要制定严格的数据安全政策,确保学生和教师的隐私得到保护,数据泄露的风险最小化。
同时,引入先进的数据加密技术和风险管控机制,提高数据安全。
3.3 教育资源共享:学校可以与其它学校、企业和政府合作,共享教育资源,通过物联网技术共建一套完善的教育资源体系,让优质教育资源更平衡地分布到每一个学生手中。
3.4 创新教学模式:借助物联网技术,学校可以开展更加灵活、多样化的教学活动。
例如,利用智能传感器实现实时监控和反馈,提供个性化的学习方式;利用虚拟实境技术构建沉浸式学习环境,提供更具趣味性和实践性的学习体验。
3.5 管理和服务的智能化:引入智能校园管理系统,对学生、教师和设备进行全面管理。
例如,通过人脸识别技术,学生可以自助进出校园,节省了排队时间;通过智能设备监测校园设施的工作状态,提前预警并维修,提高设备的使用效率。
基于物联网的智慧校园信息管理系统研究随着物联网技术的迅速发展,智慧校园已经成为教育领域中的一个热门话题。
在智慧校园中引入物联网技术,可以更加智能化地处理各种信息,从而提高校园管理和教育质量。
本文就基于物联网的智慧校园信息管理系统进行研究,探究其技术和实现方法。
一、什么是物联网技术物联网技术是一种将互联网与物理世界实体(人、物、环境)相互连接的技术。
通过各种传感器和设备,实时采集、传送和处理各种信息。
物联网技术的核心在于连接和数据处理,它可以拓展人们的感知和交互范围,帮助人们更好地管理和利用物质资源。
二、智慧校园信息管理系统的实现智慧校园信息管理系统是一种基于物联网技术的智能化管理系统,其实现方法可以分为以下三个步骤:1.数据采集数据采集是智慧校园信息管理系统的重要步骤。
针对校园中的不同物体、设备、建筑和环境,安装相应的传感器和设备,实时采集各种信息,如温度、湿度、空气质量、人流量等。
同时,还可以采用人脸识别、手环设备等技术,实现对学生和教职工的监控和管理。
2.数据传输采集到的数据需要及时传输至云服务器,进行统一的存储和管理。
传输方式可以通过有线、无线、蓝牙等多种方式实现。
为了保证数据传输的安全性和稳定性,建议使用高速、稳定的通信网络,如LTE、WIFI等。
3.数据处理一旦数据传输到云服务器,就可以对其进行数据分析和处理,从中提取有价值的信息。
可以通过数据挖掘、机器学习等技术,实现数据自动分类、处理和标记,从而更加智能化地管理学生信息、课程管理等。
数据处理后,还可以将结果展示给校园管理人员,帮助其更好地决策和管理。
三、智慧校园信息管理系统的应用场景智慧校园信息管理系统可以应用于校园的各个方面,以下是几个典型的应用场景:1.学生学习管理智慧校园信息管理系统可以通过对学生学习情况的实时监控和记录,为教师、家长提供学生学习情况的反馈和评估。
同时,还可以根据学生的兴趣、优势、弱点等情况进行个性化教学和辅导。
一种基于物联网的智慧校园模型摘要:该文阐述了物联网的内涵与层次模型以及智慧校园概念,提出一种基于物联网的智慧校园模型,从而促进人与校园的融合、人与信息的融合、校园实体与信息系统的融合,实现校园车辆、人员、档案、图书、能源的集成优化控制,创建智慧、低碳、便捷、安全的崭新校园环境。
关键词:物联网;智慧校园;模型中图分类号:g424 文献标识码:a 文章编号:1009-3044(2013)15-3509-032005年11 月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会( wsis)上,国际电信联盟(itu)发布了《itu互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。
[1]报告指出:无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上的所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。
射频识别技术( rfid)、无线传感网络技术( wsn)、智能嵌入式技术、纳米技术将得到更为广泛的应用。
2009年, ibm 首席执行官samuel j. palmisano 提出了“智慧地球”的概念,把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种应用中,并且通过智能处理,达到智慧状态[2],奥巴马就任美国总统后对“智慧的地球”给予了积极的回应,并上升至美国的国家战略。
2009年8月温家宝总理在无锡视察时提出了“感知中国”战略。
物联网的快速发展以及相关技术的不断成熟,将会对传统校园的发展产生深远影响。
1 物联网的内涵与层次模型1.1 物联网的内涵物联网(the internet of things)是信息技术发展背景下催生的一个新概念,是继计算机、互联网之后的又一次信息产业浪潮。
物联网,字面上看就是“物物相连的互联网”。
这包含了两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间进行信息交换和通信。
[3]物联网的定义是通过射频识别(rfid)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
[4]物联网不是只涉及某一门学科,而是多学科交叉,涵盖了传感器、rfid 电子标签、无线通信、自动控制等多个领域;物联网是通过各种接入网与互联网将各种传感器设备和系统结合起来形成的一个巨大的智能网络,不仅可以实现人与物体的对话,而且可以实现物体与物体间的对话。
物联网具有其基本属性,实现了任何物体、任何人在任何时间、任何地点,使用任何路径/ 网络以及任何设备的连接。
[5]1.2 物联网层次模型一个典型的物联网层次模型一般包含“感知层-接入层-应用层”。
[6]感知层其主要功能是通过散布在各个角落的传感器、电子标签、rfid等感知结点采集信息,构建感知网络,对感知信息计算与控制,通过接入设备对信息进行资源共享和交互。
接入层其主要功能是将感知网与移动通信网、无线接入网等现有网络连接,并负责将远端的控制任务下达给感知结点和将感知数据发送给远程应用。
应用层是用户与物联网的接口,应用层对应特定的服务,面向实际应用,其主要任务是物联网中间件设计、对象名称解析服务、物理标记语言服务以及各种物联网应用软件平台的开发。
2 智慧校园2.1 智慧校园概念智慧校园与“智慧地球”、“感知中国”一样与物联网技术密不可分,是“智慧地球”、“感知中国”在校园的具体体现。
智慧校园作为一个新概念,不同提出者对此有不同的诠释。
在物联网技术发展的推动下,智慧校园作为数字校园升级到一定阶段的表现,是指一个信息技术被高度地融合,信息化的应用被深度地整合,构建成信息终端广泛感知的网络化、信息化和智能化的校园。
[7]因此,智慧校园可以称为第三代校园信息化系统。
2.2智慧校园特征智慧校园具有三个核心特征:一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入到学校的各个应用服务领域,实现资源的互联和人员的互动协作;三是通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部世界提供一个相互交流、相互感知的接口。
[8]3 一种基于物联网的智慧校园模型与应用研究在物联网技术的支持下,智慧校园变得更加易于实现。
基于物联网的智慧校园可以创建无处不在的学习网络、融合创新的科研网络、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活,可以提供一个安全、智能、环保、节能的校园环境,提高教学、科研、管理效率,这也是智慧校园的核心价值体现。
本智慧校园(以下简称智慧校园)以“rfid+zigbee”为主干感知网络,融合传感网、校园网、互联网和电信网,从而促进人与校园的融合、人与信息的融合、校园实体与信息系统的融合,实现校园车辆、人员、档案、图书、能源的集成优化控制,创建智慧、低碳、便捷、安全的崭新校园环境。
3.1 智慧校园总体模型与功能智慧校园纳入通用的物联网三层架构,即“感知层-接入/网络层-应用层”。
在该三层体系中,首先通过散布在校园各个角落的感知节点构成的传感网,识别物体,采集信息并且传递信息;然后传感网与校园网、互联网、移动通信网实现相互融合,通过云计算中心整合数据资源,统一信息管理,提供融合服务平台,实现数据融合、共享以及计算和存储资源的最优化;最后通过物联网应用中间件实现各类智慧校园应用,重点实现车辆管理、人员管理、能耗监测、安全监测、智慧图书馆、资产和文档的自动识别和管理、以及基于rfid的校园一卡通等智慧服务功能。
智慧校园将教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行整合,可提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度。
3.2 智慧校园特色与其他学者和移动运营商提出的智慧校园相比具有以下特色:①将物联网架构和校园信息化技术相融合,解决各种网络数据传输、通信、处理问题,实现基于智能感知环境的综合信息服务平台;②将物联网架构、云计算和应用软件模块化技术应用于校园信息化平台过程中,从而建立拥有完全自主知识产权的物联网智慧校园系统,建立一种感知节点拓扑策略,提供智慧校园底层感知网络的建设参考,提高感知节点工作效率;③打造智慧校园云平台,实现信息数据的云存储、云管理和云计算,构建智慧应用的资源池,最小化存储和计算成本,最大化应用绩效。
3.3 智慧校园总体架构与技术原理智慧校园的主要架构和技术原理如图1所示,其总体技术方案架构采用物联网三层体系,即“感知层-接入/网络层-应用层”。
在该三层体系中,其中感知层为传感网、校园网、互联网、移动通信网的相互融合;接入/网络层通过云计算中心实现数据的共享以及计算和存储资源的最优化;应用层通过物联网应用中间件实现各类智慧功能,下面分别予以阐述。
感知层:物联感知系统是整个智慧校园中最基础、最核心的部分,通过散布在校园各个角落的感知节点构成所谓的传感网。
感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括传感器、二维码、 rfid标签和读写器、摄像头、gps等感知终端。
感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网识别物体,采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息并且将信息向上层传递。
由于感知节点数量众多,在地域上分散,因此感知环境的建立是一项重要的基础设施建设工作。
接入/网络层:该层属于中间层,负责传递和处理感知层获取的信息,或者将远端的控制指令下达给感知节点。
网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,对于含电子标签的物联网,接入层还需要rfid读写器来读写rfid电子标签的信息,因此需开发相应接口连接底层感知网络实现数据的互联互通。
该层的云计算平台是支撑智慧校园的第二大平台。
云计算服务平台使量化、科学的决策成为可能。
建设的云计算平台基础设施包括机房环境、计算平台、存储平台、容灾系统等。
应用层:打造多种智慧校园服务,这是面向应用的解决方案的核心,展示接入/网络层的信息,控制感知层的活动。
能够实现“车辆识别、人员识别、车辆自动导航、停车场管理和自动缴费、车辆防盗、人员考勤、能耗监测、校园路灯智慧控制、用电安全监测、智慧图书馆、资产和文档的自动识别和管理、以及基于rfid的校园一卡通”等功能模块,实现智慧应用。
4 结束语物联网革命是信息革命的第三次浪潮,物联网是撬起“智慧地球”杠杆,基于物联网的智慧校园系统是校园信息化的必然之路。
该文剖析了物联网的内涵与层次模型,阐述了智慧校园的概念,提出了一种基于物联网技术的智慧校园模型,并分析了实现智慧校园的关键技术,这是实现智慧校园的必然趋势。
参考文献:[1] itu strategy and policy unit (spu).itu internet reports 2005: the internet of things [r].geneva: international telecommunication union (itu),2005.[2] 智慧的地球[eb/ol]http:///smart-planet/us/en/[3] 利尔达科技.物联网/无线传感网原理与实践[m].北京:北京航空航天大学出版社,2011.[4] the internet of things [eb/ol].错误!超链接引用无效。
[5] 刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[j].计算机科学,2010,37(6):1-10.[6] 李云飞,陈良,王树青.物联网的内涵与应用及其对过程自动化的启示[j].石油化工自化,2011,47(2):1-4.[7] 物联网应用点亮智慧校园[db/ol].[2012-02-26].http:///report/53312.[8] 智慧化校园[db/ol].[2012-03-06].http:///view/5478486.htm.。