基于物联网的智慧校园建设与应用
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中图分类号：Ｆ ２ ５ ３ ． ９
文献标识码： Ａ
文章编号：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ８ － ０ ０ ３ ７ — ０ ２
供 智力支持 。 先进的计 算方法和更为智能化 的算法 ， 将大量的 物联 网 （ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｈ ｉ ｎ ｇ ｓ ） ，是未来互联网的一部分 ， 是基于标准 和交互通信协议 具有 自配置能力 的动态 全球 网络 数据转化为智能 ，以此为依托而产生的更透彻感知的物联 网， 设施 ，在物联网 内物 理和 虚拟 的 “ 物件 ”（ Ｔ ｈ ｉ ｎ ｇ ｓ ）具有身份、 将 创造 出更有价值和洞察力的智能化数据分 析。 （ 三） 在智慧校园建成 之后 ， 高校信息管理系统将 以全新 物理属性、 拟人化 、 使用智能接 口并且无缝综合到信息 网络 中。 的 方 式 与 物 理 世 界 互动 和沟 通 ， 更 为 全 面 的互 联 互 通 得 以 实 物 联 网 的 体 系 通常来说 ， 物 联网的应用在 高校需要在四个层面进行有 效 现。比如多媒体教室、实验仪器之间的信息获取、共享 以及分 的整合 ， 所谓物联 网智能管理系统，即物联网对于高校在这四 析处理能够 实现 ，通信和协调成为可能 。 个层面上进行有效的整合 ， 使物 联网在实 际上真正发挥智力支 （ 四） 智 慧校 园建成之后， 可 以进一步实现网络 资源 的整 合， 将校园内原有 的各类独立系统进行合并 ，由校园服务器提 持 的作 用 。 （ 一） 感知和控制层 ： 通过 传感器和仪表等设备来获得相 供统一服务， 对学校 的各类资源实现 统一 的布局和管理， 这样 关信息，将环境、运行状态等信息适 当的加工之后 ，由传输网 既杜绝了资源的浪费、节约了成本 ，又可 以实现弹性管理，以 关对数 据进 行传递 ；为达到控制资产 、设备和运营的效 果，本 适应社会不断发展的需要 。 地的传 递起 接收网关在接受控制指令之后 ， 把信息传递给控制 （ 五 ）智慧校园能够深化整个校园的信 息平 台管理能力 ， 利用校园无线 网络 ， 终端用户 器。在感知与控制层上 ，网关的接收与传递、信号 的接受与处 用户之间的信息共享 更为便利 。 理、控制及 感知器件 的控制是最为关键 的技术。 可 以将便携设备带到校园的每个地方 ， 工作更 为 自由， 无需受 （ 二 ） 网络层 ： 网络 层利 用 公 网 或是 专 网 ，将 信 息 、数 据 地 点限制 ， 数据共享 更为便利 ， 对校 园信 息和数据实现 即时管 各部 门数据 的更新和共享， 可 统一在信息平 台上进 或者指令 ，以无线或是有线的方式在感知和控制层 以及应用层 理和处理 。 之间传输数据 。为避免数据的丢失和延迟 ，在数据传输的安全 行 处 理 。 性和有效ｆ 生 上需要进行严格 的管理。 数据传输服务质量的好坏， 三 、基于物联网的智慧校 园建设与应用 极大程度取决于现有 的期间用于传输工具的无线传感 网络。 （ 一 ）总 体 规 划 （ 三） 平台服务层： 感 知层和 网络层将数据一层层传递下 结合前面 的分析， 从物联 网的三个层 面设计智 慧校 园总体 来之后 ， 必须对数据进行可靠 的分析及处理 。 根据 设备和应用 规划方案如下 图。 需要 的不 同， 数据处理的逻辑 也不尽相 同。 数据处理包 括有对 器 妒 蒜擞 搏 数据进行过滤 、 对丢失的数据进行 定位 、 将冗余的数据进行删 除以及数据融合 ， 数据 分析 模块将对 高质量及融合后的数据 做 攘 ！ 进 一步的数据挖掘 。之后分析模块则根据 当前数据和历史 数 据， 把 当前 的物理环境和数据进行 关联 ， 评估 当前系统运行 的 风 险等级 。 分析模块根据 预警规则 ， 通过业务流程和整合模块 ， 鬻 § 耘 奄 黪 漉 糕 簿 ｛ ｌ 戮 鲻 ｛ 辑 薅舞 瓣 搿 ｛ 携箍 秘 麓 搿 ｌ 将 具有风 险等级 的分析模块及时地传递 给控制与通知系统 。 为 了实现在 即时感 知基础上的业务控制 ，可利用仿真和优化 方 ？ 黧 黧煮薹麓 … 一 … 案，将系统进一步优化 ，做到最好的决策支 持。 （ 四 ）应用服务层：根据高校业务 的特殊性 ，可 以再平台 甄 ■ 服务层上建立适应高校需要的物联网应用 。例如：高校固定资 ｌ囊器 壤 静 ｉ渤褒 爨 赞臻 ｌ谚毋 霉瓣 产的状态监控与分析 、高校未来发展的可行性分析等等。物联 网的交互界面应遵循 “ 以人为本 ”的原则 ，因为它虽是物—物 一 ０ ． 一 ． 。 … ０ ｉ 相连 的网络 ，但终究是人来操作 。为不断地提升高校的运行效 率、深化业务创新模式、降低业务运行成本 ，上述应用会以业 鞘 惑 务流程 的方式 ，对感知层、网络层和平 台层的服务进行整合 ， （ 二 ）感知层建设 从而实现感知、 分析和 响应及时感知的一体化物联 阿运行模式。 １ ． Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 子 网 二、物联网与智慧校 园 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ射 频识别是一种 自动识别技术，其特 点是非接触式 （ 一） 智慧校 园建成之后 ， 各管理部 门的感知 性进一步增 的全 自动化识别 ， 能够在各种环境条件中使用 ， 通过发射无线 强 ，比以往更 多高质量数据不断汇聚 。比如 ，更多性能更优 的 电信号读取并获得数据。它有标签和阅读器两个 主要 的部件 。 传感器 ，比如激光和红外线接收器 、图像传感器以及超 声波传 根据读写信息 的距离大小，可 以将 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ分为低频 、中频 、高 感器等能够接受更多更大 的数据 。 未来高校将 向精 细化方 向发 频以及超高频 四大类 。基于各 高校 内已经广泛使用 了校 园卡 ， 展， 内嵌 Ｉ ｃ芯 片以及无线射频具备智 能化物件将会不断增多 ， 因此对于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ校园子网的建设 ，可 以在校园卡的基础上 ，基 为精细化、科学化发展提供设备支持 。 于移动技术将手机 Ｓ Ｉ Ｍ卡 以及 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ ２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ进行 融合的方 （ 二） 在物联网基础上的智 慧校 园， 不断提高的存储和计 式。 对 于硬件基础较好的高校， 工作人员和学生可 以直接利用 算能力 ， 先进 的数据分析能力， 将为决策者采取明智的行动提 手机实现 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ识别。Ｒ Ｆ — Ｓ Ｉ Ｍ 卡是种手机智能卡，它可 以实现
消费 电子
２ ０ １ ３年 ４月 下
Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ
计 算机科学
基于物联网的智慧校园建设与应用
章学渊 （ 安徽 理工大学，安徽淮 南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）
摘 要： 基 于物联 网的智慧校 园在 高等院校 中有很 多应用，如数字资源整合与共享、身份识别 、图书管理 、校 园一卡通、校 内各 类信 息系统集成等 ，从 而实现 ：物联 网 ；智慧校 园；研 究
