物联网技术在智能校园中的应用

摘要：随着物联网技术的发展，智能校园的建设也越来越成为建设新型智慧校园的重要任务。文章对物联网技术在智能校园中的应用进行了分析和归纳，同时指出了物联网在主校校园应用中所存在的不足。
关键词：物联网；智能校园；校园安防；教学辅助

0 引言
    随着现代社会经济的高速发展和科学技术的飞跃式迅猛发展，人们对于科技改变生活有了更高的要求。物联网这个概念一被提出，就在极短的时间内上升为现代社会的最热门话题之一，从科研部门到政府部门，从家庭到学校，再到产业界，物联网的概念已经深入到了现代社会的各个领域。物联网技术在智能校园的建设中也越来越发挥着十分重要的作用。

1 物联网的定义
    物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机(Networked Coke Machine)。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出了“物联网”的概念，同时提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。2005年，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。
    目前，国际通用的物联网定义是：通过各种信息传感设备，如传感器、无线射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种信息传感装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
    2009年8月，温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究院时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。目前，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。

2 物联网的主要特征
2．1 应用的广泛性
    与传统的互联网不同的是，物联网的应用对象不仅仅限于计算机，在纷繁复杂的客观物理世界里，任何一个需要管理的物体，在经过人为处理后，都能成为一个智能终端，构成物联网的组成部分。
2．2 数据的不可知性
    物联网需要感知的目标本身就是一个复杂多变的不确定场景，在这个场景里的人、事、物等等都具有不确定性，因而使得所收集到的数据具有不可知性。
2．3 处理的智能性
    利用RFID、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术，随时随地对物体进行信息采集和获取。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，实现智能化的决策和控制，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

3 物联网在智能校园中的应用
3．1 智能校园管理
    通过物联网可以使教学环境智能化。物联网技术还可在校园内用于校内交通管理、车辆管理、校园安全、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。例如，在教室里安装光线传感器和控制器，即可根据光线强度和学生的位置来调整教室内的光照度。控制器可以和投影仪和窗帘导轨等设备整合，并根据投影工作状态决定是否关上窗帘，降低灯光亮度。又如对校内有安全隐患的地区安装摄像头和红外传感器，便可以实现安全监控和自动报警等功能。
3．2 智能安防保障
    在学生宿舍楼门禁系统里对学生信息进行统一注册，可根据学校作息制度和相关规定，对宿舍的开关门时间进行设定；同时，也可以设定不同人群的进入权限和时间，进入人员只要通过学校特制的卡片或者甚至带有NFC功能的手机，就可以实现门禁操作。举例来说，假设A楼宿舍为女生宿合，设定所有注册信息为A楼的学生，可以在任何时间打开门禁；而对于本校的，但不是A楼宿舍的学生，则可以按开放时间或者性别区分对待，比如只有某固定时间段可以进，或者只允许女生在正常朝九晚五时间段进入，男生则禁止等。这样一来，既可保证宿舍财物及学生的人身安全，保障学生的正常作息制度，同时，也可对学生的管理实现智能化。
    同样，为防止校园暴力事件，尤其是社会人员的渗入，可以借助物联网门禁功能，对含有注册信息在内的教职工和学生进行合法鉴定，同时，也可以借助二代身份证，在门禁系统设置不同的准入规则，如黑名单和白名单系统，确保校园人群的可靠性，增加学校的安全系数。
3．3 系统后勤管理
    在设备清点方面，可以让管理部门在教学仪器设备购入时就为每台仪器设备分配一个RFID电子标签，该标签具有唯一识别码，内部存储有仪器设备的基本信息，这些信息可以由阅读器利用射频信号进行无线读取。管理人员在进行设备清点时，只要拿着读写器，在实验室内巡视，阅读器就可以批量读取设备信息，而无须对仪器设备进行搬移来扫描条形码，大大提高了清点效率。
    在设备的管理方面，我们可以通过设备动态管理系统对RFID标签中存储的信息不受次数限制地进行修改。从设备购入开始，即将设备的在用、维修、报废等状态及时地在标签中予以更新，使仪器设备实际状态与管理系统中的状态始终保持一致，进而实现仪器设备的全过程动态管理，为学校的投资决策、设备更新等提供依据，提高仪器设备的管理效率。
    另外，对贵重的设备仪器，我们可以在其内部装置GPS定位系统，借助GPS定位信息，服务器端可以实时地看到其所在的位置，亦可对特定的设备设置产生多少位移量时自动报警，这对于贵重设备的安全来说，无疑是一把坚实的防护锁。
3．4 利于教学辅助管理
    物联网在教学辅助管理中的最大特点在于，可以通过仪器设备标签与大型仪器设备共享平台连接，从而实现仪器设备与共享平台的相连，潜在的用户可以通过该平台获取设备的基本信息、当前状态等，进而使用该设备完成自己的研究工作。比如将教学楼的所有可用教室进行登记，实时显示空余教室分布情况，方便各个班级进行课外集体活动的安排。

4 物联网在主校校园的应用中存在的不足
    虽然物联网在高校校园有很好的应用前景，但就目前而言，仍然存在着许多不足。例如，对物体的感知还仅仅限于从信息标签来识别，并不能防止信息标签的人为移动；对公共设施的管理，也并不能够监视其完整性，即如果公共设备损坏或者出现大的损耗，也不能及时通过物联网传递现状信息。另外，对“人’的管理，大多只能用于对所持有的智能终端信息的识别，而不能真正对基于人的生理特征进行鉴别，这往往会给智能化的管理带来不确定的影响因素。

5 结语
    物联网毕竟是一个新生事物，它在校园乃至社会的普及和推广需要一个过程，随着人们观念的改变、新的信息材料的发明和科学技术的发展，我们有理由相信，物联网在智能校园中的应用，不久的将来就一定会焕然一新。