智慧校园建设应用

2022-08-14

第一篇:智慧校园建设应用

智慧校园建设与应用新发展

1.从数字校园到智慧校园

今天的主题是"智慧校园建设",不得不从"智慧教育"的概念说起。我把智慧教育的原创观点归功于钱学森,因为他1997年提出了培养"大成智慧"的教育理念。

钱学森是我国国防科技元勋,他发现一些国防大项目的领军人物不仅科技知识深厚,而且大多懂哲学、人文等,便很有感触,提出如何培养具有"大成智慧"人才的战略构想。曾有专家向钱学森请教大成智慧的英文译名,钱老提出两种译法,其中之一是"Wisdom in Cyberspace"(网络信息空间中的智慧),这个说法跟我们现在说的以信息化促进智慧教育十分吻合,所以我们可以把钱学森的大成智慧说作为智慧教育研究的出发点。

2008年,IBM公司提出"智慧星球"的概念,引发了智慧城市、智慧交通、智慧医疗等方面研究与应用,自然想到还应该有"智慧教育",其英文名称是smart education。这个英汉对译存在一些争议,因为smart是机智灵活的意思,而wisdom才对应"智慧"。什么是智慧?我很喜欢华东师范大学已故哲学家冯契教授的界定,他在晚年用文言文写了一本《智慧说》,其中说道:智,法用也;慧明道也;智慧,道法也。

另外,知识管理专家认为从数据、信息、知识到智慧的提升与情境关联性密不可分,并且智慧是面向未来的创新能力。

智慧教育的核心技术是智慧计算(smart computing), 被认为是计算技术史上的第四次浪潮(前三次为主机计算、个人计算、网络计算),可以概括为五大特征:境觉、分析、抉择、行动、溯因。其中境觉包括环境感知、情境感知、社会感知,对于智慧系统来说是最基本的、必需的功能。 教育界人所熟知的多元智能,其英文名称是Multiple Intelligences,但近年出现了用Smart代替Intelligence的趋向,比如语言智能叫做word smart,数理逻辑智能叫做number smart, 身体运动智能叫做body smart。 我倡导的智慧教育把wisdom、intelligent、smart整合在一起,代表道、法、术三者在教育教学中融合。

有个美国网站上提出这样一个问题:如果我们现在需要智慧学习, 难道我们有过愚笨学习吗?此话给我很大的启发,我就采用逆向思维方法,给愚笨教育"画像",仔细一想, 还真的发现很多愚笨教育现象,例如:凡是造成学生高负担、低成效的教育是愚笨的教育;凡是以书本为上、忽视实践能力发展的教育是愚笨的教育;凡是抹杀个人特性、拒绝因材施教的教育是愚笨教育。如此等等,不胜枚举。我们教育的本意是让人脱离愚昧,但为什么愚昧性却与许多教育过程形影相随,挥之不去,这是值得我们反思的问题。

我是2012年开始关注智慧教育的研究,提出智慧教育的初步定义(为了抛砖引玉吧):智慧教育是利用先进的信息技术来构建智能化的环境,使得师生能够开展高效能的教与学方法,能为学习者提供最合适的个性化学习服务,使他们从不能变为可能,从小能变为大能,从而培养具有良好的价值取向、较高的思维品质、较强的思维能力的人才。这也是我们发展智慧校园的一个目标。我们从数字化教育转向智慧教育,就是为了实现这个目的。

我做了一个关于智慧教育的图示,把智慧教育的英译改成Smarter Education,用了以一个比较级Smarter,是为了避免要么智慧、要么愚笨的二元对立,追求越来越灵巧、越来越有智慧的教育,没有最好,只有更好,鞭策我们自己不断进取。为了实现这个理念,我们必须运用先进信息技术来构建智能化教育环境,包括智慧终端、智慧校园、智慧教室、智慧实验室、智慧教育云等,再加上智慧的教学法,这样才能培养智慧型的人才。

我们现在积极推行智慧教育,有可能找到求解"钱学森之问"的钥匙。2005年,时任国家总理的温家宝去看望病中的钱学森,钱老还十分关心教育,他问道:"为什么我们的学校总是培养不出创新人才?"这句话被媒体命名为"钱学森之问"。所以,我们现在践行智慧教育,用信息化促进教育创新发展,实在是责任重大,使命光荣。

2.智慧校园的技术发展

如何从数字校园变成智慧校园的?这两者之间有什么差别?目前,我们提炼出智慧校园环境的十大特征:

1、位置感知:感知学习者的物理位置;

2、情境感知:探测学习者在不同场景以及他与谁在什么时间、地点做什么;

3、社会感知:感知个人与他人之间的社会关系;

4、互操作性:不同学习资源、服务和平台之间的互联互通;

5、无缝连接:在任何设备以任何连接时,提供持续的服务会话;

6、适应性:根据个人学习偏好和需求推送最合适的学习资源;

7、泛在性:随时随处通过与环境互动获得感兴趣的学习资源;

8、全程记录:记录学习历史数据,便于数据挖掘和深入分析,作出科学合理的评价、建议以及推送相应的服务;

9、自然交互:利用多种感官及肢体语言开展人机互动,如语音、姿势、表情识别;

10、深度参与:沉浸于技术丰富环境中开展多向互动,获得平常难以企及的体验。 当然,一个具体的信息化教育环境不可能全部符合这十条,能达到

三、五个已经不错了。所以我们对智慧校园应该有新的认识,不能把它等同于数字校园,也不能硬把普通数字校园贴上智慧校园的标签。

从技术上看,智慧校园系统可以看作为一个三层架构: 第一层是云计算(Cloud computing),其实质是把网络中服务器的功能虚拟化;第二层是雾计算(Fog computing),即把终端虚拟化,我们现在终端品种很多,如果为每个终端设计独立的信息格式,是没法交换的;第三层叫群计算(Swarm computing),与物联传感技术相关,在物理环境中安装很多联网的传感器,它们体积很小,数量众多,像昆虫群落一样。既然网络中的服务器功能通过云计算技术虚拟化了,终端功能通过雾计算技术虚拟化了,那么网络中的交换机、路由器功能可以虚拟化吗?能,这个技术就叫SDN(软件定义网络)技术。华为公司已经实现了这项技术,并且产生了基于SDN的敏捷校园网解决方案iCampus,还提出的智慧校园的几个维度:科学的决策系统、实时地控制、泛在宽带的互联、便捷的服务、面向服务的计算、透彻地感知。

现在大家都在讲大数据的问题,我看到涂子沛写了一本《大数据》,封面上有句话:除了上帝,任何人都要用数据来说话。美国教育部组织专家出了一本如何做教育数据分析的专题报告。我认为教育大数据的价值归结为三点:精准决策、个性服务、优化结果。但数据类型很多,我们怎么进行有效管理又是一个问题,因此我们开始研究智慧校园系统中的数字治理问题。

智慧校园包括很多功能板块,例如智慧课堂、智慧实验室、智慧教管、智慧家校通、智慧节能、智慧校安等。其中最重要的是改善师生关系, 做到以学生为主体, 为学生提供个性化服务。我们现在需要研究怎么构建无缝学习平台,把课内课外、校内校外顺畅地沟通起来。但有一个问题,如果学生没有平板电脑,学生和老师如何开展课堂互动?我看到一个简易的方案:教师可以用笔记本上的摄像功能扫描学生的批量答题卡,用智能手机识别学生手持的二维码应答卡,用低成本技术来实现课堂互动。

3.智慧校园的应用发展

目前,数字化校园有三大热点:视频微课、翻转课堂、MOOCs。

一是视频微课。或许大家知道萨尔曼•可汗的故事,为了给表妹辅导数学,他把知识点讲解录制成视频,放到视频分享网站上,已经积累了六千多条, 覆盖中小学课程全部知识点,成为名副其实的"可汗学院"。现在国内有很多学校在做视频微课,发现对教师改进教学水平很有帮助,老师看到自己录的视频,可以找出自己讲课的不足。当然,好的视频微课可以使很多学生受益,允许他们自定步调地学习。

二是翻转课堂。也有一个故事,2007年,美国科罗拉多州有一所名叫"林地高中"( WoodlandPark High School)的二位化学老师,开头利用视频录课给迟到学生补课,后来发展到课堂教学改革,课前让学生看教学录像,做针对性练习,课中快速做测评,重点解决难点重点疑点,效果很好,创造了"翻转课堂"的教学模式。 这给我们一个启示,进行教育信息化创新要实现三个突破:一要突破时空限制,我们不能只盯着课堂,课内课外、校内校外要统筹考虑。二要突破思维限制,不能固守传统的教学流程。说到突破思维限制,数学中有个一笔画难题,让你用一笔画四段折线贯穿一个九点方阵,只有突破方框限制,画二段延长线才能做到。三是改变教师角色,要从单纯讲师变为导学者、助学者、评学者、促学者。

在国内也有很好的翻转课堂案例,如山东省潍坊市昌乐一中146个班级全部实现了课堂翻转。传统教学和翻转课堂最重要的差别在:传统教学流程是讲解、练习、评阅作业,翻转教学流程是自学、评测、研习。无论是师生关系还是学生的地位、学习方法都有明显的变化。

三是MOOCs(大众在线公播课,国内将其简称为"慕课")。斯坦福大学一位大牌教授开了一门《人工智能导论》课,结果吸引了来自195个国家和地区的16万人选学。从目前流行的 xMOOC(基于行为主义的MOOC)来看,教学法并无创新,主要创新体现在管理机制上,打破名校门槛,做到优质资源共享,谁都可以免费听课,能坚持到最后想拿学分和证书的时才缴费。此类创新只有在信息化环境下才能实现,因为数字化的资源和服务可以无限拷贝,但无需增加太大的边际成本,这就是信息化的优势。

当然MOOCs的课程形态也在发生变化,甚至有专家声称现在已转入"后MOOC"时期,形成了在线学习新生态。MOOCs是发源于高等教育的,能否用于基础教育呢?举个例子,浙江省创办了一个高中选课网,要求省内高中学校把好的校本课程改造成网络课程,上传到高中选课网上,让全省高中生上网自由选课拿学分。华东师大也搞了一个慕课联盟C20,邀请了20所高中名校加20所初中名校来开发优质慕课。

以上三个热点所用到教学技术手段依次是视频微课、在线练习、在线测评、在线社区,并没有多少"智慧技术"含量。我注意到美国推出一个比较有智慧技术含量的个性化学习平台Knewton,据说可以生成27亿条个性化学习路径呢。

目前,实现智慧教育比较好的办法就是采用电子书包。电子书包,我们把它当作教育技术革命的千年机遇(从活字印刷至今已有九百多年)。我们团队是2010年开始牵头做国家电子书包、电子课本的技术标准,并且在国际标准组织中代表我国率先提出电子课本技术标准议案,并获得立项。

再说说"人人通"。从"校校通"到"班班通"再到"人人通",人人通的建设很有意义,也很有难度。我们一直在研究人人通中的个人学习空间的功能:记录个人学习过程;汇集个人学习资源,开展个人知识建构,提供个人才艺展示等,需要很多工具支持。教育部教育信息化技术标准委员会(CELTSC)已经设立了网络学习空间标准工作组。

关于区域推进电子书包应用,从2012年开始,我们团队作为上海市闵行区电子书包应用项目咨询方,帮助设计推进方案,已经有65所学校、百余班级参加试验。我们通过到试点校观察,寻找电子书包教学应用切入点,目前找到七个:

1、将课前预习情况带进课堂,将课堂延伸至课外

2、丰富课堂呈现的教学资源

3、提供电子课本加强学生与文本的"对话"

4、通过课堂测试及时了解学生对知识点的掌握情况

5、加强学习过程的协作对话

6、创设信息对称空间,支持师生基于生成性信息的"对话"

7、推送个性化资源/任务,拓展课外学习

当然,我们不能满足于让学生用电子书包学习书本知识和做练习测试,而是要开拓更多的发展空间,例如支持项目学习、创客教育、泛在学习等。

接下来我讲讲智慧校园应用对教师信息化教学能力的挑战。2013年10月25日教育部发布了《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程的意见》,把工程办公室设在华东师大,我们邀请了一大批很多国内专家,经过很多调研, 制定了教师能力标准、培训课程标准、能力评估指南、项目管理规范等。

对教师的信息技术应用要求因环境而已。环境差异的分界线体现在学生能否上网。在学生不能上网的多媒体教室环境中,要求教师能够利用技术优化课堂教学,主要利用信息技术进行讲解、启发、示范、指导、练习与反馈等教学活动。 请看这个案例:有位小学语文老师发现学生写作文三言两语就完了,怎么用巧妙方法启发学生呢?她找了二段视频资源让学生观察:一是姚明在NBA打篮球时灌篮的视频,只有24秒;二是日本动漫《灌篮高手》中流川枫的灌篮过程,足有2分钟,以此启发学生理解"真实的生活时间"和"电影/文学作品里的时间"(作文时间)的区别,让学生懂得如何处理"作文时间",使文章生动有趣。这就是智慧教学法啊,虽然用到的技术很简单,但教学效果却很好。所以我提炼出关于教育科技文化的四句"箴言":科学研究发现真理,技术应用实现价值,创意设计提升价值,文化影响价值取向。如果大家都认可的话,那么就越来越像教育信息化"公理"了。

在学生能够上网的环境中,我们就希望老师能够利用信息技术支持学生开展交流合作、探究建构、自主学习与个性化发展等学习活动。 我们也找到一批较好的案例,例如上海闵行区蔷薇小学音乐老师让学生利用电子书包配套的声音传感器收集自然环境中的多种声音(青蛙叫声、鸟鸣声等),通过合作创作一首美妙的音乐,送给他们的父母。

第二篇:浅谈“智慧校园”的应用现状与思考

湖北大学教育学院 王旭

摘要:学校是促进社会发展和个体发展的主要载体。在社会信息化的大背景下,由当下的数字校园转变为“智慧型”校园也正迫不及待。本文提出了智慧校园的概念和特征,简要介绍并分析了智慧校园的发展现状,并提出几点思考。 关键词:智慧校园 应用现状 思考

一、智慧校园的概念及特征

(一)概述

智慧校园(Smart Campus):以数字校园的建设思路为基础,利用云计算、物联网及虚拟化等新的信息技术来改变学校的管理者、教师、学生及家长和校园资源相互交互的方式,将学校的各类教学活动、科研项目、系统管理与校园资源和应用系统进行整合,以提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度,从而实现智慧化服务和管理的校园模式。这一概念是在2010年信息化“十二五”规划中提出开始明确地被提出的;在2012年,《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中明确要求全国各院校加快教育信息化建设,通过建设智慧校园,实现学校之间优质资源共享,提高教育教学质量,实现教育信息化;《教育管理信息数据标准(20120315)》也为全国“智慧校园”的建设提供了标准和应用规范。

(二)核心特征

1. 无处不在的互联网络(泛在网络)。通过有线接入或者无线局域网,师德互联网络覆盖校园每一个角落。智慧校园支持所有需要互联的软件系统和硬件设备的连接,信息感知后可迅速、实时的传递,这是所有用户按照全新的方式协作学习,协同工作的基础。

2. 环境全面感知。从人员到物品,从校园各类资源(水、电、气等)一天的运行消耗到个人一天的轨迹,智慧校园通过无处不在的传感器、摄像头及各种系统平台,能够随时随地客观的感知、捕获和传递有关人、设备、资源的信息。

3.智能化的数据处理。依托于数字校园海量数据的收集和存储基础,智慧校园将建立科学性的预测方法,建构出各类实用的数据挖掘模型,同时综合各方面及时新鲜的数据、信息、规则等内容,通过智能推理,做出快速反应,改迟缓地被动分析为迅速地主动应对,更加突出智能化特点。

二、“智慧校园”的应用现状

(一)应用实例——武汉建设智慧城市的校园实践

“孩子校园出入时间,能精确到秒即时了解;孩子在学校的消费,哪怕是买瓶水,家长也能随时知道······”武汉建设智慧城市有了校园实践。

2010年,通过3G无线传输、互联网三方关联等技术应用于电子学生证。经过3年多的推广和运用,以电子学生证为载体的信息化管理平台已经广泛应用于武汉市各重点高中。

学生佩戴新型电子学生证,这张学生证不仅可以实现传统的校园卡的功能,学生可以在学校刷卡消费;而且当学生每天进入校园或者离开校园时,通过GPS定位技术,系统会自动将这个时间发送到家长手机。通过手机或电脑平台,家长还可以查看学生的学习成绩变化和老师评语,实现家长和老师的沟通。

通信运营商也对智慧校园建设表现了极大热情。如某通信运营公司这样表述智慧校园:以高性能的校园网络为基础,实现学校办公、财务管理、教学管理、教学资源、后勤服务、产业发展等方面数宇资源的全面整合,增强信息技术的应用能力,进一步提高信息技术服务于学校教育教学工作的能力,最终使其达到增值服务的目的。他们规划的智慧校园包括校园信息化、校讯通、家校圈、翼机通、三网融合、无线覆盖等业务。

(二)实例思考

1.建设经费和隐私安全保护问题

首先是建设经费,要想建设一个完善的智慧校园是需要庞大的资金、技术平台的支持,同时也需要完善的无线、有线校园网络的支持;其次是隐私安全问题,物联网技术在很大的程序上将我们用户联入了网络,对用户在大量信息进行了收集,信息的过渡集中容易导致师生隐私的泄露。

2. 加强对智慧校园建设规范、标准的研究和制订。

智慧校园建设的基础是前期数字校园的建设与发展,但相对于数字校园,智慧校园无论是在技术层面还是在整合度方面都有相当大的提升。因此,研究和制订智慧校园建设规范和标准对于院校信息化发展具有重要的指导意义。在明确智慧校园的概念与建设策略的同时,我们也应该积极跟踪最新信息技术发展,组织专家去研究和制订有着高科学性、强针对性、易操作性、可拓展性的智慧校园建设标准和规范。

(三)智慧校园的安全性与可靠性

智慧校园以物联网为基础,以各种应用服务系统为载体,而这些系统涉及繁多的基础设备、庞杂的应用服务,所以这对于整个系统的安全性与可靠性具有更高的要求。智慧校园建设中的安全性与可靠性主要包括基础实体、系统运行和信息数据三个方面。特别需要注意的是,物联网的应用涉及无线网络、传感器网络等技术,为防止带来安全隐患和安全问题,应选用较为成熟和可靠的系统。

智慧校园建设能推动院校信息化建设,但是同时智慧校园也是一个新生事物,需要在建设过程中不断优化与提高,这样才能实现智慧校园建设的健康、稳定、可持续发展。

三、结束语

校园是个体正式学习发生的主要场所,良好的校园建设的会有效地提高整个校园系统的运行效率和质量。伴随着学习情景识别与环境感知、校园移动互联等技术的逐步兴起和应用,智慧校园已不是一种概念,而是正在慢慢地变为现实。但要实现真正意义上的“智慧”校园还需要一个漫长的过程,目前的智慧校园建设仍然处于起步阶段,有很多的问题亟待进一步去解决。不断的研究和探索智慧校园建设项目,对于当前的数字化校园建设、优化教学和管理过程、促进学生创新能力培养具有重要意义。 参考文献

[1] 《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》

[2] 黄荣怀,张进宝等.北京师范大学.智慧校园:数字化校园发展的必然趋势.开放教育研究,2012 [3] 周彤,刘文.智慧校园建设的现状与思考.信息与电脑,2011

第三篇:物联网在高校智慧校园建设中的应用

系 部: 学生姓名: 专业班级: 学 号: 指导教师:

年 月 日

本人所呈交的物联网在高校智慧校园建设中的应用,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名:

日期:

摘要

物联网、云计算技术迅速发展,高校在校园网、无线网络等信息基础设施建设的基础上,探索引入RFID、ZigBee等物联网新兴技术建设;智慧校园从物联网的感知层、网络层、应用层这三个层面出发,提出了建设智慧校园的总体计方案。探讨了物联网在身粉识别和考勤管理智能实验设备 管理、智慧图书馆、辆定位追踪智能后勤管理等方面的应用。

【关键词】:校园建设,网络,智慧,应用

目录

引言................................................................ 4

一、物联网的关键技术................................................ 4

(一)、RFID ..................................................... 4

(二)、ZigBee ................................................... 5

二、智慧校园的总体设计.............................................. 5

三、物联网在智慧校园中的应用........................................ 6

(一)、身份识别和考勤管理 ....................................... 6

(二)、智能实验设备管理 ......................................... 6

(三)、智慧图书馆 ............................................... 6

(四)、车辆定位追踪 ............................................. 7

(五)、智能后勤管理 ............................................. 7

四、结束语.......................................................... 7 五.主要参考文献.................................................... 8

引言

“智慧校园”这一概念源于智慧地球、智慧城市,目前各高校信息基础设施建设较完备,基本建成了以光纤为主干网的校园网,部分高校已经完成了对教学楼、办公楼、实验室、图书馆和其他公共场所的无线全覆盖,智慧校园就是利用现有的互联网、校园网以及移动通信网络,引进RFID、ZigBee、传感器等物联网、云计算、并行控制技术,优化资源配置,为师生提供高效、智能的信息化服务,打造数字化校园、平安校园,并为管理决策层提供科学的决策依据和管理手段。

智慧校园的主要特征:一是通过物联网整合教育资源,为教学、科研提供高效信息服务,实现教育资源的共享;二是整合现有的教务管理系统、学生管理系统、宿舍管理系统等,提供开放互联的智能化综合信息服务平台;三是后勤管理实现按需服务、绿色节能;四是通过智慧校园建设,使师生全面地感知教学资源,获得良好的学习、教学和后勤服务体验,促进高校教学管理服务水平的提高。

一、物联网的关键技术

(一)、RFID

RFID(Radio Frequency Identification)技术即无线射频识别技术,它是一种非接触式的自动识别技术,可在各种恶劣环境中通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预。RFID被广泛应用于生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域。

典型的RFID系统构成由电子标签(Tag)、读写器(Read /Write Device)及管理信息系统等组成,具有智能读写及加密通信的功能。当被识别物体进入读写器的识别范围时,读写器发出射频脉冲,电子标签接收射频脉冲,整流并给电容充电作为工作电压;数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑;控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其它操作。RFID标签大致可分为三类:第一类是主动RFID标签靠电池供电,自动传输信号;第二类是被动RFID标签,不带电池,需要外部源来激发信号传输;第三类是电池辅助的被动RFID标签,需要外部源来唤醒电池,但具有更高的传输能力。如果按照所使用的无线电频率,RFID标签可分为低频、高频、超高频和微波几种类型。

(二)、ZigBee

ZigBee网络采用高级通信协议,由IEEE802.15.4标准描述,ZigBee设备体积较小,是低能耗和基于无线电的传感器节点,具有低功耗、低成本、低数据传输率、稳定性好、抗干扰能力强、安全可靠的技术特点。它与蓝牙、WiFi技术相比更为易用且价格低廉,因此ZigBee在车联网、智能家居、小区监控等方面的应用日益广泛。

ZigBee协调器能够存储网络的信息,而且可作为信任中心存储安全密钥,每个网络中仅有一个协调器。ZigBee路由器的中间路由器,可在终端设备之间传递数据;ZigBee终端设备包含和父节点(协调器或者路由器)通信的功能,不能中继其他设备的数据,节点可以休眠很长时间,从而可保证电池的寿命。

二、智慧校园的总体设计

基于物联网的智慧校园建设可以划分为感知层、网络层和应用层。

(1)感知层是联系师生、各类教育资源(物理世界)与综合信息服务平台(信息世界)的纽带,通过RFID标签、GPS终端设备、摄像头……各种传感器对师生、教学设备资源、实验设备、图书等提供智能感知和控制能力。

(2)网络层的作用是连接感知层与应用层,正确、快速、安全地传输智慧校园各类感知数据与控制指令,所有信息都要通过WiFi、4G/3G无线网络接入校园网,一般采用异构网络互联的结构。

(3)应用层由多样化的应用系统构成,如门禁系统、监控系统、图书管理系统、教学管理系统、宿舍管理系统、实验设备管理系统等。通过对综合信息服务平台的数据进行集成和分析,实现资源合理调度、按需服务、绿色节能等需求,提高高校教学管理服务水平。

三、物联网在智慧校园中的应用

(一)、身份识别和考勤管理

运用RFID技术整合校园一卡通,可实现学校进出人员管理、宿舍管理、学生上课考勤和会议考勤等。师生在进出学校校门、宿舍楼宇时实现RFID卡无接触式自动身份识别,通过屏幕显示通过人员信息、照片,自动放行,校外人员进行来访登记。学生处和宿管人员可即时统计学生在校情况,并对未按时返校、归宿学生发送提醒。

大部分高校对学生上课的考勤管理都通过任课教师或学生考勤员完成,点名费时费力,一些教师还发明了通过拍照刷脸、微信等点名的办法。利用教学楼安装RFID感应器,进入教室的学生均被识别系统感应,可以完成对缺勤学生、迟到早退学生的统计,并将数据信息反馈到教务管理系统,任课教师、辅导员可以查看,及时了解学生的学习情况。

通过RFID技术整合一卡通,还可以实现教师签到、会议考勤等功能。在会议室入口设置RFID识别装置,当参会人员进入会场时,系统会自动进行身份识别,并在屏幕上显示座位引导、欢迎词等。

(二)、智能实验设备管理

高校的实验设备、精密仪器,动辄数百万元,为了有效提高教育资源的利用率,提高实验室管理水平,尤其是在建设开放实验室的过程中,借助物联网技术可以实现门禁管理、实验教学管理、安全防盗功能。

(1)门禁管理:结合门禁系统、师生校园一卡通、实验设备管理系统,管理员授权用户在规定时间才能通过门禁系统进入实验室,授权用户允许使用实验室内的实验设备,并且记录使用人员、使用和归还时间等信息。

(2)安全防盗:通过在实验设备及贵重物品上嵌入ZigBee传感器,这些节点能够以自组织方式组成网络,当设备移动时,传感器节点内置定位引擎通过与预设节点比较,超出预设范围时,第一时间通知实验室管理员,管理员可通过管理系统查看设备所在位置,及时做出处置。

(3)实验教学管理:首先,设备上的RFID标签可以帮助学生方便地获取实验步骤、操作要点、使用帮助等信息。其次,通过自动控制技术干预实验过程,操作不当时能自动警告并中断实验过程,避免不必要的损失和人员伤害。此外,实验数据可以实时监控并及时提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

(三)、智慧图书馆

RFID 技术在图书馆领域也已经有了广泛的应用,目前可以实现自助借还图

书,图书自动分拣、精确定位、自动整序排架、自助盘点、智能图书车和防盗报警等一系列自动化、智能化管理功能。

RFID在图书馆自助服务应用的工作原理:RFID 芯片式自助服务系统是在图书中入RFID 芯片,用来代替条码+磁条。借还书时,RFID系统先读取读者证的信息,再通过读取图书RFID芯片中的数据完成图书借还,RFID技术是非接触式工作,可一次进行多本图书借出操作,极大地提高了借还工作效率。当读者携带该书通过门禁检测系统时,系统会自动识别图书是否已经办理借书手续。

(四)、车辆定位追踪

车联网系统将计算机技术、ZigBee、RFID技术有机结合起来,能够提供自动控制、自动存储数据、数据查询等多种功能。车联网可以实现校园区域内车辆的进出管理、车辆防盗、停车诱导等,促进校园的交通秩序管理、平安校园建设。

校园入口部分主要由ZigBee协调器、感应器、摄像头、挡车器、电动栏杆、显示屏组成。车辆到达校园入口,校内车辆通过感应器识别后电动栏杆和挡车器变为通行状态,无需人工干预,外来车辆发临时卡,摄像头拍摄车牌信息并记录在车联网系统中。车辆进入校区后,车联网管理系统还可提供车位信息引导车辆停放。

(五)、智能后勤管理

后勤管理主要包括学校的照明、广播、餐饮、卫浴等。在教室、实验室、校园广播设备、路灯上安装传感设备,利用物联网技术,使校园内的灯、播音设备能够无线自主组网,使每一盏灯、播音设备都能遥测和遥控,自动调节照明强度、播音音量。例如教室、图书馆光照较强时,灯自动关,如果发现教室里没人,可以远程控制关灯;发现附近没人,校园内播音设备会自动停止播放或降低播音音量。在浴室装上读卡器,刷卡后喷头出水并进行流量计算,从而达到节能节水的目的。根据学生食堂安装的ZigBee系统,监测就餐实时人流量,分析后有助于改进餐饮服务,提高餐饮管理水平。

四、结束语

通过物联网在校内的大力推广,可成功建成身份识别和考勤管理系统、智能实验设备管理系统、智慧图书馆及车辆定位追踪等系统,大大减少了校内工作人员的任务量,极大地提高办事效率。

五.主要参考文献

[1] Kai Hwang, Geoffrey C. Fox, Jack J. Dongarra, et al.云计算与分布式系纺

[2]张永被. RFID技术在“智慧校园”中的应用[J].软件导刊,2011,10 (5): 132- [3]王瑾.基于物联网的实验室管理技术[J].电脑知识与技术,2010,21 (6) 5471 [4]闫晓妍,高校图书馆应用RFID技术的SWOT分析[]].内蒙古科技与经济, 2013 (7) [5]严大虎, 陈明选,物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术,2011,21C6) [6]宋承继物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].自动化与仪器仪表,2015(3) 8

第四篇:物联网在智慧校园中的应用

物联网调研报告

题目:物联网在智慧校园的应用 班级:13电子信息工程技术4班

目录

一、物联网的相关知识 ..................................................................................................... 3

1、物联网定义 ......................................................................................................................... 3

2、物联网的分层 ..................................................................................................................... 3

3、物联网的特点 ..................................................................................................................... 4

4、物联网运行过程 ................................................................................................................. 5

5、物联网的关键技术 ............................................................................................................. 5

6、物联网的主要发展历程 ..................................................................................................... 6

二、智慧校园 ........................................................................................................................ 7

1、智慧校园的提出背景 ......................................................................................................... 7

2、智慧校园的概念 ................................................................................................................. 7

3、智慧校园的核心特征 ......................................................................................................... 7

三、物联网在智慧校园的应用 ..................................................................................... 8

1、校园安防 ............................................................................................................................. 8

2、校园生活 ........................................................................................................................... 11

3、校园教学 ........................................................................................................................... 13

四、物联网发展问题......................................................................................................... 14

1、核心技术有待突破 ........................................................................................................... 14

2、标准规范有待统一 .......................................................................................................... 14

3、急需网络平台 ................................................................................................................... 14

4、信息安全和保护隐私有待解决 ....................................................................................... 15

五、结束语 .............................................................................................................................. 15 参考文献 ................................................................................................................................... 16

一、物联网的相关知识

1、物联网定义

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,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的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相连。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

总的来说,物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。

2、物联网的分层

物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。图1为分层结构

图1 (1)感知层——感知信息。

作为物联网的核心,承担感知信息作用的传感器,一直是工业领域和信息技术领域发展的重点,感知层由各种传感器以及传感器网关构成,其主要功能是识别物体,采集信息,并且将信息传递出去,传感器不仅感知信号、标识物体,还具有处理控制功能。

(2)网络层——传输信息

传感器感知到基础设施和物品信息后,需要通过网络传输到后台进行处理,而网络层就起负责传递和处理感知层获取的信息的作用。

(3)应用层——处理信息

应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。

3、物联网的特点

(1)连通性

连通性是物联网的基础。无论是专网、无线、有线或者是感知物体,都必须体现“连通”状态,并且和互联网连接在一起,这样才能体现出真正意义上的物联网。国际电信联盟认为,物联网的“连通性”有四个维度:一是任意时间的连通性:二是任意地点的连通性;三是任意物体的连通性:四是任何人的连通性。

(2)物物相联

在互联网中,人们利用电脑实现人与人之间相互交流:物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术实现物与物的交流。互联网实现人与人的远程交流,而物联网完成了人与物、物与物的即时互动,从而实现了由虚拟世界向现实世界的连接转变。

(3)智能化

智能化是利用计算机技术、传感技术和控制技术对系统中各个对象能够智能监控和智能控制,从这个角度看,物联网是智能化的重要环节,物联网的发展将推动智能化的进程。它使得世界中的物体不仅以传感方式也可以智能化方式关联起来。物联网具有智能化感知性,它可以感知人们所处的环境,最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便做出正确的判断。

4、物联网运行过程

(1)标识物体属性,属性有静态和动态属性,静态属性直接存储在RFID标签中,动态属性可由传感器检测。

(2)由阅读器读取物体的属性,同时将信息转换为适合网络传输的数据格式。

(3)将数据通过网络传输到信息处理中心,再由处理中心完成物体通信的相关计算。

5、物联网的关键技术

(1)传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。 (3)嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

6、物联网的主要发展历程

1990年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。

1991年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。

2005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《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。

2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,描绘了物联网技术的应用前景,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,促进物联网的发展。

2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。

2009年8月,温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮,无锡市率先建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院,无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入“政府工作报告”,物联网在中国受到了全社会极大的关注,其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念,它的覆盖范围与时俱进,已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签。

二、智慧校园

1、智慧校园的提出背景

2008年11月,IBM公司正式提出“智慧地球”理念,2009年1月,“智慧地球”成为美国国家战略的一部分。2009年8月7日,国务院总理温家宝在无锡视察时,指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。基于这种“智慧”的理念,学校作为知识与信息服务机构的前沿,应该抓住机遇,通过物联网的系统化发展与应用,打造智慧校园。

2、智慧校园的概念

智慧校园指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境,这个一体化环境以各种应用服务系统为载体,将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。具体的说,智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中,并且被普遍连接,形成“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现教学、生活与校园资源和系统的整合。2010年,在信息化“十二五”规划中,浙江大学提出建设一个“令人激动”的“智慧校园”。这幅蓝图描绘的是:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、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。简而言之,“要做一个安全、稳定、环保、节能的校园。”

3、智慧校园的核心特征

智慧校园的三个核心的特征: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学校的各个应用于服务领域,实现互联和协作;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和相互感知的接口。

三、物联网在智慧校园的应用

物联网在智慧校园中的应用主要包括校园安防、校园生活和校园教学三个方面。

1、校园安防

(1)校园安防的定义及意义

校园安防就是以一般人居环境安全防范系统为基础,结合高等学校建筑物多、人员密集复杂、环境功能主体繁杂的特点,充分运用信息技术手段,根据国家教育部门和公安部门的有关规定,对大学校园中重点要害部门进行实时监控,及时采取有力措施,使校园安全管理实现人防、物防、技防相结合的安全防范系统。

随着社会经济的不断发展,人类活动领域巨大延伸,人为的治安问题日趋动态化和复杂化,自然灾害也呈现突发性和严重危害性的特点,高技术犯罪上升,新安全问题突现,人们的工作和生活空间受到来自于多方面的威胁。为避免人身受到伤害、财务受到损失,使人们的工作和生活不受干扰,针对各种主要安全威胁的综合安防系统就应用而生。综合安防系统是指利用各种高科技的监控手段和信息处理技术,对各种居住环境加以监控,及时反馈环境中的各种事故、灾害和违法事件信息,从而对治安和安全进行预防和有效处理的安全防范系统。高校校园作为特定的人群居住环境,保证该环境的安全和稳定对于国家和社会的整体稳定有着重要的意义。

(2)校园安防的主要特点

重要性的特点。高等学校是国家培养高层次建设者和接班人的重要场所,在高校校园生活的学生属于特殊群体,其人身和财产安全影响着千家万户的的稳定,因此在高校校园建立的综合安防系统较其他人群居驻地有着独特的重要性,属于重点监控和防范的区域,不论是从技术上还是从认识上都具有重要性的特点。

高技术的特点。在我国,高校本身是技术生产的重要场所,与此相对应的治安案件、灾害事故也有着同样的高技术性质。学校聚集的人群由于受到环境的影响,其知识水平造就的治安案件或者违法事件以及灾害事故的技术水平也相应较其它区域有所提高。因此防御此类事故的发生必须与其相对应,使用高技术的手段和措施加以预防和处理,决定了高校校园综合安防系统的高技术的特点。

广泛性的特点。在其他人群聚居地,进行综合安防系统设计与管理的时候,公安部门或者安全保卫部门独立工作和行动的特点很突出。但是在高校这一特殊的环境中,综合治理的特点十分明显,它需要有着广泛地参与,调动环境中一切有利于系统实施的因素协同进行工作。因此便决定了高校校园综合安防系统的广泛性特点。

预防为主的特点。其它环境之中的安全防范系统除了强调预防功能之外,更加注重事件的事后处理问题,而系统主要是提供事件处理的各种重要信息。但是在高校校园这一特定的环境中,考虑到对整个社会的突出影响,一般不允许重大不稳定事件发生。因此高校校园综合安防系统必须注重于事前预警和防范功能,使各类事件的发生最大可能的被消灭在萌芽状态。所以说,高校校园综合安防系统必须是以预防各类治安案件的发生为主要功能。

(3)校园安防的主要应用

校园安防的主要应用包括入侵报警系统、车牌识别---校园内的电子警察、访客系统、移动智能卡等等。 入侵报警系统主要有:通常用于办公室和机房的红外入侵探测器,通常用于围墙周界及部份通道的多光束红外对射探测器,通常用于办公室和机房的门磁感应器,用于报警信号联动的睿丝强光灯,用于报警提示的声光警号器,用于联动外部设备如联动关门的继电器模块,用于报警主机联动拨号通知管理人员的电话拨号器,对所有前端探测器编程控制的报警控制主机等。图2为校园入侵报警系统。

图2

防盗报警装置是校园安防中最实用和基础的组成部分,它可以在发生意外时让教师及时与外界联系,得到援助,也因此,北京等部分城市将其作为必备的安防设备。从安装范围看,防盗报警装置主要是分布在学校围墙、电教室、财务室、化学实验室等重点部位。在一些安全事故多发的地点,如大门口、学生宿舍门口、自行车存放处、学校财务室等地安装报警器,发生意外时可以迅速连接到学校的保卫处和附近的110接警中心,学校一旦遇险,学校值守人员可手工启动报警。在第一时间得到帮助,避免更大悲剧的发生。同时,由于中小学生好奇心强而自控能力差,报警系统在设计和安装时应注意避免“恶作剧”式的报警发生。 因为有了车牌识别系统就像多了很多的电子眼,能全天候的从出入的视频数据中抓拍车辆出入并登记,但它更先进的是,能够根据车辆出入的方向和系统设定好的黑白名单决定应该不应该放这辆车进入校园。而且系统中心数据随时更新,你可以很清晰的看到校园内共有多少辆车,分别是什么时候进入校园的,不但提高了管理人员的工作质量和效率,更增加了校园的安全性。 进出学校都要登记,但以前都由人工完成,在智慧校园都将由智能访客系统代替保安查看身份证件、登记、记录离开时间等一系列繁琐的程序。前来学校造访的人员只需拿着证件,在电子识别器上轻轻一按,访客信息就能瞬间获得,并出具访客单,大幅度加快访客登记及离开流程, 从而提升了管理质量和效率。

借书要出示借书卡、吃饭要出示饭卡、坐公交要出示公交卡,是不是很烦呢?在智慧校园里一张移动智能卡就能通行校园,凡有现金、票证或需要识别身份的场合均只要出示这张卡就可以了。此外,这张卡还就以实现部分公交乘坐、校内考勤、图书借阅管理等功能,并可结合校讯通功能。此种管理模式代替了传统的消费及身份识别管理模式,为学生及员工的管理带来了高效、方便与安全。

2、校园生活

包括食堂管理、浴室水管理、考勤管理、智能照明管理、人员可视化管理、车辆精细化管理、智能化后勤保障、电子岗哨等等。

(1)食堂管理

食堂管理是智慧校园重要组成部分,基于RFID技术的食堂管理系统主要分成三部分: 含RFID电子标签的饭卡:师生每人拥有一张这样的饭卡,卡里面包含了用户信息。RFID阅读器:在每个食堂售饭窗口安置一个RFID阅读器,将读到的信息传至后台数据库查询,读取卡上金额,并扣除消费金额。后台数据库管理系统:将用户的注册信息存储在数据库中,可以方便管理员对食堂消费业务的查询。

(2)浴室水控管理

基于RFID技术的浴室水控管理,可以实现用水自动化管理,主要功能如下:

信息数据实时显示:当RFID卡位于阅读器感应区时,阅读器就显示卡上余额,然后可立即进入用水计费状态。

消费模式:消费模式采用实时计费模式,即读卡就出水,并根据用水量实时进行扣费;

计费方式:按使用的流量计费,即外接脉冲流量表,可根据计算产生的流量进行计费。

(3)考勤管理

学生考勤是学校日常教学过程中必不可少的一个组成部分。常规考勤工作主要都由教师承担,花费教师额外的时间与精力。

基于RFID技术的考勤管理工作流程:每次上课前,学生用含RFID标签的校园卡(或手机卡)刷卡进教室,教室内的设备在接收到读卡器发送来的学生刷卡记录数据后,将数据发送到远程服务器;远程服务器接收到数据后,将数据存储到数据库中;然后,教务人员或者教师通过浏览器登录到考勤查询网站,可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某个教室在某一段时间内的考勤情况;学期结束时,每门课程学生的出勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来。

(4)智能照明管理

智能照明是利用物联网技术,使校园内的灯能够无线自主组网,使每一盏灯都能遥测和遥控,教室和道路的灯接受控制中心的命令,反馈灯的各种状态,根据光强度和时段自动调节照明亮度。例如对教室照明智能控制,当教室光照比较暗,灯自动亮;当光照比较强时,灯自动关,如果发现教室里没人,可以远程控制灯的开关。

(5)人员可视化管理

为校园人员配备管理卡(可以与借书卡、饭卡、浴卡等功能合并,形成一卡通,该卡可以远距离读取),通过各门禁系统和遍布校园的感应点,可以实现对所属人员24小时不间断、全校园不留死角、全自动实时感知与定位。学院安保单位、各系辅导员、班主任可以通过智慧校园管理平台实时了解到所属人员在位情况。借助此卡,还可以实现对学生、职工的日常管理、电子签到、定位等,对学生、职工的在位、外出情况进行有效管控、实现电子点名、智能查岗等可视化管理。

(6)车辆精细化管理

通过为校园的车辆、重点装备设备等安装电子标签、嵌入传感器、卫星定位装置等,实现对交通工具、各种装备设备进行准确定位和实时跟踪,并通过嵌入的各类智能传感器,监控其工作状态、完好情况等,从而实现对其精细化管理。

(7)智能化后勤保障

为仓库、物资安装包含其型号、种类、数量等状态信息的电子标签,使得后勤物资的发放更加智能和快捷;为草皮配备温度、湿度传感器,使得灌溉更加合理;为路灯安装光学传感器使其更节能。

(8)电子岗哨

为财务、油库及校园的其他重点区域安装智能传感器,实现对其24小时不间断地安全检测,一旦发现可疑情况,可由感应点自动调整摄像头的方向进行视频监控,并向值班人员发出通知或巡视提醒,以便及时处理。

3、校园教学

校园教学又包括日常教学、智慧图书馆和实验室管理等方面。

(1)日常教学

利用物联网技术有利于建立全面和主动的教学管理体系,利用RFID技术的支持,可以完善教学管理的组织系统、评价和考核系统,从而对教学的质量建立保障和监控体系;有利于拓展学习空间、培养学习者自主学习能力,物联网能为学生的自主学习、合作学习等提供支撑环境。例如,无锡市感知生长校园数字化农植园系统,就是让学生通过“感知”动植物生长情况,利用计算机及网络收集、处理和发布观测信息,交流种植经验,展示研究成果,从而提升学生的科学素养。

(2)智慧图书馆

智慧图书馆通过物联网来实现智慧化的服务和管理。 它的理想模式就是无需人工服务。目前物联网在图书馆中的应用,主要是RFID电子标签的应用,以智能书车为例来说明。

智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备,具有查询、定位、书架智能导航等功能,可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。具体流程:书籍拣到书车上,通过阅读器识别书籍的RFID中存储的信息,记录并显示文献在书车上的位置,同时根据获取的书籍存储架位信息,将需要进行上架工作的位置和书车上对应的书的存放档位对应起来,并在书车的显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来,方便工作人员进行高效率归架。

(3)实验室管理

物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理和智能插座等。

设备管理:RFID存储实验设备的基本属性等信息,利用阅读器方便地获取相关信息,然后再利用网络进行统一管理。

实验过程管理:首先,RFID可以帮助学生方便地获取实验步骤、操作要点、使用帮助等信息。其次,在实验过程中,使用不当时能自动警告并中断实验过程,避免不必要的损失。另外,实验数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

智能插座除了拥有传统电源插座功能外,它能够将各个实验设备的耗电量信息实时反馈给实验室管理员,管理员能随时开关插座,实现插座与人的对话,起到高效节能的作用。

四、物联网发展问题

1、核心技术有待突破

目前,物联网关键技术研发和规模化应用处于初始阶段,其中,传感器核心芯片和传感器接入技术和中间件技术有待进一步发展。一是当前传感器所能连接的通信距离受限,传感器对外部工作环境指标要求较高,受外部环境影响较大。二是传感器节点计算能力、存储能力和通信能力不足,能量有限。另外,为了能够快捷地实现传感器网络上的大量应用且保证应用程序的运行性能,传感器网络中间件技术将是未来传感器网络领域急需解决的问题。

2、标准规范有待统一

标准是推动物联网应用的保障,统一标准体系的缺乏将阻碍物联网的发展。目前,物联网标准体系尚在建立,中国、美国、德国和韩国是世界物联网领域标准的重要制定国。ISO/IEC在传感网络、IUT一在泛在网络、IEEE在近距离无线、IETF在IPv6的应用、3 GPP在M2M等方面纷纷启动了相关标准研究工作。由于物联网发展涉及国家间巨大利益,制定一种能被世界各国认可的统一的物联网国际标准,难度很大,短期内标准难以统一,规范协议难以形成。

3、急需网络平台

物联网的价值在于网,而不在于物。传感是容易的,但是感知的信息,如果没有一个庞大的网络体系,不能进行管理和整合,那网络就没有意义。因此,建立一个全国性的,庞大的,综合的业务管理平台,把各种传感信息进行收集,再进行分门别类的管理,进行有指向性的传输,是一个大问题。一个小企业都可以开发出传感技术和传感应用。但小企业没办法建立起一个全国性的高效网络。平台的建设者会在未来的物联网发展中,取得较好的市场地位,甚至是最大受益者。

4、信息安全和保护隐私有待解决

信息与网络安全是要保证被保护信息的机密性、完整性和可用性。与互联网和移动通信网相比,物联网还存在一些特殊的安全问题。

首先,物品的感知是物联网应用的前提,射频识别是物联网的关键技术。物联网中的物与物、物与人之间互联是通过RFID(射频识别)、传感器、二维识别码和GPS定位等技术来自由地自动感知和获取物品信息的。如不加控制,物品的信息会不受限制地被扫描、定位及追踪。这无疑对信息的隐私构成了极大的威肋、。在数据处理过程中同样存在隐私保护问题,如基于数据挖掘的行为分析等。因此要建立访问控制机制,控制物联网中信息采集、传递和查询等操作,保证不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。

其次,加密在较多情况下仍然是保证实现信息机密性的重要手段,保密现在己经成为物联网识别技术的关键问题。由于物联网的多源异构性,使密钥管理显得更为困难,而对感知网络的密钥管理更是制约物联网信息机密性的瓶颈。物联网的安全特征体现了感知信息、网络环境和应用需求的多样性,其网络的规模和数据的处理量大,决策控制复杂,给安全研究提出了新的挑战。

第三,IP地址有待扩充。物联网中的每个物件都需要一个唯一的IP地址,IPv4显然己不能满足地址需要,只能依靠IPv6来支撑。如何实现由IPv4向IPv6转型以及妥善解决与IPv4的兼容等一系列问题,也需要引起足够重视。

第四,设备生产成本需进一步降低。只有扩大物联网应用规模,具备一定数量,物联网相关设备生产成本才能降低到可以接受的程度,物品的网络智能化特征才能发挥应有作用。

五、结束语

智慧校园是通过物联网来实现智慧化的校园服务和管理,它通过物联网实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通,海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息,从而给广大师生提供了智慧化的业务和服务模式。目前,智慧校园还处于摸索阶段,前景不明朗,但从长远来看,由于物联网应用前景相当广阔,智慧校园一定会像浙江大学在信息化“十二五”规划中描绘的那样:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、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。

参考文献

[1]百度文库,物联网在智慧校园的应用,2013 [2]百度百科,智慧校园的概念

[3]中国安防展览网,安防在智慧校园中的应用,2013 [4]百度百科,物联网的概念 [5]百度百科,智慧校园的概念

[6]百度文库,物联网发展前景及问题分析研究,2015

第五篇:科技引领教学实践 “智慧课堂”走进校园——锡林浩特六中开展“智慧课堂”应用培训

科技引领教学实践 “智慧课堂”走进校园——锡林浩特六中

开展“智慧课堂”应用培训

为了进一步提升学校教育信息化水平,3月2日至6日,锡林浩特六中组织一线教师开展“智慧课堂”应用培训。 “智慧课堂”集“教师专用智能终端+学生专用智能终端+云服务平台”为一体,全方位解决课前、课中、课后的全场景教学需求,重建师生的教学关系,让老师“因材施教”、“以导代教”,让学生“按需学习”、“自主学习”,从而最终实现教与学的方式变革,促进全体学生实现符合个性化成长规律的智慧发展。本次“智慧课堂”培训在科大讯飞高风珍、王向南老师的带领下分年级进行学习,两位老师从素质教育的个性化教学介绍到“智慧课堂”的诞生、发展与未来,并详细讲解了“智慧课堂”的实际应用。参加培训的教师们对“智慧课堂”的强大功能纷纷表示了惊叹和赞赏。通过运用智慧课堂产品,可以在课前以学定教,优化教学方案设计;在课中使信息展示更人性化、立体化,提高学生的参与度;在课后让答疑和批改作业更加高效,同时培养自主学习的习惯,提高自主学习的能力。“智慧课堂”的应用将进一步促进人工智能技术与学校教育教学的深度融合,以实际行动为实现教育现代化做出贡献。

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