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基于物联网技术的智慧校园研究

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  摘要:当前,我国教育信息化技术不断发展,加速了各高校智慧校园建设速度,以物联网技术为代表的新一代信息技术广泛应用在智慧校园建设项目中,本文简述了典型的无线通信技术在学生宿舍智能抄表、宿舍火灾报警等智慧校园应用案例。
  关键词:物联网技术;智慧校园;无线通信
  自《教育信息化十年发展规划(20112020)》文件出台后,各学校陆续推动校园信息化建设,如智慧考勤系统,学生进入校园后,根据头像自动识别学生身份信息,并把进校信息、上课信息、学生成绩等推送给学生家长,实现家长与学校的真实互动,实现全校数据共享平台,教学、学管等部门使用唯一数据源,采用云平台实现统一管理。随着物联网技术的成熟,ZigBee技术、NBIoT技术、LoRa无线技术为校园远程抄表、宿舍火灾报警等应用提供了支撑技术。
  短距离无线通信,具有覆盖范围广、连接设备多、功耗小等特点。可利用ZigBee技术设计学生宿舍智能抄表系统,应用TI公司生产的微处理器CC2530IO端口实时采集用电量,经处理后发送给网络协调器,协调器无线传送至远程控制终端,实现宿舍用电量智能化管理与控制。当系统上电后,蜂窝网将根据频段、网络ID自动组建无线网络,在无数据传输时处理器处于休眠状态,降低能耗,有数据传输时经芯片内部射频收发模块传输给协调器。
  目前,校园宿舍火灾事故时有发生,学生宿舍存在易燃物品、使用劣质电器、强弱电用线乱拉等现象,宿舍管理人员也很难时刻检测到每间宿舍的安全情况,监管效能低下。如何获取宿舍消防基础环境数据,实现实时动态监控宿舍环境安全,减少火灾事故的发生,是各所学校都需要解决的问题。本文提出利用NBIOT无线组网技术实现火灾监控系统,采用烟雾传感器、火焰传感器等实时采集宿舍环境信息,并在线传送到云平台,宿舍管理人员及学生均能实时接收数据,当存在危险时,主动推送报警信息。每个终端设备标识唯一地址即宿舍编号,系统管理員可实时查询到报警宿舍位置、预警信息、宿舍人员信息等,同时可以远程发布信息给学校保卫部门,紧急情况下也可告知消防部门。NBIOT火灾报警系统基站属于运营商网络,布线简单,成本低,覆盖范围广,系统框图如下图所示。其中,烟雾传感器、火焰传感器、可燃气体传感器数据采集可使用单片机进行数据采集处理,在处理完后,经NBIOT无线模块进行信息传输,云平台数据库中保存房间号、环境参数等详细数据。
  NBIOT火灾报警系统框图
  物联网技术广泛应用在智慧校园建设的方方面面,在节电节水方面、校园安全方面有着成熟的应用案例,随着大数据技术、云计算技术、物联网技术的融合发展,智慧校园将深入到学生管理、教学管理、人财管理等方面。本文所描述的应用案例仅是框架描述,对智慧校园建设有一定的参考意义,且无线通信设备价格低,技术成熟,安装简便,可有效解决智慧校园建设难题。
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  基金项目:本文是安徽省高校优秀青年人才支持计划项目(项目编号gxyq2018237)阶段性研究成果、安徽省质量工程教学研究一般项目(项目编号2018jyxm0598)阶段性研究成果
  作者简介:周正贵(1984),男,安徽寿县人,副教授,研究方向为物联网技术应用。
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