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基于物联网技术的高校智慧校园建设应用研究

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  【摘 要】高校的智慧校园建设已成为各高校的信息化发展的趋势,随着物联网技术的兴起,物联网技术将成为现下流行的“智慧校园”建设发展的必经之路。本文通过调研我校信息化校园的现状,提出一种物联网技术应用于校园信息化建设的趋势。有效突破目前这种较为低级的资源管理模式,实现方便快捷的进行资源管理并有效降低校园能耗。
  【关键词】物联网;智慧校园;数据安全;X509证书
  中图分类号: G649.2;F592 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)17-0231-001
  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.110
  Research on the Application of University Smart Campus Construction Based on Internet of Things Technology
  LUO Xia LIU Yu
  (Anqing Medical College, Anqing Anhui 246052, China)
  【Abstract】The construction of smart campus has become the trend of informationization development of colleges and universities. With the rise of Internet of Things Technology, it will become the only way for the development of the "smart campus". This paper proposes a trend of IoT technology applied to campus information construction by investigating the current situation of our school's informationized campus. It is aimed at effectively breaking through the current low-level resource management modeand reducing campus energy consumption, and finally realizing convenient and rapid resource management.
  【Key words】Internet of Things; Smart campus; Data security; X509 certificate
  物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”,是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术,其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间,进行信息交换和通讯。而智慧校园是以现有校园网络为基础,整合信息系统,扩建感知层在终端,以开放的教育形式,舒适便利的生活方式,服务广大师生。
  1 物联网技术、智慧校园概述
  1.1 物联网技术
  物联网的英文为Internet of Things(IOT),也称为Web of Things,即物与物相连的互联网络。而物联网技术则是指通过RFID(射频识别)、GPS(全球定位系统)、激光扫描器、红外感应器等信息传感设备,按相关协议约定,可以将任何物品与互联网相连接,进行信息通讯和交换,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
  1.2 智慧校园
  智慧校园是指以物联网为基础,智慧化校园工作、学习和生活为一体化环境,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。这是无处不在的网络学习、丰富多彩的校园文化、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、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”。2018年6月7日,《智慧校园总体框架》(Smart campus overall framework)国家标准发布。
  2 传统信息化校园存在的常见问题
  传统的信息化校园存在很多无法及时管控的问题:如校园设备繁多,缺少统一规划,各系统分布散乱,难以统一实现智能感知、控制、管理;能耗巨大,缺乏统一用电分析管控;场景异常缺乏安全报警;校园场景比较复杂,建设困难;校园各种安全事故频发,难以防范;缺乏完善的个性化服务及决策支持系统等。
  以教室为例,教室有电灯、风扇、空调、投影、电脑、窗帘等,种类繁多,不便统一管控;教室、寝室,室内没人了,但灯、空调、风扇等电器仍开着在耗能,无法统一管控;空调漏水、地下室被淹等异常状况出现,无法第一时间知晓;学校有各种场景教室、机房、实验室、会议室、食堂等,每个场景都有不同的系统设备,建设全场景难度较大。
  3 物联网应用下的校园网建设
  3.1 建设思路
  由于智慧校园的涉及范围广、信息终端數量大,还需要实现各种终端的数据采集、传输、处理数据及其自动控制。启用基于M2M平台的智慧校园体系分为三个层次(应用层、传输层及感知层),运用传感器等技术,使信息传感设备实时感知需要的信息,按照约定的协议,通过可能的网络,基于无线射频识别(RFID)、紫蜂(ZigBee)、远距离无线电(LoRa)的无线局域网、红外感应器、RS485等接入方式,把物与互联网相连接,进行信息交换和通信,实现人与物、物与物之间的泛在链接,对物实现实时的智慧化管理、识别、监控和跟踪。
  物联网系统设计,包括对于物联网技术使用下灯光、风扇、空调、窗帘、电教设备、智能门锁等电器设备管理实现方式具体设计,通过物联网技术实现教室智能化管理、实验室机房智慧化监控、寝室智慧化服务,节省人员管理成本,提高设备管理效率,加固用电安全,为学生打造“体验式教育”的未来校园。
  校园里,课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环,做好教学互动环节,是掌握好教学环节的质量,建立“体验教学”应用场景,提高教学水平的关键之一。传统校园的教学方式已经不适应现代化教学的需要,基于物联网技术集智慧课堂、环境调节、用电安全、智慧消防等及远程控制于一体的新型现代化智慧校园系统在被逐步地推广和运用。智慧校园作为一种新型的管理模式和现代化教育教学手段,给教育行业带来了新的机遇。
  3.2 数据安全保障
  数据传输安全,在传输层MQTT(消息队列遥测传输协议)使用TLS(传输层安全性协议)不但可以加密通讯,还可以使用X509证书来认证设备;在应用层,可以通过客户机标识符、账号密码及X509证书等方式,在应用层验证设备安全性。数据存储安全可以通过将数据全部本地平台存储的方式;管理平台及应用入口均可通过https加密传输。
  4 结束语
  基于物联网技术的智慧校园建设现在正处于探索阶段,而本文所提及的物联网建设也仅仅只是整体智慧校园建设的一个开始。随着物联网技术的不断成熟和完善,学校会在各个不同的领域对物联网的应用产生不同的需求。加强智慧校园的建设,充分发挥物联网技术感知物理环境的作用,给在校师生在教与学的过程中和日常生活上提供更多的个性化服务。
  【参考文献】
  [1]卢倩楠.基于物联网的高校智慧校园建设分析[J].科技经济市场,2018(06):12-14.
  [2]杨英.基于数字校园网的物联网技术融合应用研究[J].计算机产品与流通,2019(02):258-259.
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