物聯網技術在智慧校園中的應用分析論文

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一、引言

物聯網技術在智慧校園中的應用分析論文

物聯網是資訊科技革命之後產生的新型的概念。資訊技術的發展和進步對人們的生產生活的影響越來越深刻。在現代資訊科學技術不斷革新的時代,“網際網路+”、“物聯網系統建設”、“大資料”、“雲端計算”等新型名詞也與我們的生活息息相關。促進物聯網技術應用到生產活動中,是現代社會經濟轉型的一個重要的方向。現代資訊科技的重要產物就是物聯網。物聯網(Internet of Things or Web of Things)的實際應用在現代科技領域被稱為網際網路資訊科技的延伸和創新。作為現代資訊科技的核心,網際網路技術已經在生產生活中充當著不可或缺的角色,而以網際網路技術為基礎的物聯網技術則還在應用探索階段。IOT 技術在資訊建設領域將會發揮更加關鍵的作用。在21 世紀初,WSIS(資訊世界峰會)上,ITU(國際電子資訊科技聯盟)組織將物聯網應用作為新世紀的最重要的科技開發應用之一。現代教育的發展也離不開先進的資訊科技。教育活動的主要陣地就是校園。校園建設的質量和水平直接影響到教育的質量和水平。在資訊科技不斷革新的時代,教育也越來越離不開物聯網技術的支撐,教育改革的一個重要的渠道也是通過科學技術促進教育方式和教育理念的革新。因此,我們可以運用物聯網技術推動智慧校園的建設。

二、物聯網的建構

(一)物聯網中心繫統的建構

在物聯網技術迅猛發展的時代,新的技術越來越快地應用到各個行業生產活動中,智慧校園的建設也離不開物聯網技術的支撐。物聯網技術能夠將溫室大棚中不同的結構聯絡起來,而聯絡不同的結構則需要現代網路通訊方式(Internet of things)作為中介技術。從根本上來講,網聯網就是將不同的物體(包括硬體和軟體)相聯絡的一個綜合的網路系統。資訊科技是物聯網運轉的基礎,也是現代新型的科技。在現代智慧校園中,物聯網的應用就省去了人工操作,在系統內的物體已經通過物聯網技術互相連線起來了。不同結構的工作都在有序進行,包括資料的處理、資訊傳輸、解決方案的執行都在系統內自動化進行。物聯網的建構需要以一系列的資訊傳輸裝置為物物連線的媒介,這其中包括感測器、電子計算機、Internet、RFID 裝置、紅外線感應裝置等。這些資訊傳輸裝置的作用不只是負責將物體與物體聯絡起來的工作,它們還要蒐集系統內部的各項資料,實時監測系統內部的物體的狀態,及時反應系統內部的物體的資訊。保障系統內部的任何物體或者人能夠即時聯絡。

在物聯網整個系統內部,主要是以資訊樞紐為核心。資訊樞紐是一個大型的資訊管理庫,物聯網外圍系統的資料都要傳輸到資訊樞紐,有資訊樞紐進行資料處理和傳輸。而其他的主要系統主要包括感應系統、網路系統、管理系統、感測系統、識別系統、調節系統、控制系統以及終端系統等。RFID 技術是識別系統的關鍵技術,它就是射頻智慧識別技術。電子通訊技術是物聯網系統中的基礎,它能夠連線系統內部各個子系統,資訊樞紐需要利用無線通訊技術傳達指令。物聯網中心繫統的建構基於計算機資訊科技,在一個完整的體系內搭建一個通常的網路平臺。在這個網路平臺內,內部的事物能夠通過物聯網中心的各個系統的進行聯絡,“Internet of Things”(物聯網)能夠涵蓋一切事物,對事物的監管和調控不需要人工操作,也不需要外部干預,在物聯網系統內部,各個系統各司其職,各自負責本系統的工作。網路系統(Internet System)在整個物聯網中心繫統中具有關鍵的作用,網路系統主要負責網路服務,那麼計算機技術和網際網路基礎應用則是網路系統的關鍵。

感應系統主要負責資訊讀取,對系統中的事物資訊進行智慧讀取,將讀取到的資訊傳達到資訊樞紐。

管理系統(Management System)主要負責資訊和資料的整理,通過建立網路管理資料庫(Network Management Database)將系統中的資料資訊進行歸類處理,然後傳輸到資訊樞紐,資訊樞紐再將資料資訊進行加工。

調節系統是物聯網中心繫統中的一個緩衝環節,調節系統是有資料調節器組成,它能夠將錯誤的資訊和無效的資料進行篩選的排除,儘量減少物聯網中心繫統的錯誤以及防止因資料資訊的錯誤而導致系統癱瘓。

控制系統就是物理網中心繫統中的一個關鍵的部分,現代物聯網控制系統主要運用AT89S52 微控制器技術、AT89C51 微控制器技術、MSP430 主控制器等智慧化的控制技術作為控制系統的基礎設施。

而識別系統則是負責資訊的識別。智慧識別系統能夠實現自動化智慧化的資訊識別。識別系統以RFID 技術作為基礎,RTID 技術的主要特點就是能夠將物體資訊進行實時分享,識別的精準度非常高,反應十分靈敏,更重要的是它能夠自動識別資訊。RFID 將資料資訊進行分割槽儲存,並且及時傳輸到資訊樞紐。

(二)物聯網技術的應用與分層

物聯網的建構理念是實現高效智慧的物物聯絡。物聯網的基礎應用技術主要是RFID 技術、感應器技術、GPS 衛星導航技術、網路資訊科技、智慧感測技術等。物聯網技術能夠實現資訊的傳播和轉換,物聯網系統對資料資訊進行蒐集、識別、處理、傳輸等。物聯網將物體與物體聯絡起來,那麼整個網路覆蓋內的物體就成為了一個整體,他們之間的聯絡就十分緊密,它們就能共享系統內的資訊資源。

隨著資訊科技的高度發達,物聯網應用的範圍會越來越廣泛,人們的生產生活也會更加便捷。就以建設智慧校園而言,運用物聯網技術建設智慧校園,那麼校園的`資訊化建設就能更快實現,在校園內的師生就能夠更好地共享校園的硬體設施和軟體設施,也能夠很方便的實現資訊共享。以物聯網技術為支撐的校園也能夠更加安全、和諧、安靜、綠色。其實在現代生產行業中,已經有很多產業實現了物聯網技術的應用,其中包括城市基礎建設、城市交通、現代醫療等行業。

物聯網技術的應用能夠方便人們的生產生活,但是物聯網技術的建設還需要進一步深化。因為物聯網是一個非常龐大的網路系統,這樣一個巨大的網路系統還包括許多子系統,而這些子系統共同組成一個總系統,我們在上文已經分析了物聯網中心繫統的建構,而物聯網整個系統還可以分為很多層級。

1、傳控層:傳控層主要以感應系統、感測系統、識別系統以及相關的外圍裝置組成。感測器技術、RFID 智慧識別技術以及紅外線感應技術是感測層的技術基礎。比如在感測器技術方面,物聯網感測技術包括DS18B20 溫度智慧調控感測器技術、智慧SHT11 智慧感測器技術。傳控層的的作為物聯網的一個重要層架,它的系統組成了物聯網的基本框架,GPS衛星導航技術也是傳控層的關鍵應用技術,它能夠準確定位網路資訊,實時蒐集網路內部的資料資訊。因此,傳控層的主要指責也是進行資訊的蒐集和識別。

2、網路層:網路層是物聯網系統的重要組成部分。它主要是負責資訊的提取和傳輸。網路層是由各種資訊網路技術構成,包括行動網路、無線通訊技術、Web 技術、資料管理技術、有線電視網、電力載波技術、ZigBee 技術等構成。網路層能夠提升物聯網系統中的各個結構的聯絡程度,提供更加安全便捷的網路服務系統。

3、應用層:物聯網技術的應用對人們的生產生活帶來極大的影響。物聯網的建構目標就是為了更好地應用到實際的生產活動中。物聯網的應用是連線物聯網開發和完善的一箇中間環節,也是物聯網技術的研發者與使用者之間的一個聯絡契機。物聯網的應用層主要包括智慧電子平臺、應用服務系統,應用層還能夠實現跨行業、跨產業、跨系統的聯絡和服務,真正實現的資訊資源的聯絡和共享。應用層為物聯網技術的的實際應用搭建了一個完整的平臺。

三、智慧校園建設與物聯網的應用

物聯網技術與智慧校園建設有緊密的聯絡。我們可以從以下兩個方面分析物聯網技術在智慧校園中的應用。

(一)物聯網技術與校園卡應用

校園卡應用的範圍很寬泛,其中主要包括師生生活、教學考試、學生管理以及圖書館管理等。我們知道,物聯網的識別系統主要是以FRID 智慧識別技術為支撐。在校園卡設計中,我們可以將FRID技術應用到校園卡智慧識別晶片中,這樣就能夠實時讀取學生的各項資訊。比如,在校園超市中,當學生使用校園卡消費時,校園卡的金額就會被FRID 識別器讀取,相應的消費金額也會被扣除。在出入校園管理、圖書館管理中也可以運用FRID 識別技術進行學生管理。這樣校園卡就成為了“一卡通”,學生只要一張卡就能夠在學校消費、學習、讀書等,非常方便。這也正是建設智慧校園的意義。

(二)物聯網與校園管理系統

校園管理是智慧校園建設的一個重要內容,校園管理要實現資訊化、自動化和智慧化。

校園管理包括教務管理、後勤管理、校務管理等。利用物聯網技術可以優化校園管理,營造安全、舒適的校園環境。比如運用智慧感測技術能夠實時監測校園內部的環境質量,一些學校利用DS18B20 溫度智慧調控感測器調節實驗室的溫度,當實驗室溫度不適合進行實驗時,溫度智慧感測器就會及時發出調節指令,將室內溫度調到最佳。由此可以看出,應用物聯網能夠提升校園建設的質量和水平,建設安全、舒適、人性化、現代化的校園,方便學生,提升校園的硬體實力和軟體實力。

四、小結

學校教育的改革需要現代資訊科技作為支撐,而物聯網技術作為現代資訊科技的代表,它能夠為智慧校園的建設提供更多的機遇。智慧校園建設的質量和水平直接影響到教育的質量和水平。在資訊科技不斷革新的時代,智慧校園的建設也越來越離不開物聯網技術的支撐,現代校園的一個重要的渠道也是通過科學技術改變傳統校園的建設和管理,實現科學管理。從技術應用的角度來看,將物聯網技術與智慧校園建設相結合也是符合技術發展推動教育變革的基本理念。