智慧校園的研究與設(shè)計(jì)【開題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)智慧校園的研究與設(shè)計(jì)一、選題的背景、意義21 世紀(jì)是信息的時(shí)代，信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展給人類社會(huì)的前進(jìn)帶來了強(qiáng)大的推動(dòng)力，無時(shí)無刻不在改變和影響著人們的生活、學(xué)習(xí)、工作等等諸多領(lǐng)域。這其中，尤其以互聯(lián)網(wǎng)的代表性最為突出。如今，到了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巔峰的時(shí)候，也到了它的瓶頸階段，下一代的網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)就變得異常需要，正可謂是呼之欲出。也正是在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)才得以實(shí)現(xiàn)。如今的高校在日常的管理運(yùn)行中，相比以前是有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。但在仍舊存在著許多有待解決的問題和不足。比如，學(xué)生的報(bào)到注冊(cè)、 日常管理是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜龐大的工程，需要的人力、物理、財(cái)力尤為巨大；

2、學(xué)生在校園的生活安全問題也存在漏洞，我們時(shí)常會(huì)看到報(bào)道稱某某校園出現(xiàn)性犯罪等等的刑事案件；學(xué)校日常的能源消耗也是異常龐大的數(shù)字，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保也是一個(gè)難點(diǎn)所在。這一切的問題都給學(xué)校的管理和運(yùn)行帶來了極大的挑戰(zhàn)，也是學(xué)校管理者極為頭痛和亟待解決的重難課題。因此，給學(xué)生、教師、管理者提供一個(gè)安全、高效、 便捷、 環(huán)保節(jié)能的校園環(huán)境就顯得尤為迫切。智慧校園的構(gòu)想對(duì)這個(gè)問題給出了完美的答案。智慧校園實(shí)際上是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)踐運(yùn)用到校園的一個(gè)實(shí)例范本。其中所涉及和運(yùn)用到的都是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中最為先進(jìn)和成熟的技術(shù)。智慧校園的發(fā)展目前還是只停留在初期驗(yàn)證實(shí)踐階段。對(duì)于它的了解，我們必須先從物聯(lián)網(wǎng)的了解開始。從國際

3、上看，歐盟、美國、日韓等國都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并且已經(jīng)作了大量研究開發(fā)和應(yīng)用工作。如美國已經(jīng)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶，所以非常重視物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，它的核心是利用信息通信技術(shù)（ict ）來改變美國未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)（金融、制造、 消費(fèi)和服務(wù)等） ，改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。把 ict技術(shù)充分應(yīng)用到各行各業(yè)，把感應(yīng)器嵌入到全球每個(gè)角落，例如電網(wǎng)、交通（鐵路、公路、市內(nèi)交通、相關(guān)設(shè)備、工具）等物體上。并利用網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備收集的大量數(shù)據(jù)通過云計(jì)算、數(shù)據(jù)倉庫和人工智能技術(shù)作出分析給出解決方案。把人類智慧賦予萬物，賦予地球。美國提出“智慧地球、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算”就是

4、想要作為新一輪it 技術(shù)革命的領(lǐng)頭羊的證明。美國政府在經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中提出數(shù)百億美元支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，支持ibm 的“智慧地球” ，目前美國在rfid、fpcglobal 已取得主導(dǎo)地位，而國防部開展的“智能微塵”更是在軍事、民用兩大方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面控制。在歐盟方面，按歐盟專家的說法，歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)先于美國，事實(shí)上歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用作了不少創(chuàng)新性工作。2009 年布置的歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃（ internet of things an action plan for europe ）其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引領(lǐng)世界。在歐盟較為活躍的是各大運(yùn)營商和設(shè)備制造商，他們推動(dòng)了m2m（機(jī)器

5、與機(jī)器）的技術(shù)和服務(wù)的發(fā)展，同年又推出了歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究線路圖。再看亞洲日韓方面，均在2004 年啟動(dòng)泛在網(wǎng)國家戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)被納入國家整體發(fā)展重點(diǎn)規(guī)劃內(nèi)容，把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展列入其優(yōu)先行動(dòng)議程。在國內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已波及國內(nèi)的各行各業(yè)。一方面，我們可以看到物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的基本面正在健康地發(fā)展；另一方面，當(dāng)然也應(yīng)注意盡量避免“一哄而起”和“炒作”。我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已有實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，僅傳感器一項(xiàng)今年產(chǎn)量會(huì)達(dá)到24 億只，相關(guān)儀品儀表的生產(chǎn)制造商有20 個(gè)門類，企業(yè)達(dá)5000 個(gè)，產(chǎn)值估計(jì)在5000 億左右。 rfid在 2008 年已生產(chǎn) 65.8 億元。 m2m 終端已超過400

6、 萬，電信運(yùn)營商正在以td-scdma和其它 3g技術(shù)為依托，努力推動(dòng)其在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用。要避免這種一哄而起必然要有一個(gè)自然淘汰的過程，目前我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)上還要克服不少問題才能健康發(fā)展，例如：技術(shù)產(chǎn)業(yè)能力不強(qiáng)、規(guī)模經(jīng)濟(jì)不夠大、行業(yè)間存在壁壘等?，F(xiàn)在處處都在搞“物聯(lián)網(wǎng)”，大量重復(fù)性工作浪費(fèi)了人力、物力。因此，急需國家作出發(fā)展規(guī)劃統(tǒng)一協(xié)調(diào)，努力引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用；必須與實(shí)際條件相結(jié)合，單純“搭車”思想不可??； 國家應(yīng)指導(dǎo)相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，研究并提出可持續(xù)發(fā)展的新模式，尋求規(guī)模經(jīng)濟(jì)，在感知、傳輸和應(yīng)用上構(gòu)成向現(xiàn)代服務(wù)業(yè)方向發(fā)展的新物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)鏈。此外，國家層面一開始就要注意物聯(lián)網(wǎng)的安全、可信

7、、 隱私等重大問題，如此才能保障物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)健康發(fā)展。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外的發(fā)展形勢(shì)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)智慧校園的構(gòu)想是值得研究和可能實(shí)現(xiàn)的。它最終將給高校的運(yùn)行管理帶來一次革命性的飛躍。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題本課題的主要內(nèi)容是研究和設(shè)計(jì)如何在校園環(huán)境中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)校園的智能化、教育信息化、決策科學(xué)化和管理規(guī)范化。即是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體而構(gòu)建的教學(xué)、科研、 管理和校園生活為一體的新型智慧化的工作、學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字環(huán)境的應(yīng)用體系，使得人們能快速、準(zhǔn)確的獲取校園中人、財(cái)、物和學(xué)、研、管業(yè)務(wù)過程中的信息，同時(shí)通過綜合

8、數(shù)據(jù)分析為管理改進(jìn)和業(yè)務(wù)流程再造提供數(shù)據(jù)支持，推動(dòng)學(xué)校進(jìn)行制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新。如表 1 所述，具體的包括校園卡服務(wù)、校園安保、教務(wù)服務(wù)、節(jié)能環(huán)保等方面。要實(shí)現(xiàn)以上的這些內(nèi)容，有如下的問題需要得到解決：（1）編制信息規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。信息的標(biāo)準(zhǔn)化是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，用以支撐教育資源的共享，保證各種系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換和交互操作的能力。其標(biāo)準(zhǔn)化工作主要包含：基于國際、部標(biāo)，形成全校的編碼標(biāo)準(zhǔn)和各種編碼策略的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的編碼解析機(jī)制；確定權(quán)威數(shù)據(jù)來源，分析并制定全校的數(shù)據(jù)交換策略規(guī)則，形成數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)；制定校內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等，形成用以系統(tǒng)規(guī)范

9、。（2）建設(shè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施支撐平臺(tái)。智慧校園需要解決t2t、h2t 和 h2h 之間的相互通訊和信息交互，無線的末端接入手段是必要條件。建立有線 /無線雙覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)泛在的感知信息接入和多源信息互聯(lián)的前提，也是智慧校園的重要基礎(chǔ)設(shè)施。（3）建設(shè)共享數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，建設(shè)統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)和建設(shè)綜合信息服務(wù)平臺(tái)。（4）建設(shè)各應(yīng)用層的應(yīng)用系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)最終讓學(xué)生、教師、管理者真正體驗(yàn)得到的便捷高效的服務(wù)。（5）設(shè)計(jì)的建立對(duì)智慧校園運(yùn)行體系的運(yùn)營維護(hù)。保證智慧校園的長期穩(wěn)定的功效。智 慧 校 園校園卡服務(wù)校園安保教務(wù)服務(wù)節(jié)能環(huán)保其他表 1：智慧校園的應(yīng)用方面三、研究的方法與技術(shù)路線、研究難點(diǎn)、預(yù)期達(dá)到

10、的目標(biāo)1.研究方法（1）文獻(xiàn)研究法文獻(xiàn)研究法主要指收集、鑒別、 整理文獻(xiàn)，并通過對(duì)文獻(xiàn)的研究，形成對(duì)事實(shí)科學(xué)認(rèn)識(shí)的方法。首先，通過閱讀大量的有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、發(fā)展和應(yīng)用的文獻(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)，總結(jié)出物聯(lián)網(wǎng)在高校的應(yīng)用情況。分析出可能存在的應(yīng)用領(lǐng)域和目前發(fā)展上的不足。以此確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題。 然后，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)這個(gè)課題進(jìn)行可行性分析和需求分析，從而確定自己的研究方向和實(shí)現(xiàn)方法。（2）實(shí)地勘察法通過對(duì)嘉興學(xué)院教室、辦公室、食堂、圖書館、公寓樓等各個(gè)場(chǎng)所的實(shí)地走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在原先的各個(gè)部門環(huán)境中所存在的安全應(yīng)用等方面的問題和不足。進(jìn)而探索可能存在的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用點(diǎn)。2.技術(shù)路線技術(shù)路線圖如圖1 所示。實(shí)地

11、勘察法文獻(xiàn)研究法需求分析可行性分析確定主要應(yīng)用方面即總體設(shè)計(jì)查詢關(guān)鍵技術(shù)即技術(shù)方法完成后的運(yùn)行與維護(hù)方面的設(shè)計(jì)完成智慧校園的設(shè)計(jì)撰寫論文圖 1 技術(shù)路線圖3.研究難點(diǎn)（1）如何實(shí)現(xiàn)最底層的信息的感知和捕獲。在校園環(huán)境中存在著各種各樣的信息，光、電、水、聲、紅外等等的信號(hào)，如何去感知這些信息，如何去鑒別這些信息，如何去捕獲這些信息都是本課題中所遇到的難題，也是必須要解決的問題之一。（2）如何實(shí)現(xiàn)各類信息的有效和有序傳輸。由于感知系統(tǒng)所捕獲的信息種類繁多，對(duì)這些信息的需求，不同的應(yīng)用子系統(tǒng)的要求也不一樣，在傳輸時(shí)就要避免信息的混亂、重傳等等的問題。（3）如何實(shí)現(xiàn)海量信息的智能分析與控制。由于很多物

12、體是不存在主動(dòng)信息提供性的，如何把這些被動(dòng)的物體變活，變成主動(dòng)向管理者提供所需信息。（4）如何實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的處理。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中存在著巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)需要系統(tǒng)去及時(shí)處理和分析。如何達(dá)到這一目的是需要我們?nèi)タ紤]和研究的。4.預(yù)期目標(biāo)本課題要實(shí)現(xiàn)的預(yù)期目標(biāo)是，為學(xué)生、 教室、 管理者提供一個(gè)安全、高效、 節(jié)能、便捷的學(xué)習(xí)工作環(huán)境。實(shí)現(xiàn)校園的智能化。四、論文詳細(xì)工作進(jìn)度和安排1. 第七學(xué)期第12 周至第 13 周：擬定研究方法、技術(shù)路線，完成開題報(bào)告。2. 第七學(xué)期第14 周至第 15 周： 對(duì)開題報(bào)告中指定的外文參考文獻(xiàn)的部分與論文有直接關(guān)系的內(nèi)容進(jìn)行翻譯，完成外文翻譯。3. 第七學(xué)期第16 周至第八學(xué)

13、期第3 周：課題的整體設(shè)計(jì)和各子系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。完成論文初稿。4. 第八學(xué)期第4 周至第八學(xué)期第11 周：畢業(yè)實(shí)習(xí)，論文完善，完成二稿、三稿，直到論文定稿。5. 第八學(xué)期第12 周：準(zhǔn)備答辯材料。論文交指導(dǎo)老師審閱、評(píng)閱老師評(píng)閱。五、主要參考文獻(xiàn)【1】王曉明手機(jī)一“刷”全搞定物聯(lián)網(wǎng)打造“智能校園”2010.09 【2】周洪波物聯(lián)網(wǎng)：技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式2010.07 【3】新華網(wǎng)海南頻道各高校廣泛運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升校園管理水平2010.09.08 【4】中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部等十五部委中國射頻識(shí)別技術(shù)（rfid ）技術(shù)政策白皮書 r 2006.06.09 【5】michael mill

14、er cloud computing 2009.07 【6】中國信息主管網(wǎng)saas發(fā)展背景與運(yùn)營模式2008.12 【7】中國計(jì)算機(jī)報(bào)物聯(lián)網(wǎng)系列報(bào)道之web 4.0： “中國式”物聯(lián)網(wǎng)定義2010.09 【8】ibm 商業(yè)價(jià)值研究院智慧地球2009.11 【9】李淼中國物聯(lián)網(wǎng)首席科學(xué)家劉海濤博士：深化認(rèn)識(shí)推動(dòng)應(yīng)用2010.11 【10】中國電子商務(wù)研究中心物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷史分析2010.06 【11】物聯(lián)網(wǎng)概念的歷史溯源2010.06 【12】經(jīng)濟(jì)參考報(bào)溫總理倡導(dǎo)建“感知中國”中心的戰(zhàn)略意義2010.06 【13】國聯(lián)資源網(wǎng)國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題2010.03 【14】張軍征校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與架設(shè)2009.01 【15】溫泉黃于鑒岳焱物聯(lián)網(wǎng)在高校的應(yīng)用前景2010 【16】周洪波物聯(lián)網(wǎng)三