基于物聯(lián)網(wǎng)技術在校園中的應用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)廣東石油化工學院工程哲學期末考核論文姓 名: 專 業(yè): 測控技術與儀器 班 級: 學 號: 指導老師: 全體教師 基于物聯(lián)網(wǎng)技術在校園中的應用物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡稱IoT）是新興的IT技術，它是指通過把射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，嵌入和裝備到公路、建筑、電網(wǎng)、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種各樣的物體中，再結合現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合的一種IT技術。物聯(lián)網(wǎng)被預言為繼互聯(lián)網(wǎng)之后全球信

2、息產(chǎn)業(yè)的又一次科技與經(jīng)濟浪潮，受到各國政府、企業(yè)和學術界的重視，美國、歐盟、日本等甚至將其納人國家和區(qū)域信息化戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)是繼pc、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術之后第四次信息技術革命，有重大的科學意義和應用價值。依靠物聯(lián)網(wǎng)人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活達到“智慧”狀態(tài)提高資源利用率和生產(chǎn)力水平人，改善人與自然間的關系。根據(jù)美國權威咨詢機構forrester預測，到2020年世界上物對物互聯(lián)的業(yè)務與人對人通信的業(yè)務將達到30比1，因此物聯(lián)網(wǎng)常被稱為下一個萬億級的通信業(yè)務。一、物聯(lián)網(wǎng)的體系結構 物聯(lián)網(wǎng)包含感知延伸層、網(wǎng)絡層、業(yè)務和應用層三層。第一層負責采集物和物相關的信息；第二層是異構融合的

3、泛在通信網(wǎng)絡，包括現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)以及各種接人網(wǎng)和專用網(wǎng)，通信網(wǎng)絡對采集到的物體信息進行傳輸和處理；第三層是應用和業(yè)務，為手機、pc等各種終端設備提供感知信息的應用服務。1）感知延伸層 物聯(lián)網(wǎng)中由于要實現(xiàn)物與物和人與物的通信，感知延伸層是必須的。感知延伸層主要實現(xiàn)物體的信息采集、捕獲和識別。感知延伸層的關鍵技術包括傳感器、rfid 、gps 、自組織網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡、短距離無線通信等。感知延伸層必須解決低功耗、低成本和小型化的問題，并且向靈敏度更高、更全面的感知能力方向發(fā)展。2）網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，主要進行信息的傳遞，包括接人網(wǎng)和核心網(wǎng)。網(wǎng)絡層要根據(jù)感知延伸層的業(yè)務特

4、征，優(yōu)化網(wǎng)絡特性，更好地實現(xiàn)物與物之間的通信、物與人之間的通信以及人與人之間的通信，這就要求必須建立一個端到端的全局物聯(lián)網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)中有很多設備的接人，是一個泛在化的接人、異構的接人。接人方式多種多樣，接人網(wǎng)有移動網(wǎng)絡、無線接人網(wǎng)絡、固定網(wǎng)絡和有線電視網(wǎng)絡。移動通信網(wǎng)具有覆蓋廣、建設成本低、部署方便、具備移動性等特點，使得移動網(wǎng)絡將成為物聯(lián)網(wǎng)主要的接人方式，通信網(wǎng)絡就要是通過多種方式提供廣泛的互聯(lián)互通。除此以外，物體是可以移動的，而它們的要求是隨時隨地都可以“上網(wǎng)”。因此在局部形成一個自主的網(wǎng)絡，還要連接大的網(wǎng)絡，這是一個層次性的組網(wǎng)結構。這要借助有線和無線的技術，實現(xiàn)無縫透明的接人。隨著物聯(lián)

5、網(wǎng)業(yè)務種類的不斷豐富、應用范圍的擴大、應用要求的提高，對于通線網(wǎng)絡也會從簡單到復雜、從單一到融合，從多種的接人方式到核心網(wǎng)的融合整體的過渡。3）業(yè)務和應用層 業(yè)務和應用層是物聯(lián)網(wǎng)的信息處理和應用，面向各類應用，實現(xiàn)信息的存儲、數(shù)據(jù)的挖掘、應用的決策等，涉及海量信息的智能處理、分布式計算、中間件、信息發(fā)現(xiàn)等多種技術。云計算是物聯(lián)網(wǎng)智能信息分析的核心要素。云計算技術的運用，使數(shù)以億計的各類物品的實時動態(tài)管理變得可能。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展、終端數(shù)量的增長，可借助云計算處理海量信息，進行輔助決策，提升物聯(lián)網(wǎng)信息處理能力。因此，云計算作為一種虛擬化、硬件 軟件運營化的解決方案，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供高效的計算

6、、存儲能力，為泛在鏈接的物聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡引擎。二、基于大學校園管理的物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術1. 感知技術物聯(lián)網(wǎng)多通過RFID技術、傳感器來達到感知的目的。RFID（Radio Frequency IDentification）技術，中文名為射頻識別技術，它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動、快捷、方便地識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對各類物體在不同狀態(tài)（移動、靜止、惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理。傳感器是能感受規(guī)定的被測量，并能按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，多為敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，用來感知信息采集點的環(huán)境參數(shù)。2. 傳感器網(wǎng)絡傳感器網(wǎng)絡是一個分布式智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)。它在

7、每個節(jié)點配備了傳感器、無線電收發(fā)器、微控制器和能源裝置等部件，再通過這些部件的協(xié)作，就可以監(jiān)控不同位置的物理、環(huán)境狀況論文參考文獻格式。3. 無線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡指的是使用無線電技術進行傳輸?shù)挠嬎銠C網(wǎng)絡，它是有線網(wǎng)絡的延伸，和有線網(wǎng)絡功能相似，只是傳輸技術不同而已。它的優(yōu)勢是在沒有有線網(wǎng)絡的地方，或是移動的環(huán)境下，也能同樣地連接上網(wǎng)絡。4. 數(shù)據(jù)融合技術數(shù)據(jù)融合技術是利用計算機技術、人工智能等技術，將來自多個傳感器的觀測數(shù)據(jù)進行采集、過濾、自動分析、綜合處理，進而得出相應的估計、決策等信息，以便輔助人們進行管理、決策工作。三、物聯(lián)網(wǎng)在大學校園管理中應用的前提條件 現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術的快速發(fā)展以及計算

8、機相關硬件設備的快速普及，促進了高校信息化建設的步伐，當前各大高校已建成不同規(guī)模的數(shù)字校園，在一定程度上實現(xiàn)了高校信息化資源整合、校內(nèi)電子支付以及財務系統(tǒng)等各類信息管理系統(tǒng)的集成，1為師生的工作、學習和日常生活帶來了許多便利，如校園一卡通系統(tǒng)的建設與使用為學生在校內(nèi)就餐、購物、圖書借閱等提供了一種便捷的方式。然而，當前數(shù)字校園在建設過程中不同程度地出現(xiàn)了信息系統(tǒng)集成難度大、用戶信息采集與更新不方便、學生一卡通丟失較多且難以進行跟蹤追回等問題。同時隨著各類機構和銀行不斷推出新的信息卡，每一位學生往往多張信息卡，這給學生的日常使用帶來了許多不便。自20世紀90年代以來，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展與快速普及，

9、對高校校園建設、教育教學模式、師生學習和生活方式產(chǎn)生了重要的影響，使高校全面進入了數(shù)字化時代。互聯(lián)網(wǎng)技術與移動通信網(wǎng)絡的不斷深入發(fā)展，促使了新一代網(wǎng)絡技術物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展，這將促進新一代智能數(shù)字校園的研究與建設，從而為高校數(shù)字化資源與信息化系統(tǒng)的高效整合提供更有利的條件2，更好地為廣大師生的工作、學習和日常生活服務。 大學作為年輕人密集的地方，同時也是高級知識分子集結地，在大學校園管理中運用物聯(lián)網(wǎng)技術，能迅速被人們接受和運用。且目前很多高校都擁有多年的校園網(wǎng)絡建設，已擁有校園網(wǎng)及校園無線網(wǎng)絡。這些都為物聯(lián)網(wǎng)在高校管理中的運用提供了前提條件。四、校園安防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的日益成

10、熟和深入應用，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的安防系統(tǒng)并由此實現(xiàn)信息化的平安校園管理成為了可能安防管理的主要目標是防侵入，對異常情況提供實時報警 并快速作出正確的處理，以確保學校邊界、重要場所的安全。 整個網(wǎng)絡分為兩個部分，即感知系統(tǒng)（傳感網(wǎng)）和通信系統(tǒng)，感知系統(tǒng)由各監(jiān)控點和物聯(lián)網(wǎng)模塊組成，其中各監(jiān)控點利用各種傳感器監(jiān)測、采集重要場所發(fā)生異常情況的信息和其他有效信息，并控制數(shù)字攝錄系統(tǒng)快速采集圖像信息；所有這些通信可以通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)模塊，物聯(lián)網(wǎng)模塊根據(jù)需要采集監(jiān)控點的信息，并給出相應的控制信息到監(jiān)控點 完成相應的控制功能，目前數(shù)據(jù)傳輸一般采用無線傳輸方式 一個物聯(lián)網(wǎng)模塊可以處理方圓1公里范圍內(nèi)的

11、所有監(jiān)控點。而通信系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)模塊采集、處理獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫@網(wǎng)上，并通過校園網(wǎng)連接到如gsm等社會公共網(wǎng)絡，以提供相應的服務。1）感知校園邊界系統(tǒng)，利用電子幕、紅外傳感器和實時錄像相結合 完成對整個校園的邊界的監(jiān)測和圖像采集。其中電子幕和紅外傳感器實現(xiàn)對異常情況的檢測，攝錄設備實時采集異常發(fā)生時的現(xiàn)場圖像（只有在異常發(fā)生時才工作）。2）重要場所監(jiān)控系統(tǒng)，利用門禁、電子鎖、電子窗柵、電子窗簾等技術檢測門口及窗戶等易侵入場所的異常情況。在門窗等場所安裝的數(shù)字攝錄設備實時采集異常發(fā)生時的現(xiàn)場圖像（只有在異常發(fā)生時才工作）。五、平安校園信息化平臺 為了真正實現(xiàn)平安校園管理，有效地應用感知系統(tǒng)采集到

12、的相關信息，建立基于校園網(wǎng)的信息管理平臺是平安校園管理的最終目標，該平臺根據(jù)學校的管理模式和相關部門的要求 充分利用采集到的各種信息，通過分析、整理、完成相應的功能。安防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)每天都要產(chǎn)生大量的信息，并且信息的數(shù)據(jù)類型很多，采用sql server數(shù)據(jù)庫來開發(fā)建設平安校園管理系統(tǒng)基本可以滿足要求，而采用b/s結構可以使該系統(tǒng)的使用更為方便。該系統(tǒng)的主要功能包括：1）完整的報警功能，分析由安防物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的所有異常情況，根據(jù)設置的相應條件實時給出完整的報警。提供給校園網(wǎng)，并由校園網(wǎng)向校園內(nèi)部通信網(wǎng)（如對講設備等）發(fā)出報警信息以通知值班人員作出相應的處理。2）利用與因特網(wǎng)連接的功能，實現(xiàn)與社會網(wǎng)

13、絡的連接，實現(xiàn)短信報警等功能。3）數(shù)據(jù)分析、整理和統(tǒng)計功能。4）完善的數(shù)據(jù)查詢功能，根據(jù)學校主管領導和職能部門的要求，設計相應的查詢功能 ，滿足各類、各級人員對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求。5）數(shù)據(jù)的安全管理，由于該系統(tǒng)可以將校內(nèi)安防信息傳輸?shù)揭蛱鼐W(wǎng)上，因此對信息的安全要求較高。需要實現(xiàn)信息的加密和分類傳輸?shù)裙δ?，以確保信息的安全傳輸和分級獲取。6）系統(tǒng)的安全管理，該系統(tǒng)已經(jīng)不是一個簡單信息系統(tǒng)，而是一個將現(xiàn)場、管理職能等融于一體的系統(tǒng)，因此保證該系統(tǒng)的安全運行非常重要。六、結束語 隨著傳感器技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術的深入應用，物聯(lián)網(wǎng)對我們的生產(chǎn)、生活、工作將產(chǎn)生越來越大的影響，物聯(lián)網(wǎng)在學校的應用也將進一步深入。在圖書館管理、教學管理中的應用將進一步提高教育管理信息化的水平，如網(wǎng)絡點名、一卡通等。而將物聯(lián)網(wǎng)應用于專業(yè)教學和建設，可以為相關專業(yè)建立真正意義上的模擬實訓基地提供技術保障，如物流網(wǎng)等。物聯(lián)網(wǎng)時代的到來給高校智能化校園帶來了新的機遇和挑戰(zhàn),基于物聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)可以解決高校內(nèi)各種資源的整合與共享、師生身份識別、圖書借閱、校內(nèi)消費信息集成管理等難題5,可為廣大師生提供各種高效、優(yōu)質(zhì)的服務。但由于識別的各種硬件設備的成本較高且性能不穩(wěn)定,導致基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化校園還存在一定的局限性,如何充分利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的技術