校园物联网平台(智慧校园属于物联网的那一层)

 

随着信息化浪潮在全球的兴起，教育发展已经步入一个全新的高速发展的阶段。智慧教育将对传统的教育思想、教育理念、教学模式、教学内容和方法、学习内容、学习方式等产生巨大的冲击，从而推动教育形式和学习方式的巨大变革。

智慧教育正在引领全球教育信息化的发展方向，成为技术变革教育时代发展的主旋律。

01、智慧校园的提出和概念

2008年，时任美国IBM总裁兼首席执行官的彭明盛在题为智慧地球：下一代领导议程的演讲中首次提出智慧地球的理念后，美国、欧盟、日本和韩国等相继推出了本国的物联网、云计算相关发展战略。

2010年，浙江大学在信息化十二五规划中首次提出智慧校园的概念，指出智慧校园支持无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活，简而言之，就是要构建一个安全、稳定、环保、节能的校园。

智慧校园是通过利用物联网技术来改变师生和校园资源相互交互的方式，以便提高交互的明确性、灵活性和响应速度，从而实现智慧化服务和管理的校园模式。

具体的说，智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。

02、智慧校园的特征

环境全面感知

一是传感器可以随时随地感知、捕获和传递有关人、设备、资源的信息；

二是对学习者个体特征（学习偏好、认知特征、注意状态、学习风格等）和学习情景（学习时间、学习空间、学习伙伴、学习活动等）的感知、捕获和传递。

网络无缝互通

基于网络和通信技术，特别是移动互联网技术，智慧校园支持所有软件系统和硬件设备的连接，信息感知后可迅速、实时的传递，这是所有用户按照全新的方式协作学习、协同工作的基础。

海量数据支撑

依据数据挖掘和建模技术，智慧校园可以在海量校园数据的基础上构建模型，建立预测方法，对新到的信息进行趋势分析、展望和预测；同时智慧校园可综合各方面的数据、信息、规则等内容，通过智能推理，做出快速反应、主动应对，更多地体现智能、聪慧的特点。

开放学习环境

教育的核心理念是创新能力的培养，校园面临要从封闭走向开放的诉求。智慧校园支持拓展资源环境，让学生冲破教科书的限制；支持拓展时间环境，让学习从课上拓展到课下；支持拓展空间环境，让有效学习在真实情境和虚拟情境能得以发生。

师生个性服务

智慧校园环境及其功能均以个性服务为理念，各种关键技术的应用均以有效解决师生在校园生活、学习、工作中的诸多实际需求为目的，并成为现实中不可或缺的组成部分。

03、智慧校园的目标

一、将人、设备、自然和社会各因素之间互通互联,并且他们之间互动的方式更智能化,他们之间的任何互动都有助于促进人、信息系统、设施环境三者之间的数据的完美融合,使校园的运转能够更透彻的感应、衡量和调度。

二、实现快速、准确的获取校园中人、财、物和学、研、管业务过程中的信息,通过综合数据分析为管理改进和业务流程再造提供数据支持,推动学校进行制度创新、管理创新,实现决策科学化和管理规范化。

三、通过应用服务的集成与融合实现校园的信息获取、信息共享和信息服务,从而推进智慧化的教学、智慧化的科研、智慧化的管理、智慧化的生活、以及智慧化的服务的实现进程。而其最终目标就是实现教育信息化和智能化。

04、智慧校园建设原则

统一标准，资源共享原则

智慧校园的建设需要充分考虑相关信息系统与学校所在市、省教育信息资源的共享，建立信息资源共享机制，充分利用网络基础、业务系统和信息资源，加强整合，促进互联互通、信息共享，使有限的资源发挥最大的效益。

开放性原则

智慧校园的建设要对各应用系统的开发平台、数据库和运行环境进行统一考虑。智慧校园在后期的应用过程中，校园网上的应用和资源会越来越多，如果对各项应用缺乏有效的组织和管理，技术升级存在风险，那么业务系统维护的成本将会不断增加。因此，前期的建设必须考虑学校未来需求的变化和扩展，通过开放性的平台进行持续改进，并能够实现更加方便的系统维护。

业务应用系统原则

互联网小常识：宽带城域网在组建方案中一定要按照电信级运行的要求，考虑设备冗余、线路冗余、路由冗余，以及系统故障的快速诊断与自动恢复。

在符合教育部和行业标准的体系指导下，建设智慧校园数据标准，以智慧校园平台为框架，无缝集成学校已建和新建的业务应用系统，促进数据利用的最大化。最大限度地融合数据交换集成、用户管理、统一身份认证、业务数据整合、信息资源展示等，以标准、数据、应用、用户为重点要素进行规划和建设。

先进性原则

系统设计采用先进的智慧校园理念、先进的技术和先进的系统工程方法，目标是建设一个可持续发展的、具有先进性和开放性的智慧校园。

系统安全性原则

在系统软设计与建设中，应该充分考虑数据安全、网络安全、传输安全、管理安全等系统的安全。

05、应用

校园生活

校园生活包括食堂管理、浴室水控管理、考勤管理等。

食堂管理

食堂管理是智慧校园重要组成部分，基于RFD技术的食堂管理系统主要分成三部分——

含RFD电子标签的饭卡：师生每人拥有一张这样的饭卡，卡里面包含了用户信息。RFD阅读器：在每个食堂售饭窗口安置一个RFID阅读器，将读到的信息传至后台数据库查询，读取卡上金额，并扣除消费金额。后台数据库管理系统：将用户的注册信息存储在数据库中，可以方便管理员对食堂消费业务的查询。

考勤管理

考勤管理学生考勤是学校日常教学过程中必不可少的一个组成部分。常规考勤工作主要都由教师承担,花费教师额外的时间与精力。

基于RFID技术的考勤管理工作流程:每次上课前,学生用含RFID标签的校园卡(或手机卡)刷卡进教室,教室内的设备在接收到读卡器发送来的学生刷卡记录数据后,将数据发送到远程服务器:远程服务器接收到数据后,将数据存储到数据库中:然后,教务人员或者教师通过浏览器登录到考勤查询网站,可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某个教室在某一段时间内的考勤情况:学期结束时,每门课程学生的出勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来。

教学管理

教学管理包括日常教学、智慧图书馆和实验室管理等。

日常教学

利用物联网技术有利于建立全面和主动的教学管理体系，利用RFD技术的支持，可以完善教学管理的组织系统、评价和考核系统，从而对教学的质量建立保障和监控体系：

有利于拓展学习空间、培养学习者自主学习能力，物联网能为学生的自主学习、合作学习等提供支撑环境。例如，无锡市感知生长校园数字化农植园系统，就是让学生通过感知动植物生长情况，利用计算机及网络收集、处理和发布观测信息，交流种植经验，展示研究成果，从而提升学生的科学素养。

互联网小常识：扫描设置通常包括文件类型、扫描病毒类型、优化选项、发现病毒后的处理方式、清除病毒失败后的处理方式、杀毒结束后的处理方式和病毒隔离系统的设置。

实验室管理

物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理和智能插座等。

设备管理：RFID存储实验设备的基本属性等信息,利用阅读器方便地获取相关信息,然后再利用网络进行统一管理。

实验过程管理：首先,RFID可以帮助学生方便地获取实验步骤、操作要点、使用帮助等信息。其次,在实验过程中,使用不当时能自动警告并中断实验过程,避免不必要的损失。

另外，实验数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化(12,智能插座除了拥有传统电源插座功能外,它能够将各个实验设备的耗电量信息实时反馈给实验室管理员,管理员能随时开关插座,实现插座与人的对话,起到高效节能的作用。

06、总结

智慧校园是以物联网技术、云计算技术等为基础，以面向师生个性化服务为理念，以各种应用服务系统为载体而构建的教学、科研、管理和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境，旨在利用先进的信息技术手段，实现基于数字环境的应用体系，使得人们能快速、准确地获取校园中人、财、物和学、研、管业务过程中的信息，同时通过综合数据分析为管理改进和业务流程再造提供数据支持，推动学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化；通过应用服务的集成与融合来实现校园的信息获取、信息共享和信息服务，从而推进智慧化的教学、智慧化的科研、智慧化的管理、智慧化的生活及智慧化的服务的实现进程。

来源：《教育技术学》

作者：杨红云 雷体南

互联网小常识：在安装和配置无线接入点之前，先向网络管理员询问以下信息，用于配置无线接入点：系统名；无线网络中对大小写敏感的服务集标识（SSID）;如果没有连接到DHCP服务器，则需要为接入点指定一个唯一的IP；如果接入点与PC不在同一个子网中，则需要子网掩码和默认网关；简单网络管理协议（SNMP）集合名称以及SNMP文件属性（如果使用SNMP）. 15、可以用下面两种方法将无线接入点连至网络：使用线内供电连接以太网和使用本地电源连接以太网。

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