基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園中的應(yīng)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(xué)院工程哲學(xué)期末考核論文姓 名: 專 業(yè): 測控技術(shù)與儀器 班 級: 學(xué) 號: 指導(dǎo)老師: 全體教師 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡稱IoT）是新興的IT技術(shù)，它是指通過把射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)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(jié)合現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合的一種IT技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)被預(yù)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(jì)浪潮，受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)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(shù)之后第四次信息技術(shù)革命，有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。依靠物聯(lián)網(wǎng)人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活達(dá)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(guān)系。根據(jù)美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)forrester預(yù)測，到2020年世界上物對物互聯(lián)的業(yè)務(wù)與人對人通信的業(yè)務(wù)將達(dá)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(wù)。一、物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)包含感知延伸層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)和應(yīng)用層三層。第一層負(fù)責(zé)采集物和物相關(guān)的信息；第二層是異構(gòu)融合的

3、泛在通信網(wǎng)絡(luò)，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(luò)對采集到的物體信息進(jìn)行傳輸和處理；第三層是應(yīng)用和業(yè)務(wù)，為手機(jī)、pc等各種終端設(shè)備提供感知信息的應(yīng)用服務(wù)。1）感知延伸層 物聯(lián)網(wǎng)中由于要實(shí)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(shí)現(xiàn)物體的信息采集、捕獲和識別。感知延伸層的關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器、rfid 、gps 、自組織網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、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(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，主要進(jìn)行信息的傳遞，包括接人網(wǎng)和核心網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層要根據(jù)感知延伸層的業(yè)務(wù)特

4、征，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)特性，更好地實(shí)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(luò)。物聯(lián)網(wǎng)中有很多設(shè)備的接人，是一個泛在化的接人、異構(gòu)的接人。接人方式多種多樣，接人網(wǎng)有移動網(wǎng)絡(luò)、無線接人網(wǎng)絡(luò)、固定網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)。移動通信網(wǎng)具有覆蓋廣、建設(shè)成本低、部署方便、具備移動性等特點(diǎn)，使得移動網(wǎng)絡(luò)將成為物聯(lián)網(wǎng)主要的接人方式，通信網(wǎng)絡(luò)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(luò)，還要連接大的網(wǎng)絡(luò)，這是一個層次性的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這要借助有線和無線的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無縫透明的接人。隨著物聯(lián)

5、網(wǎng)業(yè)務(wù)種類的不斷豐富、應(yīng)用范圍的擴(kuò)大、應(yīng)用要求的提高，對于通線網(wǎng)絡(luò)也會從簡單到復(fù)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(wù)和應(yīng)用層 業(yè)務(wù)和應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的信息處理和應(yīng)用，面向各類應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息的存儲、數(shù)據(jù)的挖掘、應(yīng)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(shù)。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(shù)的運(yùn)用，使數(shù)以億計的各類物品的實(shí)時動態(tài)管理變得可能。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(jìn)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(yùn)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(luò)引擎。二、基于大學(xué)校園管理的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)1. 感知技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)多通過RFID技術(shù)、傳感器來達(dá)到感知的目的。RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，中文名為射頻識別技術(shù)，它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動、快捷、方便地識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)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(diǎn)的環(huán)境參數(shù)。2. 傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它在

7、每個節(jié)點(diǎn)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(xiàn)格式。3. 無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)指的是使用無線電技術(shù)進(jìn)行傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)，它是有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，和有線網(wǎng)絡(luò)功能相似，只是傳輸技術(shù)不同而已。它的優(yōu)勢是在沒有有線網(wǎng)絡(luò)的地方，或是移動的環(huán)境下，也能同樣地連接上網(wǎng)絡(luò)。4. 數(shù)據(jù)融合技術(shù)數(shù)據(jù)融合技術(shù)是利用計算機(jī)技術(shù)、人工智能等技術(shù)，將來自多個傳感器的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、過濾、自動分析、綜合處理，進(jìn)而得出相應(yīng)的估計、決策等信息，以便輔助人們進(jìn)行管理、決策工作。三、物聯(lián)網(wǎng)在大學(xué)校園管理中應(yīng)用的前提條件 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展以及計算

8、機(jī)相關(guān)硬件設(shè)備的快速普及，促進(jìn)了高校信息化建設(shè)的步伐，當(dāng)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(shí)現(xiàn)了高校信息化資源整合、校內(nèi)電子支付以及財務(wù)系統(tǒng)等各類信息管理系統(tǒng)的集成，1為師生的工作、學(xué)習(xí)和日常生活帶來了許多便利，如校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)與使用為學(xué)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(dāng)前數(shù)字校園在建設(shè)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(xué)生一卡通丟失較多且難以進(jìn)行跟蹤追回等問題。同時隨著各類機(jī)構(gòu)和銀行不斷推出新的信息卡，每一位學(xué)生往往多張信息卡，這給學(xué)生的日常使用帶來了許多不便。自20世紀(jì)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(shè)、教育教學(xué)模式、師生學(xué)習(xí)和生活方式產(chǎn)生了重要的影響，使高校全面進(jìn)入了數(shù)字化時代?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)與移動通信網(wǎng)絡(luò)的不斷深入發(fā)展，促使了新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展，這將促進(jìn)新一代智能數(shù)字校園的研究與建設(shè)，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(xué)習(xí)和日常生活服務(wù)。 大學(xué)作為年輕人密集的地方，同時也是高級知識分子集結(jié)地，在大學(xué)校園管理中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能迅速被人們接受和運(yùn)用。且目前很多高校都擁有多年的校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，已擁有校園網(wǎng)及校園無線網(wǎng)絡(luò)。這些都為物聯(lián)網(wǎng)在高校管理中的運(yùn)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(shù)的日益成

10、熟和深入應(yīng)用，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的安防系統(tǒng)并由此實(shí)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(biāo)是防侵入，對異常情況提供實(shí)時報警 并快速作出正確的處理，以確保學(xué)校邊界、重要場所的安全。 整個網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)和物聯(lián)網(wǎng)模塊組成，其中各監(jiān)控點(diǎn)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?jǐn)z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(diǎn)的信息，并給出相應(yīng)的控制信息到監(jiān)控點(diǎn) 完成相應(yīng)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(diǎn)。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(luò)，以提供相應(yīng)的服務(wù)。1）感知校園邊界系統(tǒng)，利用電子幕、紅外傳感器和實(shí)時錄像相結(jié)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(shí)現(xiàn)對異常情況的檢測，攝錄設(shè)備實(shí)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(shù)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?jǐn)z錄設(shè)備實(shí)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(shí)現(xiàn)平安校園管理，有效地應(yīng)用感知系統(tǒng)采集到

12、的相關(guān)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(biāo)，該平臺根據(jù)學(xué)校的管理模式和相關(guān)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(yīng)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(shè)平安校園管理系統(tǒng)基本可以滿足要求，而采用b/s結(jié)構(gòu)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(shè)置的相應(yīng)條件實(shí)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(shè)備等）發(fā)出報警信息以通知值班人員作出相應(yīng)的處理。2）利用與因特網(wǎng)連接的功能，實(shí)現(xiàn)與社會網(wǎng)

13、絡(luò)的連接，實(shí)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(xué)校主管領(lǐng)導(dǎo)和職能部門的要求，設(shè)計相應(yīng)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(shí)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(yùn)行非常重要。六、結(jié)束語 隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)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(xué)校的應(yīng)用也將進(jìn)一步深入。在圖書館管理、教學(xué)管理中的應(yīng)用將進(jìn)一步提高教育管理信息化的水平，如網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)名、一卡通等。而將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于專業(yè)教學(xué)和建設(shè)，可以為相關(guān)專業(yè)建立真正意義上的模擬實(shí)訓(xùn)基地提供技術(shù)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(jī)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(fèi)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(wù)。但由于識別的各種硬件設(shè)備的成本較高且性能不穩(wěn)定,導(dǎo)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(shù)