论文部分内容阅读
【摘 要】加快信息化时代教育变革。建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台是大势所趋，本文围绕基于5G的物联网技术在智慧校园建设、打造智慧教育体系展开了探讨，并提出相应建议。
【关键词】5G;物联网;智慧校园;建设;应用
一、5G教育专网搭建智慧校园的先进网络基础
5G时代人与物、物与物的连接，需要与教育教学、教学管理等各场景深度融合，才能有效的解决当前存在的突出的如教育均衡化建设、综合素质评价、校园安全、教育管理效率，数据分析价值体现等多方面的问题。
5G教育行业专网整体架构：教育行业终端采集的教育数据通过5G基站（该基站部署于校内）接入无线网络，通过行业专网网关截断数据并进行本地分流到本地部署的教育边缘云平台。同时借助网络切片技术，实现公网数据与教育数据的隔离，保证教育数据传输的SLA性能保证（速率保证、时延保证），并配合边缘计算技术实现高速率、低时延的智慧教育应用，赋能校内信息化系统升级的同时，加速智慧教育的快速发展，保障国家智慧教育战略落地，整体框架如下所示：
5G教育行业专网的价值：基于5G行业专网的整体网络架构以及关键组成要素，能够为客户提供高质量的无线网络接入、云计算能力，以及高等级的教育数据安全防护能力，保障数据安全。
二、物联网平台实现智慧校园智能设备的统一管理
在智慧校园建设的统筹规划下，依照“一体化”的建设思路，通过物联网基础支撑平台建设实现感知终端的接入管理、感知终端交互通信及对感知终端采集数据的获取、存储、预处理、转发等，形成各种开放服务，可为各类应用系统提供应用使能、集成使能和数据使能。
智能化应用体系是物联网建设的重要部分，也是可以直接提升管理服务能力、生产、生活环境的重要构成。智慧校园应用体系建设基于校园统一智能平台实现各子系统的集成、联动、融合，使从单场景智能迈向整体智能。
物联网统一开放平台系统架构
AIoT智慧校园物联网统一开放平台分为设备层、网络层、平台层和应用层。
1、设备层
平台支持各种应用场景的多种类设备接入，物联网统一开放平台提供设备接入的SDK、标准的HTTP、MQTT等方便各厂家设备快速接入平台。
平台通过部署在各地的各类物联网传感终端，获取监测/监管对象的数据信息，实现对学校能源、资产、消防、停车场等各领域范围的信息监测数据的采集，作为校园物联网统一开放平台的基本原始数据来源。
2、网络层
平台支持多种类设备组网协议及多种应用层通信协议，如设备网络组网支持LoRa、NB-IoT、ZigBee、蓝牙等无线低功耗设备网络组网及485总线组网，支持3G/4G/5G，Ethernet等网络联网方式。支持MQTT、CoAP、HTTP、AMQP等应用层通信协议。
3、平台层
平台层即物联网基础支撑平台，主要负责各类传感设备数据的采集、存储、数据分发等操作。在此基础上，物联网基础支撑平台可为各应用系统提供智能联动、集中管控、智能预警、智能运维等AI开放能力。
4、应用层
通过物联网基础支撑平台的数据与共享，可统一构建校园各类物联网应用系统，本期主要建设智能电源管理系统、智能水源管理系统、智慧路灯系统、资产管理系统、智能环境管控系统、智能停车系统。
三、丰富的应用场景提升智慧校园管理水平
（1）教务管理系统
在智慧校园建设过程中，可利用5G物联网技术构建完善的教务系统，其精准性也无法得到有效的保障，而现代技术的应用就可以有效的解决这一问题，教工可以快速的解决各环节的问题，这也是提高管理工作效率的有效途径[1]。
（2）公共信息管理系统
5G技術的快速发展带动了物联网的进步，而且在两者技术融合，可全面实现校园智能化及信息化，使得各项资源都能够发挥出最大效用价值。
●5G校园专网可让教职工便利的登录校园管理系统中，更能够从根本上保证办公质量，在此基础上无纸化办公已经逐渐成为时代发展的必然趋势[2]。
●校方可以基于物联网平台建设校园生活平台，实现服务线上化，流程系统化，管理精细化，协助校方统筹和管理校园生活服务。有利于学校进行统一管理，这对于高校迈向智能化方向发展也起到了积极促进作用[3]。
●基于5G物联网技术背景下，可以建立相应的自动化考勤系统，采用刷卡或者人脸识别的方式记录学生的考勤情况，并将所有的信息录入至后台数据库中，有效的提高了考勤管理效率。
（3）后勤管理系统
后勤工作就是对学生的安全进行负责，为了能够提升校园内的安全系数，后期管理部门可以在校园内各场所、区域按照监控设备，并将设备进行全流程管理，以便于后台工作人员及时发现校园内的异常情况，并制定针对性措施进行解决处理，将各种危险因素扼杀在摇篮中，从而达到提升校园安全性的根本目的[4]。
（4）教学质量提升
高校可以充分利用5G物联网技术手段为学生构建轻松愉悦的课堂氛围，并将VR、AR等引进到教学中，增强学生的体验感，给予学生沉浸式学习体验。而且该技术还能让学生与教师并不再同一个空间内都能有着身置课堂一般的感受，这种多元化的教学模式会增强师生的互动，在教学水平提升上也有积极促进作用[5]。
四、结语
综上所述，5G技术本就有着高速传输且稳定性较强的特点，其与物联网技术有效的融合在一起不仅可以为高校智慧校园的建设提供相应的技术支撑，更能够起到有效的推动作用，使其朝向智能化、信息化、现代化方向发展。
参考文献：
[1]胡先智，梁艳，马文涛，李宏伟，王力.“人工智能+物联网”背景下的智慧校园一卡通建设研究[J].中国教育信息化，2021（05）：61-65.
[2]侯妍杉，李心怡，邓奥，杨雨桐，李婉欣.基于物联网的智慧校园社区建设探究——以佛山科学技术学院智慧校园建设为例[J].现代营销（经营版），2019（07）：75-76.
[3]李霞，甘琤，程源，石月凤.高校智慧校园的建设：技术、内容和服务——以郑州轻工业大学为例[J].现代教育技术，2019，29（09）：80-85.
[4]丰明聪，李盘荣，胡云.基于云计算和物联网技术的开放大学智慧校园建设——以无锡开放大学为例[J].铜仁学院学报，2017，19（06）：70-73.
[5]徐玉妃，杨昆，袁凌云，罗毅.基于物联网的智慧校园建设与研究——以云南师范大学为例[J].云南师范大学学报（自然科学版），2016，36（01）：47-52.
（作者单位：中移物联网有限公司）
【关键词】5G;物联网;智慧校园;建设;应用
一、5G教育专网搭建智慧校园的先进网络基础
5G时代人与物、物与物的连接，需要与教育教学、教学管理等各场景深度融合，才能有效的解决当前存在的突出的如教育均衡化建设、综合素质评价、校园安全、教育管理效率，数据分析价值体现等多方面的问题。
5G教育行业专网整体架构：教育行业终端采集的教育数据通过5G基站（该基站部署于校内）接入无线网络，通过行业专网网关截断数据并进行本地分流到本地部署的教育边缘云平台。同时借助网络切片技术，实现公网数据与教育数据的隔离，保证教育数据传输的SLA性能保证（速率保证、时延保证），并配合边缘计算技术实现高速率、低时延的智慧教育应用，赋能校内信息化系统升级的同时，加速智慧教育的快速发展，保障国家智慧教育战略落地，整体框架如下所示：
5G教育行业专网的价值：基于5G行业专网的整体网络架构以及关键组成要素，能够为客户提供高质量的无线网络接入、云计算能力，以及高等级的教育数据安全防护能力，保障数据安全。
二、物联网平台实现智慧校园智能设备的统一管理
在智慧校园建设的统筹规划下，依照“一体化”的建设思路，通过物联网基础支撑平台建设实现感知终端的接入管理、感知终端交互通信及对感知终端采集数据的获取、存储、预处理、转发等，形成各种开放服务，可为各类应用系统提供应用使能、集成使能和数据使能。
智能化应用体系是物联网建设的重要部分，也是可以直接提升管理服务能力、生产、生活环境的重要构成。智慧校园应用体系建设基于校园统一智能平台实现各子系统的集成、联动、融合，使从单场景智能迈向整体智能。
物联网统一开放平台系统架构
AIoT智慧校园物联网统一开放平台分为设备层、网络层、平台层和应用层。
1、设备层
平台支持各种应用场景的多种类设备接入，物联网统一开放平台提供设备接入的SDK、标准的HTTP、MQTT等方便各厂家设备快速接入平台。
平台通过部署在各地的各类物联网传感终端，获取监测/监管对象的数据信息，实现对学校能源、资产、消防、停车场等各领域范围的信息监测数据的采集，作为校园物联网统一开放平台的基本原始数据来源。
2、网络层
平台支持多种类设备组网协议及多种应用层通信协议，如设备网络组网支持LoRa、NB-IoT、ZigBee、蓝牙等无线低功耗设备网络组网及485总线组网，支持3G/4G/5G，Ethernet等网络联网方式。支持MQTT、CoAP、HTTP、AMQP等应用层通信协议。
3、平台层
平台层即物联网基础支撑平台，主要负责各类传感设备数据的采集、存储、数据分发等操作。在此基础上，物联网基础支撑平台可为各应用系统提供智能联动、集中管控、智能预警、智能运维等AI开放能力。
4、应用层
通过物联网基础支撑平台的数据与共享，可统一构建校园各类物联网应用系统，本期主要建设智能电源管理系统、智能水源管理系统、智慧路灯系统、资产管理系统、智能环境管控系统、智能停车系统。
三、丰富的应用场景提升智慧校园管理水平
（1）教务管理系统
在智慧校园建设过程中，可利用5G物联网技术构建完善的教务系统，其精准性也无法得到有效的保障，而现代技术的应用就可以有效的解决这一问题，教工可以快速的解决各环节的问题，这也是提高管理工作效率的有效途径[1]。
（2）公共信息管理系统
5G技術的快速发展带动了物联网的进步，而且在两者技术融合，可全面实现校园智能化及信息化，使得各项资源都能够发挥出最大效用价值。
●5G校园专网可让教职工便利的登录校园管理系统中，更能够从根本上保证办公质量，在此基础上无纸化办公已经逐渐成为时代发展的必然趋势[2]。
●校方可以基于物联网平台建设校园生活平台，实现服务线上化，流程系统化，管理精细化，协助校方统筹和管理校园生活服务。有利于学校进行统一管理，这对于高校迈向智能化方向发展也起到了积极促进作用[3]。
●基于5G物联网技术背景下，可以建立相应的自动化考勤系统，采用刷卡或者人脸识别的方式记录学生的考勤情况，并将所有的信息录入至后台数据库中，有效的提高了考勤管理效率。
（3）后勤管理系统
后勤工作就是对学生的安全进行负责，为了能够提升校园内的安全系数，后期管理部门可以在校园内各场所、区域按照监控设备，并将设备进行全流程管理，以便于后台工作人员及时发现校园内的异常情况，并制定针对性措施进行解决处理，将各种危险因素扼杀在摇篮中，从而达到提升校园安全性的根本目的[4]。
（4）教学质量提升
高校可以充分利用5G物联网技术手段为学生构建轻松愉悦的课堂氛围，并将VR、AR等引进到教学中，增强学生的体验感，给予学生沉浸式学习体验。而且该技术还能让学生与教师并不再同一个空间内都能有着身置课堂一般的感受，这种多元化的教学模式会增强师生的互动，在教学水平提升上也有积极促进作用[5]。
四、结语
综上所述，5G技术本就有着高速传输且稳定性较强的特点，其与物联网技术有效的融合在一起不仅可以为高校智慧校园的建设提供相应的技术支撑，更能够起到有效的推动作用，使其朝向智能化、信息化、现代化方向发展。
参考文献：
[1]胡先智，梁艳，马文涛，李宏伟，王力.“人工智能+物联网”背景下的智慧校园一卡通建设研究[J].中国教育信息化，2021（05）：61-65.
[2]侯妍杉，李心怡，邓奥，杨雨桐，李婉欣.基于物联网的智慧校园社区建设探究——以佛山科学技术学院智慧校园建设为例[J].现代营销（经营版），2019（07）：75-76.
[3]李霞，甘琤，程源，石月凤.高校智慧校园的建设：技术、内容和服务——以郑州轻工业大学为例[J].现代教育技术，2019，29（09）：80-85.
[4]丰明聪，李盘荣，胡云.基于云计算和物联网技术的开放大学智慧校园建设——以无锡开放大学为例[J].铜仁学院学报，2017，19（06）：70-73.
[5]徐玉妃，杨昆，袁凌云，罗毅.基于物联网的智慧校园建设与研究——以云南师范大学为例[J].云南师范大学学报（自然科学版），2016，36（01）：47-52.
（作者单位：中移物联网有限公司）