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摘 要： 当今社会，物联网技术越来越在社会生活的各个方面显现出其独特的作用，其中在智能校园建设方面尤为突出。着重介绍以物联网技术为发展前提，基于物联网技术的智能管理数字校园建设。
关键词： 物联网；智能校园；建设
中图分类号：TP6 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110110-01
1 构建平安节能数字校园，满足我校信息化深入应用的需求
我校在2012年投资1800万元完成了国内外一流的，功能完善、技术先进的多系统多业务融合的全数字校园网建设。该数字校园网通过光纤、六类双绞线、无线实现十万兆为骨干、万兆到楼、千兆到桌面的信息接入，可实现对校园区域的全面覆盖。已经实现计算机网络、IP视频安全监控、教学巡查、校园一卡通、班班通、网络接入、IP语音与视频、信息发布、多媒体录播系统等多系统业务的一体化。该数字校园不但可以满足我校办公、管理以及教学的数字化需要，还利用200M出口带宽和数字教学资源平台为我市职业教育区域数字资源中心提供服务。
1.1 物联网技术的不断发展，使得基于物联网技术的数字校园建设从软硬件上成为可能
物联网（Internet of Things，简称IOT）又称为传感网，是互联网从人向物的延伸，是指在真实物理世界中部署具有一定感知能力和信息处理能力的嵌入式芯片和软件系统，通过网络设施实现信息传输和实时处理。从而实现物与物、物与人之间的通信。从技术的角度来看，物联网是在计算机网络基础上利用射频识别（RFID）、传感器技术、无线数据通信等技术，将射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设施按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和数据通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的新一代网络技术。同传统数字校园平台相比，在物联网技术中，最关键的技术是传感器技术和云计算机技术。随着云计算技术和传感器技术的快速发展，促使了物联网时代的到来。
1.2 基于物联网技术下的数字校园硬件平台基础建设工程
现有数字校园网基础上，根据物联网建设要求，通过技术改造和升级，增加信息点数量和物联无线网覆盖范围，满足智慧校园网络基础要求；在原有校园一卡通数据库基础上，对资产设备和校内资源进行统一编码和数据结构定制，构建全校统一的规范化的校园信息库和数据中心；建设传感器网络，实现重点区域和关键区域的传感器部署和设计；升级目前数据中心服务器和存储设备，购买配套平台软件，满足智慧校园数据处理和存储需求。
智能管理数字校园---通过完善现有校园一卡通系统以及数字校园平台，在此基础上，增加2.4G ID 网络，结合传感器技术，实现师生员工信息电子地图系统，及时掌握师生动态位置和状态信息。同时，尝试在学校管理中采用基于物联网技术的学生综合管理信息系统。满足学校特色活动以及日常管理和家校互动的需求，实现学生管理的特色化。
平安数字校园--升级数字视频安全监控系统，在原数字校园全IP数字视频监控系统的基础上，通过基于物联网技术的升级改造，升级为数字校园安全与环境监控中心，实现平安数字校园。
节能数字校园---建立基于物联网的数字校园资源监控与管理中心，通过对校园内水、电等资源的集中控制，掌握实时能源耗费信息，并能提供资源使用付费控制，完成对教室、实验室等资源的实时使用状态管理和资源分配，对车辆、固定资产的管理，以及对主要建筑物实现智能电表网络化管理和水资源网络管理，改造建设灯光网络管理系统，实现校园的节能与环保。
2 基于物联网技术下的数字校园平台基础建设工程
在现有全覆盖数字校园综合布线基础上，根据物联网建设的需求，建设基于zigbee无线自组网的无线网络，覆盖所有传感器节点和主要建筑和设施。
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的便宜的、低功耗近距离无线组网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。由于ZIGBEE的优越特性，基于ZIGBEE技术的无线组网是一种比较合适的下行信道的实现手段。特别适合应用于一些布线困难旧楼改造的能耗管理系统中。而若将其与成熟的工业以太网和GPRS/CDMA上行信道结合，与后台管理主站组成集抄和监控系统，则可以为远程管理提供一个有效的解决方案。
物联网硬件区别于传统数字网络的特点之一就是大量传感器的应用，物联网下的传感器是一种能感知预定的被测指标并按照一定的规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成，是物联网中采集信息和实现对现实世界感知的重要设备。传感器的种类很多，如速度传感器、入侵传感器、温度湿度传感器、位置传感器、能耗传感器等，也可以包含以师生用户的电子标签卡或者手机一卡通卡为EPC码存储设备的RDID传感器。下图显示了传感器数据采集示意图。
传感器数据采集示意图
3 建设基于物联网技术的数字校园各应用系统
1）构建校园电子地图系统，实现智能管理数字校园。实现与目前数字校园各模块的汇集，实现智能管理数字校园。此部分是在原有数字校园模块，特别是数字校园平台和监控系统的基础上，按照物联网要求，实现师生员工信息电子地图系统，来及时掌握师生动态位置和状态信息。实现学生或员工的考勤和状态信息管理的智能化。通过开发基于Web的校园电子地图系统也即地理信息系统，利用GIS技术、信息技术以动态网页技术搭建的基于B/S模型的校园地理信息服务网站。可以直观地反映校园信息，有效提高校园信息交互检索的效率，使校园的师生迅速的熟悉校园的环境，并且利用地图的形式，将校园信息展现的方式从传统的纯文字模式解脱出来，实现地图与文字、图片等展现模式相结合。
2）升级数字视频安全监控系统，在原有安全监控单一功能的基础上，通过物联网传感器技术，升级为校园安全与环境监控中心，实现平安数字校园。
通过开发基于物联网的“数字校园安防集成系统”，通过软件图形化的管理形式方便相关人员进行日常管理、检查工作；通过巡更及上报分析系统，确保校园安保制度的贯彻执行。数字校园安防集成系统主要包括视频监控、红外射频防盗报警、门禁系统、巡更系统、紧急求助、呼叫系统、对讲系统等相对独立子系统，根据安防应用需要，快速、方便地在安防监控中心把各系统的数据资源、控制资源等信息，通过集成联动平台的方式组合起来，最大限度地利用整体资源，达到优势组合的目的，帮助学校及上级主管部门实现监督管理、监控互动、及时排除校园安防中的漏洞，最大限度保护学校师生的财产、生命安全。
3）建立基于物联网的校园资源监控与管理中心，实现节能数字校园。采用物联网技术，通过对全校各部分的水、电等资源的参数进行检测，实施集中控制，掌握实时能源耗费信息，并能提供资源使用付费控制，完成对教室、实验室等资源的实时使用状态管理和资源分配，对车辆、固定资产的管理，以及对学生公寓实现智能电表网络化管理和水资源网络管理，改造建设灯光系统，实现校园的节能与环保。
参考文献：
[1]刘云浩，《物联网导论》，2011.
[2]周圆，《基于物联网管理系统的EPC规范研究》，2007.
[3]严大虎、陈明选，《物联网在智慧校园中的应用》，2011.6.
关键词： 物联网；智能校园；建设
中图分类号：TP6 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110110-01
1 构建平安节能数字校园，满足我校信息化深入应用的需求
我校在2012年投资1800万元完成了国内外一流的，功能完善、技术先进的多系统多业务融合的全数字校园网建设。该数字校园网通过光纤、六类双绞线、无线实现十万兆为骨干、万兆到楼、千兆到桌面的信息接入，可实现对校园区域的全面覆盖。已经实现计算机网络、IP视频安全监控、教学巡查、校园一卡通、班班通、网络接入、IP语音与视频、信息发布、多媒体录播系统等多系统业务的一体化。该数字校园不但可以满足我校办公、管理以及教学的数字化需要，还利用200M出口带宽和数字教学资源平台为我市职业教育区域数字资源中心提供服务。
1.1 物联网技术的不断发展，使得基于物联网技术的数字校园建设从软硬件上成为可能
物联网（Internet of Things，简称IOT）又称为传感网，是互联网从人向物的延伸，是指在真实物理世界中部署具有一定感知能力和信息处理能力的嵌入式芯片和软件系统，通过网络设施实现信息传输和实时处理。从而实现物与物、物与人之间的通信。从技术的角度来看，物联网是在计算机网络基础上利用射频识别（RFID）、传感器技术、无线数据通信等技术，将射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设施按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和数据通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的新一代网络技术。同传统数字校园平台相比，在物联网技术中，最关键的技术是传感器技术和云计算机技术。随着云计算技术和传感器技术的快速发展，促使了物联网时代的到来。
1.2 基于物联网技术下的数字校园硬件平台基础建设工程
现有数字校园网基础上，根据物联网建设要求，通过技术改造和升级，增加信息点数量和物联无线网覆盖范围，满足智慧校园网络基础要求；在原有校园一卡通数据库基础上，对资产设备和校内资源进行统一编码和数据结构定制，构建全校统一的规范化的校园信息库和数据中心；建设传感器网络，实现重点区域和关键区域的传感器部署和设计；升级目前数据中心服务器和存储设备，购买配套平台软件，满足智慧校园数据处理和存储需求。
智能管理数字校园---通过完善现有校园一卡通系统以及数字校园平台，在此基础上，增加2.4G ID 网络，结合传感器技术，实现师生员工信息电子地图系统，及时掌握师生动态位置和状态信息。同时，尝试在学校管理中采用基于物联网技术的学生综合管理信息系统。满足学校特色活动以及日常管理和家校互动的需求，实现学生管理的特色化。
平安数字校园--升级数字视频安全监控系统，在原数字校园全IP数字视频监控系统的基础上，通过基于物联网技术的升级改造，升级为数字校园安全与环境监控中心，实现平安数字校园。
节能数字校园---建立基于物联网的数字校园资源监控与管理中心，通过对校园内水、电等资源的集中控制，掌握实时能源耗费信息，并能提供资源使用付费控制，完成对教室、实验室等资源的实时使用状态管理和资源分配，对车辆、固定资产的管理，以及对主要建筑物实现智能电表网络化管理和水资源网络管理，改造建设灯光网络管理系统，实现校园的节能与环保。
2 基于物联网技术下的数字校园平台基础建设工程
在现有全覆盖数字校园综合布线基础上，根据物联网建设的需求，建设基于zigbee无线自组网的无线网络，覆盖所有传感器节点和主要建筑和设施。
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的便宜的、低功耗近距离无线组网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。由于ZIGBEE的优越特性，基于ZIGBEE技术的无线组网是一种比较合适的下行信道的实现手段。特别适合应用于一些布线困难旧楼改造的能耗管理系统中。而若将其与成熟的工业以太网和GPRS/CDMA上行信道结合，与后台管理主站组成集抄和监控系统，则可以为远程管理提供一个有效的解决方案。
物联网硬件区别于传统数字网络的特点之一就是大量传感器的应用，物联网下的传感器是一种能感知预定的被测指标并按照一定的规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成，是物联网中采集信息和实现对现实世界感知的重要设备。传感器的种类很多，如速度传感器、入侵传感器、温度湿度传感器、位置传感器、能耗传感器等，也可以包含以师生用户的电子标签卡或者手机一卡通卡为EPC码存储设备的RDID传感器。下图显示了传感器数据采集示意图。
传感器数据采集示意图
3 建设基于物联网技术的数字校园各应用系统
1）构建校园电子地图系统，实现智能管理数字校园。实现与目前数字校园各模块的汇集，实现智能管理数字校园。此部分是在原有数字校园模块，特别是数字校园平台和监控系统的基础上，按照物联网要求，实现师生员工信息电子地图系统，来及时掌握师生动态位置和状态信息。实现学生或员工的考勤和状态信息管理的智能化。通过开发基于Web的校园电子地图系统也即地理信息系统，利用GIS技术、信息技术以动态网页技术搭建的基于B/S模型的校园地理信息服务网站。可以直观地反映校园信息，有效提高校园信息交互检索的效率，使校园的师生迅速的熟悉校园的环境，并且利用地图的形式，将校园信息展现的方式从传统的纯文字模式解脱出来，实现地图与文字、图片等展现模式相结合。
2）升级数字视频安全监控系统，在原有安全监控单一功能的基础上，通过物联网传感器技术，升级为校园安全与环境监控中心，实现平安数字校园。
通过开发基于物联网的“数字校园安防集成系统”，通过软件图形化的管理形式方便相关人员进行日常管理、检查工作；通过巡更及上报分析系统，确保校园安保制度的贯彻执行。数字校园安防集成系统主要包括视频监控、红外射频防盗报警、门禁系统、巡更系统、紧急求助、呼叫系统、对讲系统等相对独立子系统，根据安防应用需要，快速、方便地在安防监控中心把各系统的数据资源、控制资源等信息，通过集成联动平台的方式组合起来，最大限度地利用整体资源，达到优势组合的目的，帮助学校及上级主管部门实现监督管理、监控互动、及时排除校园安防中的漏洞，最大限度保护学校师生的财产、生命安全。
3）建立基于物联网的校园资源监控与管理中心，实现节能数字校园。采用物联网技术，通过对全校各部分的水、电等资源的参数进行检测，实施集中控制，掌握实时能源耗费信息，并能提供资源使用付费控制，完成对教室、实验室等资源的实时使用状态管理和资源分配，对车辆、固定资产的管理，以及对学生公寓实现智能电表网络化管理和水资源网络管理，改造建设灯光系统，实现校园的节能与环保。
参考文献：
[1]刘云浩，《物联网导论》，2011.
[2]周圆，《基于物联网管理系统的EPC规范研究》，2007.
[3]严大虎、陈明选，《物联网在智慧校园中的应用》，2011.6.