物联网技术在智慧校园建设中的运用

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　　摘要：物联网是以互联网为基础，运用各种信息传感设备把人、物、机、时间、地点互联互通的新一代信息技术。运用物联网技术进行智慧校园建设，不仅可以对教学方面进行创新，还可以提升校园安全性，实现校园的智慧化管理。基于此，本文研究分析了物联网技术在智慧校园建设中的运用。
　　关键词：物联网;智慧校园;建设运用
　　中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）08-0098-03
　　0 引言
　　智慧校园是指把校园学习、生活与工作运用物联网技术，进行一体化的融合，使得校园内的管理、教学、科研与校园生活变得更加系统化、高效化，对传统校园中存在的问题进行更恰当的解决，促进我国教育事业的进一步发展。
　　1 物联网技术的含义、挑战
　　1.1 物联网技术含义
　　物联网技术是指以互联网为基础，运用各种现代信息传感设备与技术，对物体进行各种信息收集、录入、连接，并进行智能化感知、识别与管理的过程[1]。它运用互联网实现了人与物、物与物之间的信息交流，做到了信息的准确收集、交流与分享，因此它具有以下三方面的特征：整体感知、可靠传输、智能处理。整体感知是指它运用感知设备进行信息的感知与获取，做到了信息的全方位收集。可靠传输是指它以互联网为基础，进行物体信息的准确分享，使得信息可以准确的进行交流与传播。智能处理是指它可以运用各种智能技术，对物体信息进行感知、收集、处理、监控等一系列的过程，为人们生活、学习和工作提供更多的便利。
　　1.2 物联网技术挑战
　　近几年来，物联网技术的发展已经逐渐形成规模，人们投入了大量的人力、物力与精力进行物联网技术的开发，使其帮助各行各业解决了以往模式中存在的问题，取得了良好的效果。但是，物联网技术在成本、技术、管理等方面还存在挑战，各大学校在运用物联网技术进行智慧校园建设时，应该对这些挑战进行了解，以避免在智慧校园建设的过程中出现问题。物联网技术的挑战主要存在几个方面：
　　（1）技术标准问题。物联网技术对于互联网的要求更高，它需要运用不同的技术与端口进行信息的感知，以满足物体信息收集、传输与分享的需求。但是，物联网技术并没有统一的技术标准，导致各大学校在进行智慧校园建设时，不能有统一的标准进行落实，不利于智慧校园的规范化建设。（2）管理问题。物联网技术是对互联网的进一步完善，随着其应用范围的不断扩大，各行各业之间的信息都会相互交叉，导致各大学校在进行智慧校园建设时，需要对各种信息进行有针对性地筛选，也对智慧校园的平台管理带来了困难。（3）成本问题。物联网技术的应用需要大量的资金支持，学校在运用物联网的过程中，不仅增加对于智慧校园的建设资金投入，还要增加智慧校园的维护投入，增加了学校的资金压力。各大学校在运用物联网技术的过程中，应该对物联网技术的缺点进行了解，结合本校的实际情况进行智慧校园的搭建，提升校园教学环境，提升学校的教学与管理效率[2]。
　　2 智慧校园的含义、特征、物联网
　　2.1 智慧校园的含义
　　物联网技术是搭建智慧校园的基础，各大学校会运用物联网技术把学校的师生、教学资源、管理方式等方面进行结合，打造一体化、智能化、网络化的学习环境，提升学校的教学效率与管理效率。各大学校在运用物联网进行智慧校园搭建的过程中，应该坚持全面性、系统性、开放性、适用性和经济性等方面的原则，不断提升智慧校园的搭建速度，使得智慧校园可以满足学校的教学需求，为学生提供智慧化的学习环境，保证学生在校期间的健康成长。
　　2.2 智慧校园的特征
　　（1）满足了教学的个性化服务。智慧校园的搭建为师生提供了一个智能化、综合性的信息平台，教师可以根据自己的教学需求，进行教学内容与教学方式的设计，运用智慧化平台进行教学资源的收集，为学生设计科学、合理的教学内容，提高教学效率。学生也会运用智慧化的信息平台进行学习资源的收集，不仅提高了学生的学习效率，还引导学生养成了良好的学习习惯，满足了师生的个性化需求。（2）提高了管理效率。智慧校园把物联网技术与教学管理的各个环节进行融合，使得教学管理各个环节变得信息化、智能化，增加了教学管理各部门之间的交流与合作，使得各个部门通过配合进行教学管理，提升了教学管理效率。（3）教学环境完善。智慧校园会通过物联网技术进行智能感应环境和信息化服务平台的搭建，为学校与外部社会建立了一个交流的端口，使得学校可以更加了解外部社会对于人才的需求，根据需求进行教育内容的调整，为学生营造良好的学习环境，加深学生学习的深度和广度，有助于促进学生的全面成长。
　　2.3 智慧校园的物联网
　　各大学校运用物联网结合本校的特点，进行了信息化平台的搭建，实现了校园物联网的教学与管理，为学校进行智能化教学与管理奠定了基础。目前，我国大部分學校已经实现了智慧校园物联网的搭建，并运用物联网平台进行教学活动、管理活动与校园文化建设活动的开展，帮助学生在进行知识学习的同时进行外部世界的了解，有助于开拓学生的知识面，加深学生对社会的认知，为学生以后更好的进行学习奠定基础[3]。
　　3 物联网技术在智慧校园建设中的应用措施
　　目前，智慧校园已经在我国各大学校中得到了应用，他们搭建智慧校园进行教学管理、校园工作管理、校园安全工作及考勤工作管理等多个方面，为数字校园的建设与发展做好了前提基础。因此，可以从以下几方面运用物联网进行智慧校园的搭建。
　　3.1 物联网技术与教学管理相融合
　　各大学校可以运用物联网技术与课堂教学进行融合，丰富课堂教学的内容与形式，激发学生对于知识的学习与探究欲望，从而提升学生的学习效率。各大学校可以将AI技术应用到教学中，通过软件、智能硬件等方式，增加学生对知识的理解，培养学生对前沿科技的兴趣和探索欲，提升整体交互体验和学习的趣味性。例如，学校可以运用AR、机器人、体验式手段辅助教学，运用语音、文字、图片等方式进行知识的形象转化，打造课程、教学平台、虚拟体验等一体化的智慧教育解决方案，普及孩子对人工智能和新技术的认知，也为广大教师的新技术能力及创新能力的培养提供助力。AR辅助教学是指通过中英文AR故事绘本、自定义有声贴纸、增强现实趣味涂鸦等形式，将知识与概念形象化、具体化的展现出来，交互性及趣味性强，虚实结合的教学环境来促进知识的迁移，达到寓教于乐的目的。机器人辅助教学是指通过集成语音识别、语音合成、UNIT、图像识别和知识图谱等服务，实现人机语音交互、智能问答、拍照识图识字并关联百科信息等能力，提升整体交互体验和学习的趣味性，实现知识科普。同时还可通过语音合成服务，实现教学视频自动配音，教学材料有声朗读等功能，降低教学材料制作成本。体验式辅助教学是指AI教育实验室是基于人工智能、机器人、大数据、物联网、脑科学等新技术打造集课程资源、教学平台、实训项目和虚拟体验等一体化的智慧教育解决方案，服务于学校和区域的人工智能教学，培养未来人工智能创新人才，培育创新驱动发展新引擎[4]。 　　各大学校可以把物联网技术与课后作业批改进行结合，学校可以通过应用百度OCR技术，包括通用文字识别、手写识别、公式识别、数字识别等能力，对作业、答题卡图片进行扫描，智能识别学生考号、姓名等信息来判断学生身份;识别印刷题目和手写答题内容;识别客观题答案实现电子信息化阅卷等。促进教学管理数字化和智能化，提高教师阅卷效率，对学生日常作业及考试试卷中的内容进行自动识别，实现学生作业、考卷的线上批阅，降低教师阅卷负担，大幅度提升教师工作效率及质量。
　　3.2 物联网技术与学校安防相结合
　　学校是学生学习和成长的主要场所，学校做好校园安防工作，不仅可以保证学生的成长环境，还可以降低校园内的各种风险因素，保证教学活动的顺利开展。因此，各大学校可以把物联网技术与学校安防工作进行结合，运用网络摄像头，通过在动态环境下对人脸生物特征的快速获取与识别，实时核验人员身份，对异常情形进行相应预警与分析处理，做好校园管理工作，保证学校的教学安全。首先，学校要指定地点布控摄像头，在区域建筑范围内布设网络摄像头，架设在局域网内并与服务器相连。摄像头采集的视频实时传回局域网服务器，用于视频分析处理。其次，学校要进行人脸信息录入，对学校出入人员以及黑名单人员等身份信息录入和人脸采集，并进行人脸权限设置，完成人脸库的建设，后续分析将基于人脸库对比展开。最后，学校要分析视频中信息并反馈结果，基于视频流/文件分析其中的人脸、人体等信息，构建结构化数据，并进行数据分析及反馈，如与安保系统结合做到陌生人实时预警，基于人体信息分析人群流量密度等。基于人脸信息构建「一人一档」，实现以人脸为线索的实时搜索与预警;打造安防监控的精细化数据处理与分析，对进入校园的人员进行严密的检查，为学生营造安全的校园环境，保证学生的身心安全[5]。
　　3.3 物联网技术与学生自主服务相结合
　　学校不仅是帮助学生进行知识学习的地方，还是对学生进行能力培养的重要场所，学校可以运用物联网技术为学生提供自动化服务，不仅可以降低学校的人工服务成本，还可以为学生提供便利的校园生活。校内通过刷脸自助结账，自助借还图书解决忘带卡等问题，同时避免因人工效率低造成的排队等待，提升校园生活便利性。应用人脸识别技术配合摄像头部署，实现图书馆刷脸借书，食堂和自助售货机刷脸支付等场景，提升校园生活便捷性。首先，学校要运用物联网进行人脸信息录入，采集录入学生人脸信息，验证身份后，与学生证件（学生证、图书证、饭卡）关联，形成人脸信息库。其次，学校要搭建人脸身份验证和自助支付服务，刷脸借书：在图书馆部署图书借还一体机，完成人脸信息获取，并在事先构建的人脸库中查找，完成身份的确认，实现图书的自助借还，提升体验和效率，并节约人力成本;刷脸消费：在食堂结账台部署摄像头，获取人脸信息后完成身份的确认。通过菜品识别、人脸识别，实现菜品自动结算和刷脸结账;在校园超市、自助售货机等场景，结合商品识别、人脸识别实现刷脸自助购物。学校通过搭建自动化的学生服务，不仅为学生的校园生活提供了便利，还加深了学生对于智慧校园的理解，使学生可以更加熟练的运用各个智能化模块进行学习，为学生以后的学习奠定良好的基础。
　　3.4 物联网技术与考勤管理相结合
　　各大学校在进行智慧校园建设的过程中，应该注重对学生的管理工作，加强对学生的管理，为更好的进行教学工作开展做好准备。学校可以通过在校内、课堂等部署考勤机、摄像头或pad等智能终端设备，实现学生、教职员工刷脸考勤，验证是否为本人，杜绝作弊现象，提升考勤管理效率。首先，学校要进行考生信息录入，采集用户的人脸图片，创建待识别的人脸库，将考生信息与人脸信息关联起来。其次，学校要执行考勤刷脸，获取人脸，比对验证，现场获取人脸图片进行人脸识别，判断人脸相似度，输出考勤结果;采用活体检测技术，通过分析图片特征，防止图片、视频作弊，确保考勤人员为真人。最后，进行考勤的智能化记录，基于人脸识别的结果，进行考勤记录，并将数据输出到考勤系统中，进行下一步的业务处理。通过智能化的管理，学校可以实現对学生考勤工作便捷化管理，降低了教师的工作难度，提升了管理效率，使得教师可以有更多的时间进行教学内容安排，从而提升了学校教学与管理质量[6]。
　　4 结语
　　综上所述，物联网技术在智慧校园建设中的应用，一方面帮助学校实现了智能化教学、管理与校园文化建设，为教师提供了全面化的信息平台，让教师根据学生学习信息、教学要求，运用物联网技术进行教学内容与教学方式的完善，提升了教学效果;另一方面激发了学生对于学习的兴趣，让学生在智慧校园中体会智能化所带来的便利性，不仅引导学生养成良好的学习习惯，还加深了学生对于智慧校园的印象，有助于学生运用信息平台进行学习，提高学生学习效果。因此，我国各大学校应该根据本校的教学与管理需求，运用物联网进行智慧校园的搭建，为学生提供安全、智能的学习环境，促进学校教学事业的发展。
　　参考文献
　　[1] 陈江萍.物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].计算机产品与流通，2020（6）：263.
　　[2] 刘建.物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].无线互联科技，2020（3）：32-34.
　　[3] 赵小伟，张云娜.云计算和物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].信息与电脑（理论版），2020（1）：192-193+196.
　　[4] 王明远.基于5G的物联网技术在智慧校园建设中的应用分析[J].大众标准化，2020（1）：63-64.
　　[5] 陈颖，张杰，何建伟.物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].信息记录材料，2020（1）：206-207.
　　[6] 朱文祥.物联网技术在智慧校园建设中的应用分析[J].南方农机，2019（24）：245.
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