物联网技术在高职院校智慧校园的应用研究
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摘要：高职院校的电教设备的发展日新月异，在国家发布的智慧校园总体框架下，需要对软硬件重新升级改造，本文主要针对高职院校多媒体教学设备通过升级改造，使其成为智慧校园的组成部分。
关键词：物联网技术;智慧校园;应用研究
中图分类号：TP391.44;TN929.5;G717 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）08-0063-02
1 系统概述
1.1 物联网建设背景
《GB/T 36342-2018智慧校园总体框架》明确指出物联网智慧校园建设发展方向，课堂教学是智慧校园网中最不可或缺的应用之一。如何使教师与学生在课堂教学中实现有效互动，是提升高职院校教学环节质量的关键所在。因此，依托“体验教学”创设模式应用场景，可显著提升课堂教学的质量与水平。教育现代化大背景下，传统的课堂教学模式已经不能完全适应信息化教学的需要。由此，以物联网技术为基础，集智慧课堂、智慧消防、环境调节、远程控制及节能环保于一体的新型智慧教室系统正在广泛应用推广的过程中。作为一种新型现代化教学手段，智慧教室顺应了教育现代化提出的要求，在节能降耗和安全用电等方面也有着重要的作用。
在物联网应用层、传输层、感知层这三个层次的基础上，智慧教室设备通过运用传感器等技术，把高职院校课堂教学中所使用的物品与互联网进行接入，进行通信过程和信息交换，完成物与物、物与人的泛在链接，达到对教学过程中各类物品进行智慧化识别、跟踪、监控和管理的目标。
1.2 底层传输技术研究
1.2.1 采用先进的窄带广域网技术建设智慧教室，5年内主流技术
教育在什么时候都是值得拥有最好的。传统智能家居采用的通信技术主要用于家用场景，对于学校等复杂的场景存在弊端，无法满足远距离、大并发、低功耗的物联网需求。物联网的快速发展使得对无线通信技术的要求达到了更高的层次，因此，专为功耗较低、带宽需求较低、距离较远、连接量大的物联网应用而设计的LPWAN低功耗广域网技术也快速兴起。
1.2.2 部署容易，改造成本低
区别于传统的智慧教室方案，最新的物联网+智慧教室方案，无需每个区域。不需要额外搭建服务器、数据库、操作系统，在简化部署的同时也能节约成本。
1.2.3 搭建学校自己的物联网平台，轻松扩展智能应用
区别于传统的智能家居，低功耗广覆盖主流物联网技术，只要有了平台，多个应用随时可以快速上线，如智能照明管理、教室安防管理、智能风扇管理、教室环境监测系统、智能窗帘管理、智能空调管理、节能减排管理、用电安全管理[1]。
2 设计方案
目前高职院校数字化设备的使用和升级，都应遵循以下内容。
2.1 设计及应用原则
兼容性应用原则：现阶段，广泛使用在高职院校的信息化平台种类繁多。兼容性应用原则是指无论基于哪类信息化平台，各种软硬件环境需要具备统一的标准和规格，要将满足软硬件兼容性。
稳定性应用原则：高职院校智慧校园的构建需要各种技术不同程度的支持。稳定性的应用原则体现在技术和设备两个方面，在课堂和实践教学活动进行过程中显得尤为重要。保证使教师预先设定的教学计划顺利有序完成。
透明性应用原则：透明性应用原则指高职院校智慧校园中所使用的各项技术，对智慧校园的管理人员、教师和学生不在过多困扰于技术细节，而是简化技术层面的操作，使用户把主要的精力和时间用于课堂及实践教学。
模块化应用原则：高职院校智慧校园所采用的技术应该遵循模块化应用原则，以便于管理者或使用者随机拆分、组合，根据不同的教学环境进行构建，以满足不同的需求。
便利性应用原则：便利性应用原则是指在智慧校园运行过程中，操作便捷，避免把教学时长花费在设备、软件的调试及操作中，切实提升信息化管理效率。
2.2 电教设备控制系统拓扑结构（图1）
2.3 电教设备控制系统设计
如图1所示，通过智能网关、智能插座/插排实现对教室电器设备控制（投影仪、纳米黑板设备同理，使用同一种设备）。安装部署上只要替换电器设备电源插座，室内部署红外遥控器。红外遥控器通过接收智能网关的控制命令来实现对电器设备的控制，可以控制电器设备供电回路的通断、可以采集电器设备的能耗、可以通过红外信号控制一体机、投影仪、幕布设备等。
2.4 安全用电与节能降耗
2.4.1 用电管理
智慧用电管理主要应用在学校用电节能领域，通过智能插排、智能空开、智能开关等智能设备的用电统计，将学校里用电情况进行精细化的分类，以达到节能用电的效果。
2.4.2 用电安全管控
用电安全管控是通过智能用电设备实现对用电的漏电电流检测、点线温度检测、漏电告警、漏保自检、短路报警、过流过载监控、过欠压报警、大功率用电告警等用电安全管控，进行7×24小时进行实时监测统计，危险预警、告警。
3 实际效果
經过对整个系统的实际测试，能够达到控制要求，与需求完全匹配，达到了预期的目的。
参考文献
[1] 邹鹏，李锴，任永奎，等.基于LORA的动环监控系统建设与实践[J].科学技术创新，2019（31）：75-76.
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