物聯網在高校教育系統中的應用南昌市昌北第二小學沈樹懿【摘要】物聯網有著非常大的發展前景，在現代生活中也有著非常重要的應用，本文就物聯網在教育領域的應用做了一些說明，如在圖書館的應用，在大學生日常管理中的應用，在學生學習中的應用，物聯網在構建完全交互與智能的教研環境中的應用，在高校學生素質學分的考察評估中的應用，其中有些已經實現，有些還未實現。本文還說明了一下物聯網發展過程中的一些待解決的問題。【關鍵詞】物聯網；教育；智能圖書館；傳感器物聯網的概念最早是在1999年美國召開的移動計算和網絡國際會議上被提出，經過幾年的發展和完善，在2005年由ITU聯盟在《ITU互聯網報告2005：物聯網》中被正式提出。物聯網概念的核心思想是借助于RFID等各種傳感設備，將物理世界中的各種實體與信息世界互聯互通，并通過對傳感設備功能的升級和拓展，實現信息世界中的指令能夠直接對物理世界各種聯網設施進行管理和控制，形成一個更大范圍的統一系統。物聯網的學術定義是：具有自我標示、感知和智能的物理實體基于標準的通信協議進行連接，構成物理世界和信息空間之間融合的信息系統。中國科學院姚建銓院士指出：凡是由傳感器、傳感技術及利用某種物體相互作用而感知物體的特征，按約定的協議，來實現任何時刻、任何地點、任何物體、任何人，實現所有人與人、物與物、人與物之間互聯、互通，進行信息交換呵通訊，實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡，即可稱為物聯網。在我國，2009年8月溫總理視察無錫科技園區時指出，要盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感知中國中心。溫家寶總理在2010年3月5日的《政府工作報告》已經明確指出“加快物聯網的研發應用”，這標志著物聯網將被納入重點振興產業之一。網聯網被稱為繼計算機、互聯網與移動通信網之后世界信息產業的第三次浪潮，它代表了下一代信息發展的重要方向，被世界各國當做應對國際金融危機、振興經濟的重點技術領域。目前物聯網在教育領域應用的不是很廣泛，應用技術最成熟的是圖書館，讓我們來看一下物聯網在圖書館都有那些方面的應用。1、智能圖書館的未來發展愿景分析智能圖書館亦稱為智慧圖書館，目前關于智能圖書館的未來發展愿景還沒有一個明確的描述，部分文獻從不同的角度給出了相應的描述。從智能建筑的角度：智能圖書館是把智能技術運用在圖書館建設之中形成的一種現代化建筑，是智能建筑與高度自動化管理的數字圖書館的有機結合和創新，是在二者共同發展的基礎上產生的，它應同時具備兩者的設計思想、基本要求、特征和功能。從感知計算的角度：智慧圖書館=圖書館+物聯網+云計算+智慧化設備，它通過物聯網來實現智慧化的服務和管理。概括的講，智能圖書館的未來發展愿景可劃分為三個維度：（1）更透徹地全方位感知和度量圖書館的本質和變化。感知和度量是通過不同的數據采集端來完成的。目前，通過物聯網連接的數據采集端涉及的范圍非常廣泛，包括：手機、電腦、射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等。對于圖書館來說，各種類型的傳感器相當于給圖書館增加了一層可有“感覺”的皮膚，例如溫濕度傳感器可以用于對機房的監控和預警、RFID感應系統可用于感知圖書和文獻等資源。（2）更廣泛的互聯互通。數據采集端將各種各樣的數據采集端通過物聯網、移動互聯網等網絡互聯，實現實時采集外部環境信息，物體動態信息，并將其轉化為適合網絡傳輸的數據格式，傳輸到圖書館的數據處理中心。（3）智能化的管理和服務。圖書館數據處理中心對采集的數據進行分析和處理后，為讀者和圖書館工作人員提供智能化的服務和管理平臺，真正達到了人與人的對話、人與物的對話和物與物的對話。例如：館藏文獻的自動定位、自動順架、自動盤點以及無人值守的安防管理、溫度濕度機房自動預警系統、無控制臺的借閱和閱覽服務、如影隨形的地圖導航服務，基于讀者位置的信息推送服務等。2、基于物聯網的圖書信息管理引入物聯網，在所有圖書上設置一個帶傳感能力的電子標簽，將會徹底解決圖書和圖書信息管理系統之間缺乏橋梁的難題。首先，通過RFID上的標簽信息，可以做到對每一本圖書的實時感知和監測。由于物聯網中每個網絡節點都具有獨立尋址的能力，因此通過在每一本圖書上植入傳感節點，實現了對每一本圖書的只能感知和尋址。因此，人們通過現有的信息系統去尋找圖書時，完全可以根據物聯網去尋找每一本圖書的物理位置。同時，物聯網中的信息匯聚節點可以定時對圖書館中的所有圖書的傳感節點進行輪詢檢測，以判斷每一本圖書的狀態是否良好，對于圖書丟失的問題可以做到及時發現，提高了信息管理系統對圖書的監管能力。目前國內已經有學者開始嘗試利用RFID技術解決圖書錯亂架的問題。其次，圖書的物理位置定位問題，并不需要專門在每個傳感節點中植入一個GPS之類的定位裝置，這樣一方面會大大增加實體的成本和復雜性，同時在傳感節點尺寸等問題上也難以實現。所幸的是目前針對傳感節點主定位方面，已經有相當一批學者開展了研究。其主要的思想就是根據傳感器節點在傳輸信息或者發送應答信號時，根據能量的衰減情況或者傳感器網絡的拓撲信息，實現對圖書物理位置的定位。目前，這一領域已經有不少研究成型算法。通過對這些算法的分析可以確認，在圖書館中圖書相互之間形成的傳感器網絡，完全可以通過這類算法的應用，實現對圖書的物理定位。在定位的過程中，還可以根據傳感器節點的功耗情況和實現的復雜性，對圖書實現精確定位和局部小范圍的區域定位，增加圖書館定位的可行性。此外，隨著傳感器節點技術的發展，還可以在傳感器節點上增加功能更為復雜的深入感知能力，實現對圖書周圍的溫度、濕度等信息的傳感。從而使得圖書能夠感知周圍的環境，當圖書長期處于濕度較大的環境時，圖書能夠自動地向物聯網中上層管理節點發送信息，通知該圖書目前所處的位置不利于圖書長期保存，降低了圖書館某些圖書由于長期無人借閱，且保管不善而導致圖書霉變腐爛等。尤其是圖書實體具備了對溫度信息的感知能力后，所有圖書相當于建起了一個圖書館防火檢測系統，哪怕是圖書周圍存在非常細微的火情警報，也能夠被圖書迅速感知并傳遞給圖書館的管理人員。物聯網除了在圖書館的應用外，在其他方面也有很多的應用，讓我們來看一下物聯網在其他方面的應用。1、物聯網在學生日常事務管理中的應用物聯網技術的應用，使高校學生工作者更方便的管理學生，具體表現在以下方面：（1）方便上課考勤傳統的考勤在于老師或者班干部利用名單對學生一個一個的點名確認，費時費力。利用物聯網技術在教室安裝RFID和識別器，學生進入教室后RFID和識別器開始工作，相關信息發送的服務器進行統計和分析，結果發送到老師那里同時會給缺席人員發送信息給予溫馨提示。（2）方便學生活動管理大學校園生活是豐富多彩的，豐富的校園活動給活動組織者在安排方面提出了挑戰。對大型活動，如畢業生典禮或新生入學典禮，如何迅速及時的安排座位等方面的事項，利用物聯網技術會輕松的解決。如在畢業生典禮時，手機會收到一個認證信息，通過這個信息，進入會場用手機在RFID上掃描一下，該學生手機就會收到其再會場中的座位號和注意事項，方便組織者組織活動使活動有序的進行。（3）方便學生作息管理現在高校出現學生晚歸、不歸，玩游戲通宵等現象。通常的管理方法是晚上輔導員查寢或組織學生干部查寢，以保證學生的安全。但此做法不能杜絕學生長期玩游戲而荒廢學業，因為學生干部礙于同學面子不好意思報告輔導員。利用物聯網可以解決此問題。給每個學生和自己的床位建立連接，如果學生晚歸或不歸管理人員就能及時的發現；給學生的電腦和學生建立連接，學生每天用電腦的時間都會顯示并統計，管理人員就能及時了解，并對學生進行思想工作。2、物聯網在學生學習中的應用對于理工科學生來說，在實踐教學中老師要注意學生的安全因素，從而有可能較低了實踐強度。因為存在安全性問題或缺乏實驗器材，許多試驗無法讓學生親自動手做。物聯網的介入可以為學生動手試驗提供一個安全的、共享的、智能化的實驗教學環境，每一種試驗器材都有數字化屬性與使用幫助信息，當實驗器材使用或者操作不符合要求時會自動啟動報警系統，提示學生操作規范，避免不安全事件發生，保證教學安全。3、物聯網有利于構建完全交互與智能的教研環境利用傳感網絡，可實現教學環境的實時信息反饋。目前，多數高校已經實施多媒體教學設施進課堂，利用物聯網，可對課堂教學設備實施智能控制。如在學樓安裝上萬個傳感器并利用網絡進行連接，可根據教師光線強弱自動調節教室光源和投影儀的流明度；也可根據教師環境溫濕度，通過紅外感應設備自動控制教師空氣的跟換率。4、高校學生素質學分的考察評估目前部分高校實施學生素質學分考察機制，對素質學分未達到要求的學生原則上大四不予畢業，在這過程中就存在著考察公平的問題。如在我校聽講座可得部分素質學分，但聽講座的標準是是否刷了學生卡，在這過程中就存在代刷的現象。在學校中流行這樣一句話：素質學分要學分不要素質。利用物聯網就可以解決此問題，跟上課考勤原理類似，把報告廳的座位與學生聯網，那些學生來聽講座，一看便知。還有類似志愿服務時間、學生日常生活中的節約用、水助人為樂、食堂收餐具等都可以用此方法來考核素質學分。物聯網要發展到生活中的各個領域，還存在一些待解決的問題。1、制定統一的技術標準在物聯網發展過程中，傳輸、傳感和應用等層面會涌現許多新技術，而這些技術很可能會采用不同的技術標準和方案。如果這些技術沒有統一且具體可行的標準作為依據，就會出現各專用網相互無法連通聯網的狀況，既難以形成規模經濟和整合的商業模式，也難以降低研發成本。因此，應當盡快統一標準，形成一個統一管理機制，這是發展物聯網必須首先解決的問題。2、建設一個統一管理平臺物聯網需要一個龐大的網絡體系作為前提和保障，要求能對每個物品進行統一的管理和有效的整合。各自為政的結果一定會造成物聯網效率低且成本高，因此很難發展起來和祈禱效果，因此，建立一個綜合的、全國性的業務管理平臺，統一收集各種物品的傳感信息，統一對收集到的信息進行分門別類的管理，進而對信息進行有指向性的傳輸，這是物聯網發展中面臨的另一個重要問題。3、安全體系的建設現階段，物聯網傳感技術主要是RFID，若在產業植入這個芯片，就可能被任何人進行感知。這對產品的主人而言，讓然可以方便其對產品進行管理。但是，如果被其他人進行感知，比如產品的競爭對手，后果不堪設想。因此需要建成一套強大的安全體系，試這些有價值的信息在感知、傳輸、應用過程中，只能為我所用，卻不能被他人所用，尤其是不被競爭對手所用。4、政策法規建設物聯網的發展涉及到多個行業領域與產業領域，需要多種力量的融合和整合。這就要求國家立法和產業政策都走在前面，盡快制定出符合物聯網發展需要的政策和法規，保證該行業正常快速發展。在不遠的將來，物聯網將不再是一個神話，讓我們期待物聯網時代的到來。參考文獻:[1]李盧一鄭燕林.物聯網在教育中的應用[J].現代教育技術，2010，20（1）.[2]董曉霞龔向陽張若林嚴潮斌.基于物聯網的智能圖書館設計與實現[J].圖書館雜