物联网教育应用的标准建设研究

牛作领

（西安交通工程学院，陕西 西安 710300）

物联网技术的不断发展，促进了学校的智能化发展，方便了校园管理。基于物联网的智慧校园的标准建设和发展，将使校园教学生活更加生动，校园标准建设管理更加科学规范。物联网在学校标准建设管理中的应用和智能校园标准建设已成为学校管理的一个新的研究方向。智慧校园的建立可以有效地消除教学生活的枯燥，让校园标准建设管理更加科学高效。物联网在学校标准建设管理中的应用，可以给师生的学习和日常生活带来更多的便利，提高学校的教学水平，建设安全校园。因此，在时代发展的步伐下，有必要对基于物联网智能校园的建设与发展进行分析和研究。

1 物联网概述

1.1 物联网简介

首先，基于互联网的通用网络，互联网是事物技术互联网的重要基础和核心。它通过各种有线和无线网络连接到因特网，传输实时准确的物业信息。二是各种传感器技术的广泛应用，包括RFID 技术、传感器技术、纳米技术和智能嵌入式技术。此外，为了实现对象的智能控制，使用各种智能技术来分析和处理感知的数据和信息。物联网的这些特性将改变人们接收信息的方式，将信息收集、处理和传输的全过程有机地联系起来，实现实时智能通讯。

1.2 物联网架构

物联网的架构由以下组成：第一层是集成传感器层，第二层是可靠传输层。集成获取层使用各种可用获取装置来实现诸如传感器之类的对象的实时动态获取。就像人的感觉一样，他们可以实时检测和收集数据。因此，在考虑装置的低成本的同时，有必要综合灵活地提高感知能力的设计和开发。通过各种信息网络和因特网的集成，准确可靠地实时传输感知信息。

2 物联网校园教育的重点研究

2.1 明确建设目标

物联网应用于学校标准建设时，最重要的内容就是明确建设目标。学校应坚持“以人为本”的理念。结合学校实际情况，采用先进的传感器设备，对学校的教学、后勤、科研等方面进行有效标准建设管理。同时，学校应将物联网技术的便利性与学校标准建设管理相结合，整合各种信息，实现智慧校园教育，促进物、人、物的协调，为师生提供更好的服务。

2.2 营造智能化教育教学环境

虽然可以通过互联网获得丰富的学习教材，但虚拟学习环境缺乏实质性。物联网的引入可以实现现实世界对象的连接、物理空间和数字信息空间的连接、现实空间与虚拟学习环境的有效融合。赋予教学环境中的每一个对象数字化、互联互通、可视化的特征，学生可以感知教室里自然和现实的场景，有效促进人与电脑的相互作用和人与环境之间的相互作用。

2.3 设置模块功能

首先，设置身份管理模块。所谓的身份管理模块主要用于智能校园中的身份认证，一般分为三类：教师用户、学生用户和外部用户。教师和员工用户有员工编号，学生用户有学生编号。外部用户在进入智能校园系统之前必须注册并获得系统管理员的批准。由于智能校园的用户身份不同，需要设置不同的访问权限。智能校园管理模式可以很好地保护智能校园网。其次建立智能教学模块。智能教学模块在智能校园中发挥着重要作用，主要包括智能课程、智能教室、教学设备、实验培训和智能评估。智能教学模块将有效提高学生的学习积极性，提高网络使用效率，丰富教师的教学方法。

2.4 实现学校的可视化管理

智能校园中的互联网利用实现了校园物理对象的连接，综合认识校园环境，取得最新的数据信息，实时反馈相关信息。另外，在利用互联网的校园环境中，教师和学生之间的识别和管理可以容易地进行。为了保证学校教室环境的视觉监视安全系统，可以设置能够检测人的运动，光、声音、温度的传感器，并连接到互联网，实现智能控制，全面实施学校教学管理。

2.5 拓展学习空间

物联网技术可以拓展学习空间，提供无处不在的服务。它可以激发学生将课堂所学的理论知识与相关实例相结合，弥合理论知识与实践之间的差距。利用物联网技术，将校园教育资源与相应企业、企业的相关资源连接起来，建立校企双向互动。同时，教育标准建设管理模式也可以推广到整个区域，可提供跨领域、跨地域的泛在智能学习服务，提供泛在资源管理服务。

2.6 改变教学方法

首先，在智能校园标准建设中，教师不需要在教学计划上花费太多时间。在课堂上，他们只需要通过物联网使用语音指令操作教学设备，提高了教学效果。其次，教师可以将事物的互联网感测技术与教学相结合，让学生提高知识积累，拓宽学生学习渠道，极大刺激学生的学习兴趣。

3 物联网在校园教育中的应用

科技对教育的发展起到了促进作用。物联网技术应用不仅可以改变和优化教育教学环境，还可以更新教育理念，推动学校标准建设管理和教学方式的创新，进一步促进师生共同发展。

3.1 平安校园

物联网在校园的应用有利于建设安全校园，维护校园安全。随着物联网的不断发展，学校也建立了相应的安全体系。在校园道路和警卫办公室安装了监控摄像头，以确保校园安全。当学校发生不安全事故时，可以立即重复进行电子监控，以提高校园安全。在校园建设过程中，可以核实未进入校园学生的身份，有效控制未进入校园学生的身份，确保未进入校园学生的安全。另一方面，学校可以安装智能传感器。当发生不安全事故时，智能校园管理中心将立即进行预警和预测，并采取应急措施解决问题。同时，借助网络技术，可以监督教师和学生的出勤情况，最终提高学校的教学水平。

3.2 智慧图书馆

传统的图书馆管理包括手动签出和注册图书信息，过程繁琐，人为因素太多，容易出错。利用智慧校园建设智慧图书馆可以有效解决这一问题。系统只需首次输入图书信息，即可实现图书的在线管理，如分类检索、借阅、归还登记等。学生可以通过系统搜索图书信息、滚动信息，快速找到图书。通过物联网查询图书馆的图书，不仅可以使学生找书的时间会减少，且图书管理员的工作量也会减少。在物联网技术下，利用智慧校园建设智慧图书馆，将有助于实现知识与信息的有效连接，为师生提供便捷的服务。

3.3 智能节能

互联网技术可以用于智能校园的能量监测和管理。通过将能源界连接到物理世界，建立节能管理专家系统，实现校园能源消耗的科学管理。通过实时动态监控和统计分析数据，例如，对于校园内所有类型的电感、远程信号等信息（通常使用的电气、水和气体），管理人员可以接收系统内每天能源需求的综合统计报告和分析报告。

3.4 安全监控功能

在智慧校园建设过程中，要切实提高校园安全水平。因此，高校可以合理利用物联网构建校园安全监控系统，有效提高校园安全系数。例如，在校园出入口的安保工作中，安保人员应配备智能设备，引导他们操作智能监控系统，观看校园人口密集区的监控视频，及时发现隐患，并迅速派员处理。在校园安全标准建设管理中，有必要防止外来物品进入校园。为此，可以通过在校园门口安装门禁设备来阻止教师和学生等进入校园。鉴于高校人员相对密集，在消防安全管理工作中，应建立智能消防联动系统。在物联网技术的支持下，完成相关的火灾监控。一旦触发火灾报警阈值，火灾报警联动系统将很快启动，从而有效降低发生火灾紧急情况的概率，确保师生安全。

3.5 感知系统

通过应用物联网技术感知课堂环境并进行智能控制，可以为学生的学习创造更合适的条件。在特定区域，可以通过安装声音或位移传感器装置来实现对光源的智能控制。当系统检测到移动物体时，它向网络发送信息，打开电源开关，并根据评估结果减少照明。同时，物联网技术可以定期监控灯光亮度，自动调整教室灯光和电脑屏幕的亮度，并根据外部光线强度调整窗帘高度。另外，物联网可以确定学校的二氧化碳浓度、教室的温度和湿度、周围树木和花卉的空气质量、校园的噪音等，记录并提交适当的优化建议，这不仅保证了更和谐的校园生活，而且使学生逐步形成绿色校园生活的环保理念。

3.6 智能消费

智能消费主要是指师生使用IC 卡满足吃、住、浴、图书馆等方面的消费需求，还有一个卡通系统，可以快速找回丢失的物品或查询自己的记录，可以刷卡使用记录，避免损失。帮助师生养成勤俭节约的良好习惯。此外，一卡通还有一个很重要的功能，就是帮助建设安全的校园。学校应拦截非学校人员进入的所有出入设施，以及IC 的识别功能，以便学生能够通过一些出入控制设施，方便师生的日常生活。

4 基于物联网的校园教育发展方向

一是营造优质教学环境。这种教学环境分为两个方面。一方面，利用物联网定制环境，营造更适合师生开展课堂活动的外部环境。例如，智能校园的传感器功能用于测量校园环境的湿度和温度。当潮湿的温度不适合师生开展学习活动时，可利用物联网调节温湿度，为教学活动创造良好的外部环境；另一方面是指利用智慧校园介入教学活动，如智能校园的使用可以控制多媒体教学设备，改变具体的教学方式。物联网的教学形式不仅缩短了教师备课时间，也提高了学生的学习效果，实现了教学工作的转变。此外，通过智能校园网的传输功能，实现教材的共享和教材的有效利用，营造更高质量的教学环境。

二是降低能源消耗。利用物联网采集数据，再利用智慧校园系统对数据进行分析整理，制定最优资源利用方案，实现资源合理配置，节能减排。例如，可以利用物联网记录学校每月的水电消耗，根据用水时间合理规划开热水时间，从而降低开水的能耗。此外，智慧校园系统可以记录学生的用电用水情况，并根据用电量及相关规定制定相应的收费标准。既可以减少学校的经济支出，又可以提高学生节约资源的意识，从根本上解决能源浪费的问题。

三是提高学习生活的便利性。在学习过程中，学生可以通过智能校园系统下载和查看自己的学习资料，根据自己的喜好选择课程和社会锻炼课程，免去不必要的现场操作麻烦。智能校园网平台可用于实现多所高校之间的数据交换，提高教学资源的流动性，大大提高学习活动的便利性。在日常生活中，将智能校园融入日常生活，可以给师生带来安全和舒适。

5 结束语

物联网包含的内容很多，也有很多问题需要深入研究和解决。物联网标准体系无疑是物联网技术研究的前提和基础，对于物联网功能的有效实现具有重要意义。目前有很多研究机构对物联网标准进行研究，从而产生了许多分散的技术物联网标准。如何整合这么多标准并将其应用于教育行业是一项有意义的研究工作。物联网技术在学校管理中的应用已成为必然趋势，得到了广大师生的热烈支持。借助物联网建设智慧校园，促进校园生活的多样化、人性化、智能化。