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物联网学的技术范文1
关键词：物联网；中小学；校园教育；智慧校园
中图法分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）04-0069-03
0 引 言
近年来，随着计算机技术、通信技术和无线传感网技术的飞速发展，代表着互联网下一步发展方向的物联网技术，逐步由概念和理论迈向了实际的部署和应用。物联网有着非常广泛的用途，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智慧社区、工业监测、环境监测、路灯照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源等多个领域。将极大地改变我们的生活、工作和学习方式。目前，物联网在校园中的研究与应用虽尚处于起步阶段，但这一问题的探讨将给教育带来极大的变革。
“百年大计、教育为本”，中小学生的成长和教育问题，是政府、学校、家长以及全社会广泛关注的问题。如何优化教学配套设施、杜绝校园内的安全隐患，进一步提高教学质量，成为了家长和学校急待解决的问题。联网技术在这一领域也发挥着十分重要的作用，目前，智慧校园的主战场在于高校中，而在自制能力比较差、自我保护意识薄弱的中小学生身边物联网的应用更加迫切，中小学校园的建设更离不开物联网技术，以便为中小学生创建一个高质量的学习生活环境。物联网的发展能够进一步推动我国现代化教育事业的发展，也能为我国的物联网行业提供广阔的发展前景。
1 校园物联网的架构
物联网是指通过RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。简单来说，物联网就是“物物相连的互联网”，如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，最后把感知到的信息送到大脑进行处理。
物联网作为一个系统网络，与其他网络一样，也有其内部特有的架构。物联网系统有三个层次。一是感知层，即利用 RFID、二维码、传感器等随时随地获取物体的信息；二是网络层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是应用层，把感知层的得到的信息结合云计算、数据存储、平台服务等技术对获得的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。校园物联网的架构如图1所示。
图1 校园物联网架构
2 校园物联网关键技术
2.1 传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。
传感器负责物联网信息的采集，它是实现自动检测和自动控制的首要环节，是物联网服务和应用的基础。如果没有传感器对被测信息进行捕获和转换，一切准确的测试与控制都将无法实现。随着技术的发展，传感器广泛的应用于工业生产自动化、国防现代化、航空技术、航天技术、能源开发、环境保护与生物科学等领域。
2.2 无线传感器网络
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks， WSN）由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络。无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点。
一个典型的传感器网络结构通常由传感器节点、接收发送器（sink）、Internet或通信卫星、任务管理节点等部分构成。传感器网络节点包括传感单元、处理单元、通信单元以及电源部分。在传感器网络中，节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式感知、采集和处理网络覆盖区域定的信息，以实现对任意地点信息在任意时间的采集、处理和分析。传感节点之间可通过网关完成和公用Internet网络的连接，具有快速展开、抗毁性强等特点，在军事侦察、环境监测、医疗护理、智能家居、工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。
2.3 智能嵌入式技术
嵌入式技术是在Internet的基础上产生和发展的，嵌入式系统的Internet接入、Web服务器技术以及嵌入式Internet安全技术，是嵌入式系统Internet技术的关键和核心。物联网技术中所采用的各类高灵敏度识别、专用信号代码处理等装置的研发，将进一步推动智能嵌入技术在物联网中的应用。嵌入式系统以应用为中心，将软件固化集成到硬件系统中，一般由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等部分组成。21世纪后，各种家用电器如电冰箱、自动洗衣机、数字电视机、数码相机等广泛应用这种技术。
3 物联网在中小学校园的应用
物联网技术在中小学校园的建设中也越来越发挥着十分重要的作用。本文以“四个系统·一个平台”为核心设计理念，构建了一套完整的物联网智能校园体系。
3.1 校园设施管理系统
随着学校面积的不断扩大，多地办校的情况增加，其设施管理工作的成本及管理难度日益增加，而物联网技术在这有更大的使用空间。由于校园设施，包括：道路、通讯、电力、环保、水系等领域的基础设施，都是按照一定的地理空间分布的，因此可以利用GIS技术结合物联网技术来建立其信息管理系统，该系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的设施信息都将给定位，并与空间数据联系起来。用户将可以图文并茂的查询校园信息，给学校的设施维修工作带来了很大方便。
GIS数据库中存储所有的校园相关设施，对这些目标都要进行数字化存储建库，对于每个设施，都可贴上唯一的电子标签，而标签上的编码也要记录在每个目标的数据中，从而使得基础设施空间数据库中的标签数据与物联网中的标签数据一致。一旦某个设施出现问题，传感器会将故障部件位置传送到数据中心，维修人员可持便携式移动终端前去维修，该部分是集GPS定位和RFID读写功能于一体的设备，这时首先依靠GPS进行宏观定位的。在地下管网维修时，由于缺少GPS信号的支持，借助于物联网技术，可以利用RFID读取各个目标的标签信息，然后通过该标签信息从GIS数据库中找到相应的设施目标，从而实现RFID 辅助下的目标精确定位。从而实现对校园设施的快速维护，保证学校的正常运转。
3.2 校园安防管理系统
校园作为人员相对密集的地方，并且中小学生的安全防范意识薄弱，自救能力差，所以在中小学校园中的安全管理尤为重要，利用门禁、视频监控、电子围栏等技术，合理部署多级传感器全面感知校园的环境、物品及外来入侵人员的变化情况，及时提示或者报警。
（1）门禁。在校园门口安装射频阅读装置对进出校园的人员信息进行读取，然后将自动采集的信息传送到后端系统进行存储分析，当学生上学、放学在校园门口进出的时候，以及学生乘坐校车上下学时可进行RFID人员检测，系统自动以短信的形式将学生的出入信息及时通知家长，方便家长随时了解孩子的动态信息。对于中学的学生宿舍门口也同样安装门禁装置，没有权限的人员不可以进入宿舍，对外来人员进行拜访登记，确保学生的安全；
（2）电子围栏、视频联动。学校边界建设脉冲电子围栏，学校重点部位部署红外摄像头，可以进行人员异常行为分析检测，实现主动防护，入侵报警，报警视频联动等功能，可将企图入侵者拒之于防区之外，提高学校的安全防范等级。并把入侵信号送至报警主机，以保证值班人员及时了解防区信息并作出快速的处理；
（3）传感器。通过在教室、走廊、宿舍安装烟雾、温度感知装置，当烟雾浓度和温度超过危险值时，传感系统自动启用灭火装置进行灭火，同时发出警报将险情传给安保中心及时处理险情；
（4） 食材溯源。中小学生正处在身体成长发育的重要阶段，对食品质量卫生状况要求较高，基于物联网的食堂食品安全是校园应用重要的一部分，通过在食堂安装卫生监控系统进行卫生监测、食材溯源，加强食堂饭菜监管，让学生健康的成长。
3.3 智能教学系统
学校教室所处的环境中，电子电器设备日益增多，电器的使用对教学的影响是越来越大。尤其中小学生自控能力较差，为中小学生打造一个智能的教学环境对其养成良好的习惯，增加学习兴趣有着积极的作用。而传统的课堂所用管理方法还是人工被动管理，现在我们可以通过物联网技术在教室中构建成一个物联网，让所有的设备通过智能平台进行智能管理。学生或者老师一旦进入教室，光线识别系统自动判断是否需要启动照明，实现对教室光线自动感应，通过实时数据采集与数据，保证教室光线质量，温度感应系统自动判断是否需要启动空调等设备，人像识别系统开始工作，判断如果是老师则启动相关多媒体设备，如果是学生则自动签到，在开始上课前将已签到的学生信息反馈到教师多媒体设备上面。
3.4 绿色校园系统
建设数字化节约型校园，是共同应对我国资源相对紧缺、生态环境比较脆弱应担当的国家责任。通过对各数据的智能采集，把学校的电力消耗、水电资源消耗等情况集中到全实时化的监测管理平台上来，管理人员可随时随地感知学校各系统设备的能耗，并可以根据采集的数据建立数学模型，为学校提供指标化管理的具体依据。同时结合传感器实现对校园的教室及其他重点部位的环境在线监控，主要包括监测点的温湿度、空气中的CO、CO2等含量，从而为学校的“减碳排放”和“低碳发展”，提供了技术基础和平台支持。
3.5 校园物联网综合管理平台
校园物联网综合管理平台包括：设施管理系统、安防管理系统、智能教学系统、绿色校园系统。整个平台就是将各种应用系统、数据资源和互联网资源集成到一个信息管理平台之上，它把分类系统的不同功能有效地组织起来，为各类用户提供一个统一的信息服务入口。校园物联网综合管理平台框架如图2所示。
图2 校园物联网综合管理平台框架
教育局系统可以用专网接入学校物联网综合管理平台，使教育局可以远程访问到本学校的资源，为其更好地规划调整学校网点布局，管理学校基建、校舍和校产及教育用地提供参考数据，同时对双方传送的文件可进行加密处理，防止教育相关机密文件的泄露。
4 结 语
物联网要在教育领域获得广泛的应用，目前仍有许多问题需要解决，如费用问题、信息安全问题等。然而随着物联网技术的不断成熟和发展，其在中小学校园中的智能应用也会进一步深入，最终将提升教育信息化水平，有利于教育质量的提高。本文探讨了物联网在构建校园智能化设施管理、安防管理、教学管理、绿色校园等方面的应用，但物联网在构建智能校园的作用中远远不止这些，在不久的将来，物联网技术会使我们的校园变得更加美好。
参 考 文 献
[1]刘岚，翟鸿雁，陈宁.物联网技术在中小学校园[J].科技视界，2012（19）：175-177.
[2]马士玲，刘志丹. 物联网技术在智能校园中的应用[J]. 物联网技术，2012，2（6）：76-77.
[3]王宏岳，张峰国，刘忠武. 基于双频RFID的“校园卫士”技防管理系统设计[J]. 物联网技术，2011，1（10）：35-38，43.
物联网学的技术范文2
关键词: 物联网；IPv6；ZigBee；无线网络
中图分类号：TP393
0 引 言
物联网(Internet of Things，IoT)，顾名思义就是指“物物相连的互联网”,就是在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为“智能物体”，进而通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的通信 。
2009年8月7日，总理在无锡考察时提出要尽快建立中国的传感信息中心(也称为“感知中国”中心)，标志着我国发展物联网的信心与决心。事实上，物联网的概念是在1999年提出的。根据2005年国际电信联盟(ITU)的定义，物联网主要解决物到物(Thing to Thing, T2T)、人到物(Human to Thing, H2T)、人到人(Human to Human, H2H)之间的互联。这一高度交叉的新兴前沿领域在国际上备受关注，现在，物联网已成为我国经济领域的热词，也将成为我国经济发展的新型发动机。
1 计算机网络技术在物联网时展中的作用
物联网可广泛应用于社会生产和人们生活的各行各业，从而大大提升整个社会的信息化水平，并在提高效率的同时，实现节能减排。物联网的魅力来源于三大关键特征：第一，全面感知，即利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取物体的信息；第二，可靠传递，即通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；第三，智能处理，即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。在业界，物联网大致公认为有三个层次，其中底层是用来感知数据的感知层，中间是数据传输的网络层，最上面则是内容信息的应用层。图1所示是物联网体系的基本架构。
物联网技术是在互联网技术基础上延伸和扩展的一种网络技术，其核心和基础仍然是互联网技术，其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间进行信息交换和通讯。物联网的网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上。物联网通过各种接入设备与移动通讯网和互联网相连，网络层也包括了信息存储查询、网络管理等功能。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。现在，越来越多的高校都开设了计算机网络技术的相关课程，包括无线传感网络概论、TCP/IP网络与协议等目前物联网方向专业的主要课程。就不同的行业和应用背景，众多高校同仁在如何改进计算机网络技术教学内容方面，提出了诸多有益的理念。随着信息技术的发展，计算机网络技术教学过程中的诸多环节，仍然需要进一步的探索和改进。
2 计算机网络技术课程的改革
2.1 加入IPv6内容
尽管物联网的互联对象数不胜数，但却主要分为两类：一类是体积小、能量低、存储容量小、运算能力弱的智能小物体，如传感器节点；另一类是没有上述约束的智能终端，如无线POS机、智能家电、视频监控等。这两类互联对象，从终端侧向通信网络提出了特定的需求，而支持巨大的地址空间、网络可扩展、传递可靠等显然是其共性需求。通信网络不仅要能提供足够多的地址空间来满足互联对象对地址的需求，而且网络容量足够大，能满足大量智能终端、智能小物体之间的通信需求。值得注意的是，智能小物体在尺寸与复杂度等方面的限制决定了其能量、存储、计算速度与带宽也是受限的，因而需要通信网络能够提供轻量级的通信协议、可靠的低速率传输，同时网络还要具备自组织能力。
基于以上原因，物联网对IP地址产生了前所未有的大量需求。而构成现今互联网技术基石的IPv4,在面临地址资源枯竭等困境的背景下，显然已无法为地球上存在的万事万物都分配一个IP地址，而这又恰恰是实现物联网的关键。
所以，在现在的计算机网络技术教学中适当引入IPv6的教学内容，有助于学生了解当前网络的状态和物联网时代的要求。
2.2 加大无线网技术的内容
物联网技术的应用主要以公众无线网络为载体，大多使用2G、3G网络来实现远程通信，同时也有部分应用采用固定光纤接入方式。固定光纤接入具有传输速率高、传输信息量大、可靠稳定、保密性好等特点，因此，应用时需要根据不同的应用场景选择不同的接入方式。
常用的近距离无线通信技术有802.11b、802.15.4(ZigBee)、Bluetooth、UWB、RFID、IrDA等。其中，ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，完整的协议栈只有32 KB，可以嵌入到各种设备中，同时支持地理定位功能，因而成为构建近距离无线传感网的主流技术。
鉴于上述情况，在课程内容中加入物联网中的无线通信内容，让学生学习各种无线RF通讯技术与标准，比如ZigBee、蓝牙、Wi-Fi、GPRS、CDMA、3G、4G、5G等，使学生能够适应未来物联网时代的发展要求。
3 结 语
物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业的一个新方向。作为培养中、高级应用人才的主力军，高等学校要掌握时代的脉搏，要通过广泛的社会调研来跟踪物联网发展的趋势和前沿技术，以此占领人才培养的制高点，促进高等学校计算机专业的改革和发展，从而使所教知识都能转化为社会生产力。
参 考 文 献
[1] 马建.物联网技术概论[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2] 王汝传，孙力娟秀. 物联网技术导论[M].北京：清华大学出版社，2011.
[3] Ayesta U, avrachenkov K. The effect of the initial window size and limited transmit algorithm on the transient behavior of TCP transfers[C]. Proc. of The 15th ITC Specialist Seminar on Internet Traffic Engineering and Traffic Management, Wutzburg, Germany, 2002, 7.
[4] Manish Jain, Ravi S. Prasad, Constantinos Dovrolis. The TCP Bandwidth-Delay Product revisited: network buffering cross traffic, and socket buffer auto-sizing[R]. Technical Report GIT-CERCS-03-02, College of Computling, Georgia Tech, 2003.
物联网学的技术范文3
高校是较早利用物联网技术的阵地之一。凭借在红外激光、无线通信、自动识别、传感射频、认证编址等高新技术方面的优势，尤其是RFID技术的广泛使用，如校园卡、门禁卡等，许多高校已经初步实现了物联网技术在校园内的大规模集成化应用，而且具备信息化、网络化、智能化、可视化等先进技术特征。中国电信、中国移动等通讯部门与部分高校签署的校园信息化建设协议为校园电子设施的改造提供了技术保证。当前，学生可以通过射频卡(校园卡)或手机卡在学籍管理工作中进行快捷注册，在公寓门禁管理、图书借阅等方面进行自主识别，在就餐消费、电费、网费缴纳等领域实现便捷支付。在安全系统领域，如对学生进行识别、定位、查询、管理等方面，也开始有了初步探索。
二、高校学生管理应用物联网的必要性
进入21世纪以来，伴随着我国逐步进入高等教育大众化阶段，高等学校的在校总人数达到2700余万人。高校的规模、结构、体制等方面也随之发生了巨大变化，随着大学新校区建设、后勤管理社会化以及高等教育管理体制改革等的逐渐推进，高校学生管理工作也逐渐规范化、独立化，迫切需要进行管理机制的创新。近年来，由于国内外政局不断变化、经济全球化进程加快、国内改革不断扩大与深化引发就业方式多样化、社会矛盾频发，涉及高校学生学习、生活、就业等方面的环境因素已经发生了重大变化，影响高校学生管理工作的不确定因素明显增加，高校学生管理工作的复杂性与日俱增。随着现代信息技术的发展，作为主要传播媒介的互联网正全方位融入生活的各个角落。高校学生的思想意识形态已经被互联网传播的多元化价值观念影响，高校学生正遭受着各种意识形态和社会价值取向史无前例的猛烈冲击。尤其是进入“微”时代后，手机客户终端的无限延伸已经使得互联网发展成为一个没有边际的世界。不同的思想文化、价值观念交织碰撞，思想尚未成熟的大学生普遍存在政治信仰迷茫、理想信念缺失、价值取向扭曲、诚信意识淡薄、社会责任丧失、团结协作理念淡化、心理素质欠佳等问题。高校频发的自杀、校园暴力、偷盗、网络犯罪等恶性极端事件，对高校管理工作也是一个严峻的挑战。作为高校学生管理工作直接参与者的辅导员，鉴于当下“两眼一睁，忙到熄灯”工作状态和“干最累的活，拿最少的钱”的收入状况，无法调动自身积极向上的工作情绪。部分高校存在辅导员配备不足、工作繁杂、职责不明等问题，辅导员参与学生管理工作力不从心，效率不高。加之辅导员在高校日常管理工作中几乎要面向学校的各个职能部门，大量时间都要用在执行各部门布置的任务上，学生的全面细致管理受到极大影响。将物联网与高校学生管理工作进行有效接轨，把物联网与学生安全管理、学风建设、心理健康管理、贫困生资助管理、课外活动监控等结合起来，实现“感知管理”，从而把握主动权，可以有效预防各种危机并改变工作滞后的局面。
三、利用物联网技术实现高校学生管理工作的创新
目前，高校学生管理工作者“抓两头、略中间”的管理模式存在许多管理漏洞，问题频发。利用网络信息传递的多向性优势，学生管理工作者可以改变以往工作对象受限的现状，全面发现、掌握和解决更多学生在学习、生活和思想上的深层次问题，使更多学生同时接受全方位管理成为可能，也使得学生管理工作从平面走向立体，从被动变为主动，从现实时空走向网络时空，从而实现学生管理在工作形式与工作内容上的创新。学校将RFID识别标签嵌入校园卡、学生证、门禁卡或手机卡中，在校园全覆盖范围内可以实现对学生的实时监控。网络控制系统可以自动、实时地对学生进行识别、定位、追踪、监控。通过这种工作模式，可以突破以往校园区域范围内的信息层层传递烦琐和管理应急反应慢的局限，使学生的各类信息能够第一时间传达至校园网络系统，第一时间做出事态分类甄别。
1．实时考勤反馈促学风
良好的学习风气是学生思想品德、学习精神与综合素质的重要体现，是促进学生成长成才的基础。由于部分学生进入大学以后受到目标缺失、生活散漫、社会工作与学习安排不当、网络成瘾、恋爱等诸多因素的影响，出现了“每天睡到日三杆，上课时间不到班，上课懒把课本翻，整堂只把手机玩”的现状，学习风气令人担忧，严重影响人才培养质量。教务部门可通过嵌在学生校园卡、手机卡中的电子标签发送信号，由各个教室设置电子监控感应器(摄像头、感应器等)进行接收，网络自动进行到课学生信息核对，统计缺勤学生信息并传递给辅导员或学生本人，督促学生出勤。为杜绝学生在课堂上玩手机的现象，电子感应设备感受到嵌在手机卡内的电子标签所发出的信号后，可以通过网络自主进行判断、定位，提示上课教师及时制止，或者自行将手机锁屏，让学生在课堂内无法正常使用手机。
2．智能校园监控保安全
近年来，高校校园内火灾、偷盗、斗殴、死亡事件频发，让高校学生工作管理者猝不及防。高校管理人员对各类事件、隐患不能提前预判，应对起来相当被动。大多数高校为了扩招，校园面积增大，建筑增多，师生人数上升，管理难度随之加大，师生的人身财产安全难以保证。物联网技术可以对高校校园的安全管理进行智能化、实时化监控，突破时间、空间的限制，实现全时段、全方位智能监管。高校一般都能将分散在校园各处独立的监控录像进行联网，对校园安全情况进行录像、监管。但这种形式相对单一，人员缺岗时不能及时反馈，存在一定缺陷。为改善现有的监控设备监测单一的局面，高校可在校园的危险区域或监控盲区，如池塘、顶楼、施工场所、治安死角等场所设置RFID电子标签，当学生进入这些区域的识别范围时，由网络上传信息进行身份自动识别，并发出语音警示提醒学生注意安全或离开危险区域。同时，校方安保人员可在第一时间接到警报进行现场处理。为防止校外人员进入校园影响正常的教学秩序，进行偷盗、聚集等行为，高校可在教学区、生活区等限制校外人员进出的区域安装监控摄像头和电子报警器，当发现可疑人员进入学生宿舍时，或者当公共场所发生斗殴或聚集事件时，监控录像会自动采集图像信息进行上传，进行甄别、预警，电子报警器则会通知安保人员及时到达现场进行事件处理;在学校门口、公寓楼门口安装电磁开关和读卡机等进出控制系统，对通行位置、通行人员身份、通行时间等信息进行实时监控，如发生学生在非正常时间离校出走事件时，可立即显示、打印和报警，提示辅导员或保卫部门及时做出反应。
3．远程诊疗心理问题学生
高校学生在人际关系处理困难、过分依赖网络、角色转换与适应慢以及学习生活压力大等各种因素的影响下，心理状况令人担忧。目前，高校已成为心理弱势群体的聚集地，心理不健康状态或亚健康状态的学生约占总人数的一半左右。部分心理有问题的学生出现自卑、抑郁、偏执、焦虑、强迫、精神分裂等症状。虽然高校设立了专门的心理自助中心，并配备专门的心理辅导老师进行干预治疗，但部分学生不能主动意识到自身的心理问题，不愿进行心理辅导。高校每学期进行心理测评，虽然可以有目的地关注部分问题学生，但“踏着铃声进课堂，宿舍内外无声响，互联网络诉衷肠”的生活模式，也让高校辅导员无法及时关注学生心理状态，甚至出现学生离校出走、自杀后不能及时得知信息的局面。因此，高校可以为学生配发简易的医疗传感设备，对在校学生的生理指标进行实时监测，学生的生理指标数据通过无线通信网络传送到心理自助中心，让辅导员和心理咨询师有的放矢地进行关注和心理辅导，及早介入，有效防止意外事件的发生。
4．校园文体活动自主选择
除去正常的课堂学习之外，高校学生的自由时间比较多。由于每个学生的个性不同、兴趣爱好不同，课余时间所参与的活动也不尽相同。将所有学生聚集到一起开展文体活动的传统方式既费时费力，又让学生感觉是被强迫参与。所以，学生参与课外活动的兴趣不浓，积极性不高，活动效果不尽如人意。通过物联网的使用，学校有关部门可以根据学生在入校之初填写的个人兴趣爱好，建立档案信息，进行分类整理、汇总，每天可通过微信平台、QQ、电子邮件等形式将即将举办的各种活动信息分类别、有针对性地推送给对应的学生，让学生可根据时间自行参与自己感兴趣的活动，并实时反馈参与情况，进行总结评估。
5．智能服务学生生活
物联网技术在服务学生生活方面也可以大有作为。以购买火车票为例，传统的车站售票、代售点售票虽然是学生群体的惯性购票方式，但较浪费时间。网络时代，通过互联网电子支付平台预订车票的方式越来越受到大学生的青睐。学校后勤部门可以利用物联网为学生购买往返车票提供便利。在开学或者放假前夕，物联网络可根据已统计汇总的各个学生的乘车区间信息，自动将票务信息推送至各手机终端或者个人认证平台上，并链接网络购票系统、个人银行卡、电子支付认证系统。学生只需用手机或者认证平台选择所乘车次，点击确认，无须其他操作则可由系统自动完成购票。通过这样的方式，可以为许多学生解决“买票难”、“忘买票”等问题。物联网技术还可以利用在对高校贫困学生的资助、奖贷工作中。物联网可以将建立贫困档案学生的消费信息向财务系统进行实时反馈，实现资助资金的自主发放和使用管理。
四、结语
物联网学的技术范文4
【关键词】物联网 安防系统 传感器 监控
校园安防系统是基于保护校园宿舍安全、重点实验室的相关设备和信息以及相关重要办公场所信息安全所进行设计的。使用安全生产产品和系统以及相关产品来构成一定的警报系统，包括：视频安防监控系统、出入口控制系统等的系统；或是由这些系统为子系统组合，或集成的中子系统组成网络，这都是为有效的保护校园的安全而采用的系统和模式。在当前社会信息系统技术不断发展的情况下，实现校园安防系统的整合与发展，实现资料和数据的共享，都能够在互动的关系中形成有效的安防系统的。因此，需要根据学校的需求，进行重组与发展，建立有效的安防体系是极为必要的。
1 相关技术介绍
1.1 物联网技术
物联网技术涵盖多方面的内容：网络通信技术、情景感知技术、信息处理技术。在情景感知技术方面有一些相对较为成熟的技术支撑：RFID（Radio Frequency Identification. 无线射频识别）技术，WSN（Wireless Sensor Network， 无线传感器网络），红外感知技术，全球定位系统等等。这些技术为情景感知提供了充足的技术保证。在通信方面，传统的移动通信网络或者Internet都为通信的实现提供保证。在信息处理方面，基于各种智能终端技术的发展，以及各种嵌入式智能系统的开发都为信息处理提供了充分的支撑。可以说，物联网概念的诞生是各类技术手段发展的必然结果。基于各种信息应用产品的开发，是物联网技术的主要应用场景。
1.2 MVC架构
MVC框架是软件系统的模块化、层次化处理的一种典型理念。对于MVC这样的分布式的有鲜明结构的三层体系结构，顶层为视图层，是直接面对用户的内容，视图层负责将系统传递过来的数据信息进行可视化的显示，包括各种图形化显示以及文本显示等；与视图层进行知己联系的是为他提供各种数据的业务逻辑层，业务逻辑层根据用户在页面的操作触发各种事件，然后针对事件的对应内容，发送各种请求到服务器端，并等待服务器的相应，在收到服务器的相应之后，业务逻辑层同样负责将这些内容进行解析并传送给视图层；最底层的是数据逻辑层，系统提供的数据访问方法是有限的，业务逻辑层想要获取某方面的数据，可以调用数据逻辑层提供的一个或者多个方法来进行实现，数据逻辑层的功能就是直接与系统数据库进行数据交换。
2 总体架构设计
为了保证本安防管理系统能够良好的运行，根据系统的各种性能与安全性需求考虑，同时考虑到系统后期的扩展工作，系统需要采用MVC三层架构方式实现，通过独立的MVC架构模式，可以有效的提高系统的各方面性能。对于采用C#系语言实现的系统，该MVC架构主要包括：数据层、业务层、展示层，具体MVC架构的体系设计如图1所示。
本系统在实现上采用C/S与B/S混合的方式，通过混合的服务模式，可以既满足在线查询方式又可以提供智能终端的查询途径，同时对于宿舍和重要办公场所不同的监控片区，采用局域网连接模式可以有效的提高信息的安全性，同时对于频繁使用的终端，采用局域网的方式可以减少系统的维护工作量，各个片区信息办公处构成本地的局域网环境，数据采集以后后台传送到系统服务器上，保证总服务器数据随时更新。本地服务提供采用局域网的C/S方式实现，提高系统的安全性。用户对个人数据的访问通过终端或者浏览器进行，由于用户个人仅仅局限于查询个人的相关信息，通过互联网开放相关的API可以有效的提高系统数据的安全性。
3 功能模块设计
根据前面的描述，本系统主要包括6个不同的功能块：基本信息管理、用户管理、门禁管理、监控管理、消防管理以及固定资产防盗管理。
3.1 基本信息管理模块
基本信息管理模块主要负责对与系统安全性、可靠性以及用户有关的数据信息进行管理，其功能包括登录管理、密码设置、数据备份和数据还原等。
3.2 用户管理模块
用户管理模块主要是由注册用户、信息修改、权限设置以及信息审核这样四个部分组成的，直接关系到系统的安全。
3.3 视频监控管理模块
视频监控管理模块是采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体，分析抽取视频源中关键有用信息，快速准确的定位事故现场，判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。智能监控系统解决传统监控系统中的“防”的问题。视频监控管理由视频采集摄像机、智能视频服务器、报警控制单元及报警探测器、视频墙、远程控制中心组成。从而对校园宿舍以及相关重要场所进行24小时不间断的监控。
3.4 门禁管理模块
门禁管理主要有前端的数据采集系统和后端的权限管理系统两部分组成：前端的数据采集系统用于对操作门禁的人员信息进行采集，包括操作门禁人员所持有的RFID电子标签信息、用户输入的密码信息、用户所录制的音频信息、系统拍摄到的用户的图像和视频信息等；后端的权限管理系统通过验证前端数据采集系统采集到的数据，鉴别相关用户是否可以打开某一个特定的门。本文关于门禁系统的讨论，仅包含基于这2种硬件实现的门禁管理系统，门禁管理的一般流程为：通过RFID识别器识别用户说持有的RFID设备是否为系统授权的设备，如果是，则通过控制各种电磁阀等控制闸门的开关，密码锁的操作过程与此相类似。
3.5 消防监控管理模块
消防监控管理对其监控的宿舍区域和重要办公区域的消防状态进行实时监控和险情发生时候的及时反馈。针对不同的应用场景，为方便监控子系统的部署、降低各个监控节点的监控成本，主要采用物联网领域中无线传感网（WSN）技术对消防监控子系统进行设计与部署。整个无线传感网主要用于对监控区域环境信息进行数据采集、数据处理汇聚，然后通过互联网、移动通信、串口线等方式将数据传递至监控中心，从而使无线传感网的使用者可以远距离了解被监控区域的物理状态和环境状态等实时状况，并及时作出处理。
3.6 固定资产防盗管理模块
固定资产防盗管理模块作为学校安防系统的一个重要组成部分，可以用来对学校的重要固定资产进行实时监控，防止固定资产被盗窃等情况的发生。
本文讨论的固定资产管理系统的设计主要是基于GPS模块来实现，具体的管理机制为：每一个欲进行登记管理的固定资产，都备有一个GPS模块，在正常的情况下，该GPS模块处于休眠状态；对于每一个设备，都定义一个合理的活动范围，如果在该范围内活动，则视为正常的活动，如果一旦有设备被带离制定的活动范围，会触发一个触发信号发送的管理系统，管理系统一旦收到该信号，则会触发这个设备上的GPS模块，GPS模块一旦被激活，就会以固定的频率进行定位信息的返回，一次来实现对固定资产的管理。
4 数据库设计
由前面的模块设计阶段，可以对系统的实体进行提取，进而建立系统的关系数据库模型。数据库的设计主要需要考虑系统实际使用中不同的实体，以及对系统的实体的属性的提取。本系统的数据库的设计主要是考虑系统用户群体的区分以及系统分析内容的存放等。
根据系统的实体属性，系统共需要11个不同的信息表，分别有工作人员信息表，与用户对应包括角色内容以及对应的权限信息。其他所有为学校的各种资产信息，包括设备ID以及硬件设备信息等，具体的系统E-R图的设计如图2所示。
5 结束语
物联网技术的出现大大的提升了安防系统的防护能力，给学校安防系统带来了质的变化。基于物联网的物流安防系统把物联网的RFID、传感器等技术合理的运用到学校宿舍或重要办公场所的门禁系统、安全监控系统等系统中，解决了传统安防系统中许多问题。随着物联网技术的成熟发展，学校安防系统也必将完善，从而能较好的解决校园安全问题。
（通讯作者：罗扬）
参考文献
[1]吴伟.基于GPRS无线智能家居安防系统的研究与实现[D].河北工程大学，2009.
[2]马川鑫.高校校园综合安防系统的设计与研究[D].西安建筑科技大学，2010.
物联网学的技术范文5
《物联网信息安全》教学大纲
课程代码：
0302040508
课程名称：物联网信息安全
学
分：
4
总
学
时：
64
讲课学时：
64
实验学时：
上机学时：
适用对象：物联网工程专业
先修课程：《物联网工程概论》、《通信原
理》、《计算机网络技术》
一、课程的性质与任务
1.
课程性质：
本课程是物联网工程专业一门重要的专业课。
课程内容包括物联网安全特
征、物联网安全体系、物联网数据安全、物联网隐私安全、物联网接入安全、物联网系统安
全和物联网无线网络安全等内容。
2.
课程任务：
通过对本课程的学习，
使学生能够对物联网信息安全的内涵、
知识领域和
知识单元进行了科学合理的安排，
目标是提升对物联网信息安全的
“认知”
和“实践”
能力。
二、课程教学的基本要求
1.
知识目标
学习扎实物联网工程基础知识与理论。
2.
技能目标
掌握一定的计算机网络技术应用能力。
3.
能力目标
学会自主学习、独立思考、解决问题、创新实践的能力，为后续专业课程的学习培养兴
趣和奠定坚实的基础。
三、课程教学内容
1.
物联网与信息安全
（
1）教学内容：物联网的概念与特征；物联网的起源与发展；物联网的体系结构；物联网安全问题分析；物联网的安全特征；物联网的安全需求；物联网信息安全。
（
2）教学要求：了解物联网的概念与特征，了解物联网的体系结构，了解物联网的安全特征，了解物联网的安全威胁，熟悉保障物联网安全的主要手段。
（
3）重点与难点：物联网的体系结构，物联网的安全特征；物联网的体系结构，物联网的安全特征；物联网安全的主要手段。
2.
物联网的安全体系
（
1）教学内容：物联网的安全体系结构；物联网感知层安全；物联网网络层安全；物联网应用层安全。
（
2）教学要求：
了解物联网的层次结构及各层安全问题，
掌握物联网的安全体系结构，掌握物联网的感知层安全技术，
了解物联网的网络层安全技术，
了解物联网的应用层安全技术，了解位置服务安全与隐私技术，
了解云安全与隐私保护技术，
了解信息隐藏和版权保护
1
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技术，实践物联网信息安全案例。。
（
3）重点与难点：信息隐藏和版权保护技术，物联网的感知层安全技术，物联网的网络层安全技术，物联网的应用层安全技术。
3.
数据安全
（
1）教学内容：密码学的基本概念，密码模型，经典密码体制，现代密码学。
（
2）教学要求：掌握数据安全的基本概念，了解密码学的发展历史，掌握基于变换或
置换的加密方法，
掌握流密码与分组密码的概念，
掌握
DES算法和
RSA算法，
了解散列函数
与消息摘要原理，
掌握数字签名技术，
掌握文本水印和图像水印的基本概念，
实践
MD5算法
案例，实践数字签名案例。
（
3）重点与难点：数据安全的基本概念，密码学的发展历史；基于变换或置换的加密
方法，流密码与分组密码的概念，
DES算法和
RSA算法；数字签名技术，文本水印和图像水印的基本概念。
4.
隐私安全
（
1）教学内容：隐私定义；隐私度量；隐私威胁；数据库隐私；位置隐私；外包数据
隐私。
（
2）教学要求：掌握隐私安全的概念，了解隐私安全与信息安全的联系与区别，掌握
隐私度量方法，
掌握数据库隐私保护技术，
掌握位置隐私保护技术，
掌握数据共享隐私保护方法，实践外包数据加密计算案例。
（
3）重点与难点：隐私安全的概念，隐私安全与信息安全的联系与区别；隐私度量方法，数据库隐私保护技术，位置隐私保护技术；数据共享隐私保护方法。
5.
系统安全
（
1）教学内容：系统安全的概念；恶意攻击；入侵检测；攻击防护；网络安全通信协
议。
（
2）教学要求：掌握网络与系统安全的概念，了解恶意攻击的概念、原理和方法，掌握入侵检测的概念、原理和方法，掌握攻击防护技术的概念与原理，掌握防火墙原理，掌握病毒查杀原理，了解网络安全通信协议。
（
3）重点与难点：双音多频信号的概念以及双音多频编译码器工作原理；信号编解码器芯片引脚组成与工作原理，信号编解码器芯片的典型应用电路图及软件编程。
6.
无线网络安全
（
1）教学内容：无线网络概述；
无线网络安全威胁；
WiFi
安全技术；
3G安全技术；
ZigBee
安全技术；蓝牙安全技术。
（
2）教学要求：掌握无线网络概念、分类，理解无线网络安全威胁，掌握
WiFi
安全技
术，掌握
3G安全技术，掌握
ZigBee
安全技术，掌握蓝牙安全技术，实践
WiFi
安全配置案
例。
（
3）重点与难点：
无线网络概念、
分类，理解无线网络安全威胁；
WiFi
安全技术，
WiFi
安全配置案例；
3G安全技术，
ZigBee
安全技术，蓝牙安全技术。
2
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四、课程教学时数分配
学时分配
序号
教学内容
学时
讲课
实验
其他
1
物联网与信息安全
8
8
2
物联网的安全体系
12
12
3
数据安全
12
12
4
隐私安全
8
8
5
系统安全
10
10
6
无线网络安全
10
10
7
复
习
4
4
小
计
64
64
五、教学组织与方法
1.
课程具体实施主要采用课堂理论讲授方式，以传统黑板板书的手段进行授课。
2.
在以课堂理论讲授为主的同时，
适当布置课后作业以检验和加强学生对讲授知识的理解和掌握；
适时安排分组讨论课，
鼓励学生自行查找资料设计电路，
并在课堂上发表自己的设计成果。
六、课程考核与成绩评定
1、平时考核：主要对学生的课程作业、课堂笔记、课堂表现进行综合考核。平时考核
的成绩占学期课程考核成绩的
30%。
2、期末考核：是对学生一个学期所学课程内容的综合考核，采用闭卷考试的形式，考
试内容以本学期授课内容为主。考试成绩占学期课程考核成绩的
70%。
七、推荐教材和教学参考书目与文献
推荐教材：《物联网信息安全》
，桂小林主编；机械工业出版社，
2012
年。
参考书目与文献：
《物联网导论》
，刘云浩主编；科学出版社，
2013
年。
《物联网技术与应用导论》
，
暴建民主编；
人民邮电出版社，
2013
年。
《物联网技术及应用》
，
薛燕红主编；清华大学出版社，
2012
年。
大纲制订人：
大纲审定人：
3
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物联网学的技术范文6
【关键词】物联网高校实验室建设
一、关于物联网实验的建设目标
高校的物联网实验室目前基本上存在以下三个问题：（1）学生亲手实践的空间较小，难以培养自己独特的创新能力；（2）学生易走进物联网认识的误区，因为借助不了实际应用的物联网实验系统；（3）缺乏开放的实验室管理制度。
二、高校物联网实验室的建设构想
在建设高校物联网实验室时从以下三个问题来入手：（1）解决学生亲手实践的空间较小，难以培养自己独特的创新能力的问题。现在在高校普遍存在的问题是，学生的亲手动手实验的条件被大大地限制，一般专业课的实践都是借助实验箱来作为实践平台。这类的傻瓜型实验，学生刚开始时可能会引起一些兴趣，但是这种感觉不会维系很长时间，长久下去学生的创新思维与能力就会被淹没。（2）避免学生因为借助不了实际应用的物联网实验系统，而走进物联网认识的误区。目前，在理想的物联网实验室建设技术上，还没有一套完全健全、成熟的技术方案。比如说像物联网中同步性和安全性问题、寻址问题等都没有得到较好的解决，始终成为了阻碍物联网实验室的开发和设计。（3）建立合理开放的实验室管理制度。高校实验室并不是对学生无条件地开放，一般多为教师所用，这也是教育心理学上的一个弊端。高校安排的实验教师在等级、薪资待遇、升值机会等方面都不如教师，这就导致了实验室工作管理人员不会上心，失去了认真工作的动力。
三、高校物联网实验室的建设内容
3.1构建多层次的实验体系
物联网是一门联系到物理、数学等基础性学科和无线通讯、计算机网络、RFID等专业性学科等诸多知识交织在一起的交叉性的学科。因此要想完全学好或是教好这门学科并不能仅凭单独的一两门课程的知识，在外部条件下必须依赖于设备优良的实验室器材和实验环境。所以建议设计一套科学的课程群实验的新体系，这样便于学生在理解和掌握物联网等理论知识的同时，更好地掌握其技术性的原理以及操作细则，更多那个计划足额生在动手动脑过程中迸发的创新性思维。
3.2科学性的物联网管理和实验系统配置
这项改革主要是将物联网管理分成两大部分，一是由教师们组成的教学团队，二是有由长期从事试验系统配置和设计的工作人员组成的科研团队。让两者分清自己的工作任务，相互之间合作共赢，一起管理和运用好物联网实验室。另外，关于器材的申报任务就叫可科研团队中的有经验的工作人员统一定制，并取得教学团队成员的商量与意见。最后设备的管理和维护还需要所有人共同的努力，学生于老师都有义务保护好自己的实验室，我各自的学习和工作共同营造优质的环境。
3.3努力争取实验室提供开放的机会
实验室内的仪器虽然贵重，但是长期搁置不用也就浪费了大好的资源。传统的实验室开放管理制度明显满足不了学生的需求，所以建议倡开将开放时间定义为是实验时间和实验内容的开放。也就是说当学生未能完成自己的实验任务可以在实验室内继续重做，另外，开放的内容比一定是老师硬性规定的，可以依据各个学生自己的情况，选择自己薄弱的实验课程。
四、高校物联网实验室建设对教学的意义
作为一项开放性实验教学，同时也作为一项新的教学模式，物联网实验室的教学效果还不能够完全体现出来。但是我们相信随着今后教育体制改革的不断深入，像物联网实验室这类的开放式的教学模式一定会成为教学的主流方法。
五、结语
总而言之，想要管理好高校的物联网实验室并非一朝一夕能够完成的。它涵盖了操作人员的综合素质高效管理制度、学科设计等诸多相关的复杂问题。所以，建设完备的高校物联网实验室还需要我们的共同努力，坚持严谨科学的创新精神一定能取得最后的成功。
参考文献
[1]孟力，卢祁.物联网―――战略性新兴产业.中国仪器仪表，2010，10：21-25
