智慧校园的研究与设计【文献综述】

毕业设计文献综述计算机科学与技术智慧校园的研究与设计一、前言部分（一）写作目的21世纪是信息的时代，互联网技术的发展给人们的生活带来了无限的变化，成为了推进人类社会进步的强大助推器。

正是互联网的强劲发展给它的继任者——物联网的登台做了完美的铺垫。

我们先来看一个鲜活的例子。

现在的大学校园里，你在学校的学习生活比起以前是有了很大的进步，但有时候是不是觉得有些方面还是很不方便，进出宿舍要登记，食堂买饭要用饭卡，水房打水要用水卡，读书馆借书要用借书卡等等，很多时候觉得在学校里的生活有些过于复杂和繁琐。

是不是希望有一种只需要一个卡，就能在校园的各个场所都让你畅行无阻呢？眼下就出现了类似这样的一个新事物。

2010的新学期开学，山东的部分高校的新生就拿到一个学校赠送的手机，通过这个手机，学生可以在学校的各个场所使用，可以在食堂买饭的是时候充当饭卡的作用，在图书馆借书的时候充当借书卡的作用，在水房打水的时候充当水卡的作用。

不仅是这些，用这个手机还能进行网上选课，查询教学信息等等的功能。

学生不需要再用电脑登陆到学校的教学网站去选课，查成绩。

只需要发个短信，一切都可以轻松搞定【1】。

相比以前，我们是不是觉得这样的校园更加智慧了？更加得方便学生的学习生活？那么实现这个神奇的变化靠的是什么？这个功能强大的手机的背后真正是什么呢？这就是物联网【2】。

是它给我们的校园带来了智慧。

通过物联网在校园的应用，我们不单单只是方便了学生的校园学习和生活，对于学校的管理者也意味着工作上的巨大方便。

比如，无纸化办公，各级部门之间的信息传递和共享不再需要通过纸张来作为媒介，大大节省了办公经费。

宿舍管理员也不用一个个得对进出宿舍的人员进行检查，学校的安保人员只需在安保系统出现警示的情况下对进出学校的车辆和人员进行检查，不必在再像以前那样，挨个检查，大大提高了安保的效率和质量。

以上的这些例子都只是物联网在校园这个环境中应用所带来的诸多便利的一个缩影。

总的来说，物联网技术的运用对于学校是一种新的管理模式的探索；对于学生是一种新的生活方式的倡导；对于社会是一种新的趋势的引领【3】。

正是基于这些美好的设想，便捷的未来校园生活，才给物联网在校园的应用带来了可能，给智慧校园的建设带来了希望。

（二）相关概念的介绍1.物联网那么究竟什么是物联网呢？物联网（Internet of Things）的定义如下，它指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID【4】的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration/MAI)、以及基于云计算【5】的SaaS 【6】营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”(everyThing)的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化TaaS服务。

物联网及其相关的TaaS 业务，在基于Semantic Web技术的Web 3.0基础上，将构成Web 4.0的主体【7】。

2.智慧校园由此我们也不难理解什么是智慧校园了。

通俗得讲就是我们把物联网技术运用到校园这个特定的环境中，由此而建立起来的具有高度“智慧”的对参与校园活动的所与人都提供便利的校园。

它其实就是智慧地球【8】的一个小范围的应用，是它的一个组成部分。

目前，国内对于物联网技术在高校的应用在一些细节上虽然各执己见。

但是总体的大方向上还是十分一致的。

对于智慧校园本身这个概念就十分得认同。

之所以对智慧校园的建设有如此高的认同度，是因为国内对于物联网产业的发展的信心。

对此，中国物联网首席科学家刘海涛博士在接受中国经济网采访时就做出了表示【9】。

二、主体部分智慧校园的建设完全是基于物联网的应用于发展。

要了解智慧校园的发展背景，就必须先了解物联网的发展。

（一）物联网的历史背景物联网的这个概念，在中国早在1999年就提出来了。

但是在当时被称为“传感网”。

中科院在1999年启动了传感网的研究和开发。

2005年11月27日，在突尼斯举行的信息社会峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了物联网的概念【10】。

在国内，工信部总工程师朱宏任在中国工业运行2009年夏季报告会上表示，物联网是个新概念，到现在为止还没有一个约定俗成的，大家公认的概念。

他说，总的来说，“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。

在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享【11】。

（二）物联网的现状与发展1.国外发展情况就目前物联网的发展现状来说，从国际上看，欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作，并且已作了大量研究开发和应用工作。

如美国把它当成重振经济的法宝，所以非常重视物联网和互联网的发展，它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等)，改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。

把ICT技术充分用到各行各业，把感应器嵌入到全球每个角落，例如电网、交通(铁路、公路、市内交通)等相关的物体上。

并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。

把人类智慧赋予万物，赋予地球。

他们提出“智慧地球、物联网和云计算”就是美国要作为新一轮IT技术革命的领头羊的证明。

按欧盟专家讲，欧盟发展物联网先于美国，确实欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。

在北京11月全球物联网会议上，他们介绍了《欧盟物联网行动计划》（Internet of things ---Anaction plan for Europe)其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。

在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商，他们推动了M2M(机器与机器)的技术和服务的发展。

2.国内发展情况我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后，我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”，国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。

作为国家层面成立了《传感器的网络标准工作组》。

而中国通信标准化协会也启动了基于互联网的物联网和基于电信网的物联网的相关标准和研究课题的申报工作。

中国的几大电信运营商积极投入“物联网”的技术开发和应用的工作：物流信息化、公交视频化、校讯通、农村信息化、渔牧业监控、水文水质等。

在温总理关于“感知中国【12】”的讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了高潮，江苏省无锡市一马当先率先提出建立“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、知名大学云集无锡共同协力发展我国的物联网。

（三）物联网发展所凸显的问题当然这种一哄而起必然要有一个自然淘汰的过程，目前我国发展物联网上还有不少必须克服的问题才能健康的发展。

现在处处都在搞“物联网”，大量重复性工作，浪费了人力、物力，急需国家作出发展规划统一协调，同时实现相关领域的标准化和研究可持续发展的发展模式，寻求规模经济，在感知、传输和应用上构成新的物联网的生态链向现代服务业方向发展。

当然国家层面一开始就要注意物联网的安全、可信、隐私等重大问题，只有这样才能健康发展【13】。

1.基础建设不完善由于物联网的发展目前存在着以上的诸多问题。

因此也导致在校园物联网的应用上的落后，首先一个明显的就是基础网络的不完善就制约了物联网应用的发展。

在校园物联网建设所需要的配套的基础网络建设方面，国内有些高校还没有完成。

这种在没有打好地基的时候建设高楼的行为，显然是不合实际的。

对物联网在高校的发展只能带来损害。

2.建设主体方“争当先锋”不但如此，在国内各个高校还存在着物联网高校应用领域中特有的一些问题，表面上看上去处处都在搞“物联网”。

有的学校是直接把物联网相关技术运用到了学校的日常教务管理中，有的学校是挣着开办物联网专业等教学研究，有的学校只是停留在初期的探索研究。

对于物联网技术在校园的应用前景虽是十分一致得看好，但是真正开始着手的屈指可数。

存在着“各家都想做，但又各家都怕做”这么一个比较杂乱无章的局面。

也让物联网在校园的发展面临了一些尴尬。

（四）对存在的问题的解决意见真正得想把物联网技术运用到校园中，把智慧带到校园中，给广大学生、教职工、学校管理者提供方便、高效、快捷的学习、生活和工作环境，就需要政府相关部门组织领导好物联网技术的发展。

从技术的研究探索，到市场推广，到合作应用等等相关的具体环节。

需要相关政府职能部门真正得从实际出发，建立和完善相关的规章制度，成立专门的部门来领导和监督物联网技术在校园的推广应用。

为真正构建智慧的校园网络【14】奠定一个良好的外部技术与政策支持的环境。

虽然智慧校园的构想和建设在现在这个阶段还存在很多问题，但是它的发展方向是很明确的。

这一点对于智慧校园的建设是有指导性得帮助的。

三、总结部分本文中通过对物联网相关技术的应用给校园带来的高效便捷的现实例子来表明物联网进入高校的光明未来。

但这只是智慧校园的一个小小的实例，真正的完善的智慧校园会给我们带来更大的惊喜。

物联网是21世纪的发展趋势，作为一个新兴的技术产业，它在近年来备受关注。

有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大数十倍【15】。

我在这里就智慧校园这个理念的构想与实现存在的诸多问题进行了初步的探讨。

同时还介绍了物联网的相关历史背景、国内对物联网的研究情况和物联网在校园应用中相关情况。

个人认为物联网在校园的应用有着广阔的前景，这一点是毋庸置疑的。

任何一个新兴事物的出现总会经过一个比较困难的初期阶段，智慧校园的建设也是如此。

和以往任何一项新技术的出现一样，困难总是在实际应用中一步步得显现出来。