智慧校园的研究与设计【开题报告】

毕业设计开题报告

计算机科学与技术

智慧校园的研究与设计

一、选题的背景、意义

21世纪是信息的时代，信息产业的高速发展给人类社会的前进带来了强大的推动力，无时无刻不在改变和影响着人们的生活、学习、工作等等诸多领域。这其中，尤其以互联网的代表性最为突出。如今，到了互联网发展的巅峰的时候，也到了它的瓶颈阶段，下一代的网络的出现就变得异常需要，正可谓是呼之欲出。也正是在互联网高度发达的今天，物联网的出现才得以实现。

如今的高校在日常的管理运行中，相比以前是有了很大的发展和进步。但在仍旧存在着许多有待解决的问题和不足。比如，学生的报到注册、日常管理是个相当复杂庞大的工程，需要的人力、物理、财力尤为巨大；学生在校园的生活安全问题也存在漏洞，我们时常会看到报道称某某校园出现性犯罪等等的刑事案件；学校日常的能源消耗也是异常庞大的数字，如何实现节能环保也是一个难点所在。这一切的问题都给学校的管理和运行带来了极大的挑战，也是学校管理者极为头痛和亟待解决的重难课题。因此，给学生、教师、管理者提供一个安全、高效、便捷、环保节能的校园环境就显得尤为迫切。智慧校园的构想对这个问题给出了完美的答案。

智慧校园实际上是物联网技术实践运用到校园的一个实例范本。其中所涉及和运用到的都是物联网领域中最为先进和成熟的技术。智慧校园的发展目前还是只停留在初期验证实践阶段。对于它的了解，我们必须先从物联网的了解开始。

从国际上看，欧盟、美国、日韩等国都十分重视物联网的发展，并且已经作了大量研究开发和应用工作。如美国已经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技术充分应用到各行各业，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、相关设备、工具）等物体上。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。美国提出“智慧地球、物联网和云计算”就是想要作为新一轮IT技术革命的领头羊的证明。

美国政府在经济刺激计划中提出数百亿美元支持物联网发展，支持IBM的“智慧地球”，目前美国在RFID、FPCglobal已取得主导地位，而国防部开展的“智能微尘”更是在军事、民用两大方面对物联网进行全面控制。

在欧盟方面，按欧盟专家的说法，欧盟发展物联网先于美国，事实上欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。2009年布置的《欧盟物联网行动计划》（Internet of things ——An action 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，同年又推出了《欧盟物联网战略研究线路图》。

再看亚洲日韩方面，均在2004年启动泛在网国家战略，物联网被纳入国家整体发展重点规划内容，把物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程。

在国内，物联网的发展已波及国内的各行各业。一方面，我们可以看到物联网相关产业的基本面正在健康地发展；另一方面，当然也应注意尽量避免“一哄而起”和“炒作”。

我国物联网技术已有实质性进步，仅传感器一项今年产量会达到24亿只，相关仪品仪表的生产制造商有20个门类，企业达5000个，产值估计在5000亿左右。RFID在2008年已生产65.8亿元。M2M终端已超过400万，电信运营商正在以TD-SCDMA和其它3G技术为依托，努力推动其在物联网上的应用。

要避免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要克服不少问题才能健康发展，例如：技术产业能力不强、规模经济不够大、行业间存在壁垒等。现在处处都在搞“物联网”，大量重复性工作浪费了人力、物力。因此，急需国家作出发展规划统一协调，努力引导物联网的发展和应用；必须与实际条件相结合，单纯“搭车”思想不可取；国家应指导相关领域的标准化工作，研究并提出可持续发展的新模式，寻求规模经济，在感知、传输和应用上构成向现代服务业方向发展的新物联网的生态链。此外，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，如此才能保障物联网的可持续健康发展。

结合物联网在国内外的发展形势，对于物联网应用建设智慧校园的构想是值得研究和可能实现的。它最终将给高校的运行管理带来一次革命性的飞跃。

二、研究的基本内容与拟解决的主要问题

本课题的主要内容是研究和设计如何在校园环境中运用物联网相关技术，实现校园的

智能化、教育信息化、决策科学化和管理规范化。即是以物联网为基础，以各种应用服务系统为载体而构建的教学、科研、管理和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境，利用先进的信息技术手段，实现基于数字环境的应用体系，使得人们能快速、准确的获取校园中人、财、物和学、研、管业务过程中的信息，同时通过综合数据分析为管理改进和业务流程再造提供数据支持，推动学校进行制度创新、管理创新。如表1所述，具体的包括校园卡服务、校园安保、教务服务、节能环保等方面。

要实现以上的这些内容，有如下的问题需要得到解决：

（1）编制信息规范与标准。信息的标准化是智慧校园建设的基础内容，用以支撑教育资源的共享，保证各种系统之间进行信息交换和交互操作的能力。其标

准化工作主要包含：基于国际、部标，形成全校的编码标准和各种编码策略

的互联互通，实现统一的编码解析机制；确定权威数据来源，分析并制定全

校的数据交换策略规则，形成数据交换标准；制定校内应用系统的开发技术

标准、数据标准、接口标准、性能标准、安全标准等，形成用以系统规范。

（2）建设统一的基础设施支撑平台。智慧校园需要解决T2T、H2T和H2H之间的相互通讯和信息交互，无线的末端接入手段是必要条件。建立有线/无线双覆

盖的网络环境，是实现泛在的感知信息接入和多源信息互联的前提，也是智

慧校园的重要基础设施。

（3）建设共享数据库平台，建设统一身份认证平台和建设综合信息服务平台。

（4）建设各应用层的应用系统。实现最终让学生、教师、管理者真正体验得到的便捷高效的服务。

（5）设计的建立对智慧校园运行体系的运营维护。保证智慧校园的长期稳定的功效。

表1：智慧校园的应用方面

三、研究的方法与技术路线、研究难点、预期达到的目标

1.研究方法