物联网在智慧校园中的应用

第一篇：物联网在智慧校园中的应用

物联网调研报告

题目：物联网在智慧校园的应用 班级：13电子信息工程技术4班

目录

一、物联网的相关知识.....................................................................................................3

1、物联网定义.........................................................................................................................3

2、物联网的分层.....................................................................................................................3

3、物联网的特点.....................................................................................................................4

4、物联网运行过程.................................................................................................................5

5、物联网的关键技术.............................................................................................................5

6、物联网的主要发展历程.....................................................................................................6

二、智慧校园........................................................................................................................7

1、智慧校园的提出背景.........................................................................................................7

2、智慧校园的概念.................................................................................................................7

3、智慧校园的核心特征.........................................................................................................7

三、物联网在智慧校园的应用.....................................................................................8

1、校园安防.............................................................................................................................8

2、校园生活...........................................................................................................................11

3、校园教学...........................................................................................................................13

四、物联网发展问题.........................................................................................................14

1、核心技术有待突破...........................................................................................................14

2、标准规范有待统一..........................................................................................................14

3、急需网络平台...................................................................................................................14

4、信息安全和保护隐私有待解决.......................................................................................15

五、结束语..............................................................................................................................15 参考文献...................................................................................................................................16

一、物联网的相关知识

1、物联网定义

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相连。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

总的来说，物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化。

2、物联网的分层

物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。图1为分层结构

图1（1）感知层——感知信息。

作为物联网的核心，承担感知信息作用的传感器，一直是工业领域和信息技术领域发展的重点，感知层由各种传感器以及传感器网关构成，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去，传感器不仅感知信号、标识物体，还具有处理控制功能。

（2）网络层——传输信息

传感器感知到基础设施和物品信息后，需要通过网络传输到后台进行处理，而网络层就起负责传递和处理感知层获取的信息的作用。

（3）应用层——处理信息

应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

3、物联网的特点

(1)连通性

连通性是物联网的基础。无论是专网、无线、有线或者是感知物体，都必须体现“连通”状态，并且和互联网连接在一起，这样才能体现出真正意义上的物联网。国际电信联盟认为，物联网的“连通性”有四个维度：一是任意时间的连通性：二是任意地点的连通性；三是任意物体的连通性：四是任何人的连通性。

(2)物物相联

在互联网中，人们利用电脑实现人与人之间相互交流：物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术实现物与物的交流。互联网实现人与人的远程交流，而物联网完成了人与物、物与物的即时互动，从而实现了由虚拟世界向现实世界的连接转变。

(3)智能化

智能化是利用计算机技术、传感技术和控制技术对系统中各个对象能够智能监控和智能控制，从这个角度看，物联网是智能化的重要环节，物联网的发展将推动智能化的进程。它使得世界中的物体不仅以传感方式也可以智能化方式关联起来。物联网具有智能化感知性，它可以感知人们所处的环境，最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便做出正确的判断。

4、物联网运行过程

(1)标识物体属性，属性有静态和动态属性，静态属性直接存储在RFID标签中，动态属性可由传感器检测。

(2)由阅读器读取物体的属性，同时将信息转换为适合网络传输的数据格式。

(3)将数据通过网络传输到信息处理中心，再由处理中心完成物体通信的相关计算。

5、物联网的关键技术

（1）传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。（3）嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。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，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

6、物联网的主要发展历程

1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。

1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。

2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，促进物联网的发展。

2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。

2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。

二、智慧校园

1、智慧校园的提出背景

2008年11月，IBM公司正式提出“智慧地球”理念，2009年1月，“智慧地球”成为美国国家战略的一部分。2009年8月7日，国务院总理温家宝在无锡视察时，指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。基于这种“智慧”的理念，学校作为知识与信息服务机构的前沿，应该抓住机遇，通过物联网的系统化发展与应用，打造智慧校园。

2、智慧校园的概念

智慧校园指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。具体的说，智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。2010年，在信息化“十二五”规划中，浙江大学提出建设一个“令人激动”的“智慧校园”。这幅蓝图描绘的是：无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。简而言之，“要做一个安全、稳定、环保、节能的校园。”

3、智慧校园的核心特征

智慧校园的三个核心的特征：一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务；二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用于服务领域，实现互联和协作；三是通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。

三、物联网在智慧校园的应用

物联网在智慧校园中的应用主要包括校园安防、校园生活和校园教学三个方面。

1、校园安防

（1）校园安防的定义及意义

校园安防就是以一般人居环境安全防范系统为基础，结合高等学校建筑物多、人员密集复杂、环境功能主体繁杂的特点，充分运用信息技术手段，根据国家教育部门和公安部门的有关规定，对大学校园中重点要害部门进行实时监控，及时采取有力措施，使校园安全管理实现人防、物防、技防相结合的安全防范系统。

随着社会经济的不断发展，人类活动领域巨大延伸，人为的治安问题日趋动态化和复杂化，自然灾害也呈现突发性和严重危害性的特点，高技术犯罪上升，新安全问题突现，人们的工作和生活空间受到来自于多方面的威胁。为避免人身受到伤害、财务受到损失，使人们的工作和生活不受干扰，针对各种主要安全威胁的综合安防系统就应用而生。综合安防系统是指利用各种高科技的监控手段和信息处理技术，对各种居住环境加以监控，及时反馈环境中的各种事故、灾害和违法事件信息，从而对治安和安全进行预防和有效处理的安全防范系统。高校校园作为特定的人群居住环境，保证该环境的安全和稳定对于国家和社会的整体稳定有着重要的意义。

（2）校园安防的主要特点

重要性的特点。高等学校是国家培养高层次建设者和接班人的重要场所，在高校校园生活的学生属于特殊群体，其人身和财产安全影响着千家万户的的稳定，因此在高校校园建立的综合安防系统较其他人群居驻地有着独特的重要性，属于重点监控和防范的区域，不论是从技术上还是从认识上都具有重要性的特点。

高技术的特点。在我国，高校本身是技术生产的重要场所，与此相对应的治安案件、灾害事故也有着同样的高技术性质。学校聚集的人群由于受到环境的影响，其知识水平造就的治安案件或者违法事件以及灾害事故的技术水平也相应较其它区域有所提高。因此防御此类事故的发生必须与其相对应，使用高技术的手段和措施加以预防和处理，决定了高校校园综合安防系统的高技术的特点。

广泛性的特点。在其他人群聚居地，进行综合安防系统设计与管理的时候，公安部门或者安全保卫部门独立工作和行动的特点很突出。但是在高校这一特殊的环境中，综合治理的特点十分明显，它需要有着广泛地参与，调动环境中一切有利于系统实施的因素协同进行工作。因此便决定了高校校园综合安防系统的广泛性特点。

预防为主的特点。其它环境之中的安全防范系统除了强调预防功能之外，更加注重事件的事后处理问题，而系统主要是提供事件处理的各种重要信息。但是在高校校园这一特定的环境中，考虑到对整个社会的突出影响，一般不允许重大不稳定事件发生。因此高校校园综合安防系统必须注重于事前预警和防范功能，使各类事件的发生最大可能的被消灭在萌芽状态。所以说，高校校园综合安防系统必须是以预防各类治安案件的发生为主要功能。

（3）校园安防的主要应用

校园安防的主要应用包括入侵报警系统、车牌识别---校园内的电子警察、访客系统、移动智能卡等等。入侵报警系统主要有：通常用于办公室和机房的红外入侵探测器，通常用于围墙周界及部份通道的多光束红外对射探测器，通常用于办公室和机房的门磁感应器，用于报警信号联动的睿丝强光灯，用于报警提示的声光警号器，用于联动外部设备如联动关门的继电器模块，用于报警主机联动拨号通知管理人员的电话拨号器，对所有前端探测器编程控制的报警控制主机等。图2为校园入侵报警系统。

图2

防盗报警装置是校园安防中最实用和基础的组成部分，它可以在发生意外时让教师及时与外界联系，得到援助，也因此，北京等部分城市将其作为必备的安防设备。从安装范围看，防盗报警装置主要是分布在学校围墙、电教室、财务室、化学实验室等重点部位。在一些安全事故多发的地点，如大门口、学生宿舍门口、自行车存放处、学校财务室等地安装报警器，发生意外时可以迅速连接到学校的保卫处和附近的110接警中心，学校一旦遇险，学校值守人员可手工启动报警。在第一时间得到帮助，避免更大悲剧的发生。同时，由于中小学生好奇心强而自控能力差，报警系统在设计和安装时应注意避免“恶作剧”式的报警发生。因为有了车牌识别系统就像多了很多的电子眼，能全天候的从出入的视频数据中抓拍车辆出入并登记，但它更先进的是，能够根据车辆出入的方向和系统设定好的黑白名单决定应该不应该放这辆车进入校园。而且系统中心数据随时更新，你可以很清晰的看到校园内共有多少辆车，分别是什么时候进入校园的，不但提高了管理人员的工作质量和效率，更增加了校园的安全性。进出学校都要登记，但以前都由人工完成，在智慧校园都将由智能访客系统代替保安查看身份证件、登记、记录离开时间等一系列繁琐的程序。前来学校造访的人员只需拿着证件，在电子识别器上轻轻一按，访客信息就能瞬间获得，并出具访客单，大幅度加快访客登记及离开流程，从而提升了管理质量和效率。

借书要出示借书卡、吃饭要出示饭卡、坐公交要出示公交卡，是不是很烦呢？在智慧校园里一张移动智能卡就能通行校园，凡有现金、票证或需要识别身份的场合均只要出示这张卡就可以了。此外，这张卡还就以实现部分公交乘坐、校内考勤、图书借阅管理等功能，并可结合校讯通功能。此种管理模式代替了传统的消费及身份识别管理模式，为学生及员工的管理带来了高效、方便与安全。

2、校园生活

包括食堂管理、浴室水管理、考勤管理、智能照明管理、人员可视化管理、车辆精细化管理、智能化后勤保障、电子岗哨等等。

(1)食堂管理

食堂管理是智慧校园重要组成部分，基于RFID技术的食堂管理系统主要分成三部分： 含RFID电子标签的饭卡：师生每人拥有一张这样的饭卡，卡里面包含了用户信息。RFID阅读器：在每个食堂售饭窗口安置一个RFID阅读器，将读到的信息传至后台数据库查询，读取卡上金额，并扣除消费金额。后台数据库管理系统：将用户的注册信息存储在数据库中，可以方便管理员对食堂消费业务的查询。

(2)浴室水控管理

基于RFID技术的浴室水控管理，可以实现用水自动化管理，主要功能如下：

信息数据实时显示：当RFID卡位于阅读器感应区时，阅读器就显示卡上余额，然后可立即进入用水计费状态。

消费模式：消费模式采用实时计费模式，即读卡就出水，并根据用水量实时进行扣费；

计费方式：按使用的流量计费，即外接脉冲流量表，可根据计算产生的流量进行计费。

(3)考勤管理

学生考勤是学校日常教学过程中必不可少的一个组成部分。常规考勤工作主要都由教师承担，花费教师额外的时间与精力。

基于RFID技术的考勤管理工作流程：每次上课前，学生用含RFID标签的校园卡(或手机卡)刷卡进教室，教室内的设备在接收到读卡器发送来的学生刷卡记录数据后，将数据发送到远程服务器；远程服务器接收到数据后，将数据存储到数据库中；然后，教务人员或者教师通过浏览器登录到考勤查询网站，可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某个教室在某一段时间内的考勤情况；学期结束时，每门课程学生的出勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来。

(4)智能照明管理

智能照明是利用物联网技术，使校园内的灯能够无线自主组网，使每一盏灯都能遥测和遥控，教室和道路的灯接受控制中心的命令，反馈灯的各种状态，根据光强度和时段自动调节照明亮度。例如对教室照明智能控制，当教室光照比较暗，灯自动亮；当光照比较强时，灯自动关，如果发现教室里没人，可以远程控制灯的开关。

（5）人员可视化管理

为校园人员配备管理卡（可以与借书卡、饭卡、浴卡等功能合并，形成一卡通，该卡可以远距离读取），通过各门禁系统和遍布校园的感应点，可以实现对所属人员24小时不间断、全校园不留死角、全自动实时感知与定位。学院安保单位、各系辅导员、班主任可以通过智慧校园管理平台实时了解到所属人员在位情况。借助此卡，还可以实现对学生、职工的日常管理、电子签到、定位等，对学生、职工的在位、外出情况进行有效管控、实现电子点名、智能查岗等可视化管理。

（6）车辆精细化管理

通过为校园的车辆、重点装备设备等安装电子标签、嵌入传感器、卫星定位装置等，实现对交通工具、各种装备设备进行准确定位和实时跟踪，并通过嵌入的各类智能传感器，监控其工作状态、完好情况等，从而实现对其精细化管理。

（7）智能化后勤保障

为仓库、物资安装包含其型号、种类、数量等状态信息的电子标签，使得后勤物资的发放更加智能和快捷；为草皮配备温度、湿度传感器，使得灌溉更加合理；为路灯安装光学传感器使其更节能。

（8）电子岗哨

为财务、油库及校园的其他重点区域安装智能传感器，实现对其24小时不间断地安全检测，一旦发现可疑情况，可由感应点自动调整摄像头的方向进行视频监控，并向值班人员发出通知或巡视提醒，以便及时处理。

3、校园教学

校园教学又包括日常教学、智慧图书馆和实验室管理等方面。

（1）日常教学

利用物联网技术有利于建立全面和主动的教学管理体系，利用RFID技术的支持，可以完善教学管理的组织系统、评价和考核系统，从而对教学的质量建立保障和监控体系；有利于拓展学习空间、培养学习者自主学习能力，物联网能为学生的自主学习、合作学习等提供支撑环境。例如，无锡市感知生长校园数字化农植园系统，就是让学生通过“感知”动植物生长情况，利用计算机及网络收集、处理和发布观测信息，交流种植经验，展示研究成果，从而提升学生的科学素养。

（2）智慧图书馆

智慧图书馆通过物联网来实现智慧化的服务和管理。它的理想模式就是无需人工服务。目前物联网在图书馆中的应用，主要是RFID电子标签的应用，以智能书车为例来说明。

智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备，具有查询、定位、书架智能导航等功能，可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。具体流程：书籍拣到书车上，通过阅读器识别书籍的RFID中存储的信息，记录并显示文献在书车上的位置，同时根据获取的书籍存储架位信息，将需要进行上架工作的位置和书车上对应的书的存放档位对应起来，并在书车的显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来，方便工作人员进行高效率归架。

（3）实验室管理

物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理和智能插座等。

设备管理：RFID存储实验设备的基本属性等信息，利用阅读器方便地获取相关信息，然后再利用网络进行统一管理。

实验过程管理：首先，RFID可以帮助学生方便地获取实验步骤、操作要点、使用帮助等信息。其次，在实验过程中，使用不当时能自动警告并中断实验过程，避免不必要的损失。另外，实验数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者，实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

智能插座除了拥有传统电源插座功能外，它能够将各个实验设备的耗电量信息实时反馈给实验室管理员，管理员能随时开关插座，实现插座与人的对话，起到高效节能的作用。

四、物联网发展问题

1、核心技术有待突破

目前，物联网关键技术研发和规模化应用处于初始阶段，其中，传感器核心芯片和传感器接入技术和中间件技术有待进一步发展。一是当前传感器所能连接的通信距离受限，传感器对外部工作环境指标要求较高，受外部环境影响较大。二是传感器节点计算能力、存储能力和通信能力不足，能量有限。另外，为了能够快捷地实现传感器网络上的大量应用且保证应用程序的运行性能，传感器网络中间件技术将是未来传感器网络领域急需解决的问题。

2、标准规范有待统一

标准是推动物联网应用的保障，统一标准体系的缺乏将阻碍物联网的发展。目前，物联网标准体系尚在建立，中国、美国、德国和韩国是世界物联网领域标准的重要制定国。ISO/IEC在传感网络、IUT一在泛在网络、IEEE在近距离无线、IETF在IPv6的应用、3 GPP在M2M等方面纷纷启动了相关标准研究工作。由于物联网发展涉及国家间巨大利益，制定一种能被世界各国认可的统一的物联网国际标准，难度很大，短期内标准难以统一，规范协议难以形成。

3、急需网络平台

物联网的价值在于网，而不在于物。传感是容易的，但是感知的信息，如果没有一个庞大的网络体系，不能进行管理和整合，那网络就没有意义。因此，建立一个全国性的，庞大的，综合的业务管理平台，把各种传感信息进行收集，再进行分门别类的管理，进行有指向性的传输，是一个大问题。一个小企业都可以开发出传感技术和传感应用。但小企业没办法建立起一个全国性的高效网络。平台的建设者会在未来的物联网发展中，取得较好的市场地位，甚至是最大受益者。

4、信息安全和保护隐私有待解决

信息与网络安全是要保证被保护信息的机密性、完整性和可用性。与互联网和移动通信网相比，物联网还存在一些特殊的安全问题。

首先，物品的感知是物联网应用的前提，射频识别是物联网的关键技术。物联网中的物与物、物与人之间互联是通过RFID(射频识别)、传感器、二维识别码和GPS定位等技术来自由地自动感知和获取物品信息的。如不加控制，物品的信息会不受限制地被扫描、定位及追踪。这无疑对信息的隐私构成了极大的威肋、。在数据处理过程中同样存在隐私保护问题，如基于数据挖掘的行为分析等。因此要建立访问控制机制，控制物联网中信息采集、传递和查询等操作，保证不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。

其次，加密在较多情况下仍然是保证实现信息机密性的重要手段，保密现在己经成为物联网识别技术的关键问题。由于物联网的多源异构性，使密钥管理显得更为困难，而对感知网络的密钥管理更是制约物联网信息机密性的瓶颈。物联网的安全特征体现了感知信息、网络环境和应用需求的多样性，其网络的规模和数据的处理量大，决策控制复杂，给安全研究提出了新的挑战。

第三，IP地址有待扩充。物联网中的每个物件都需要一个唯一的IP地址，IPv4显然己不能满足地址需要，只能依靠IPv6来支撑。如何实现由IPv4向IPv6转型以及妥善解决与IPv4的兼容等一系列问题，也需要引起足够重视。

第四，设备生产成本需进一步降低。只有扩大物联网应用规模，具备一定数量，物联网相关设备生产成本才能降低到可以接受的程度，物品的网络智能化特征才能发挥应有作用。

五、结束语

智慧校园是通过物联网来实现智慧化的校园服务和管理，它通过物联网实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通，海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息，从而给广大师生提供了智慧化的业务和服务模式。目前，智慧校园还处于摸索阶段，前景不明朗，但从长远来看，由于物联网应用前景相当广阔，智慧校园一定会像浙江大学在信息化“十二五”规划中描绘的那样：无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。

参考文献

[1]百度文库，物联网在智慧校园的应用，2013 [2]百度百科，智慧校园的概念

[3]中国安防展览网，安防在智慧校园中的应用,2013 [4]百度百科，物联网的概念 [5]百度百科，智慧校园的概念

[6]百度文库，物联网发展前景及问题分析研究，2015

第二篇：物联网在智慧校园中的应用

安徽科技学院

2012-201

3学年第 一 学期 《物 联 网 概 论 》课程

财务会计教育 专业 级班 姓名 周明红

学号 1444100349 得分

考核方式 小论文 考核题目 物联网在智慧校园中的应用 主考教师 奚雷

内容摘要：

通过对于物联网课程的学习认识到了物联网的重要性，也更加充分的认识这个社会早已是科技的社会，未来科技的应用会越来越广泛，人们的生活也会变得更方便，而作为一名当代大学生，我们面对的更多的是新技术，也比较容易接受新的科技，而未来社会也更需要我们这代人，需要我们去开创新的技术领域，带领我们的国家走向更辉煌的明天，通过对于技术的介绍，也展开了当今的大学校园里有关物联网的运用，大学原本就培养高科技新型人才的地方，肩负这个国家未来使命继承者的教育问题，是个非常重要的地方，所以通过大学校园里科学技术的应用，来揭示现代技术特别是物联网技术的发展，我相信物联网的发展会很快成为社会的主流，引领我们跨入新的时代。

教师评语

物联网在智慧校园中的应用

这学期我选修了物联网概论这门课程，作为女孩子当初并不是因为喜爱因为喜爱才选修的，只是抱着修够学分就行了的心态，对于物联网这门学科的最初认识仅仅是认识这三个字而已，通过学习这门课以后，我才明白自己的理解是多么的狭隘，物联网这个新新社会未来的发展的方向，是多么重要的一门科学。

在现代社会，早已已经是科技时代，社会经济的发展已不能用飞速发展来描述了，想到自己小时候常听到祖辈们说，以前觉得要是能过上楼上楼下电灯电话的生活，这辈子就算没有遗憾了，可如今那时的梦想早已普通的不能再普通了，而现如今的科技发展早已超出那时人们的思想范围，让我不得不感慨人类的智慧的伟大。

我想面对现在这样高速发展的科技社会，人类的未来还会更加美好更加难以相信的好，接下来我们就来说说关于物联网这门学科，作为一名当代大学生我们是幸运的，我们赶上了好时代，享受了祖辈父辈没有享受过的校园生活，更享受到一系列的先进的教学机器设备，感受着时代的成果，学习新的知识，学着使用，学着创造新的技术，去创造我们的更加先进的社会。那下面就让我们进入物联网的世界吧！

正是从2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网受到了全社会极大的关注。开创属于我们中国的物联网时代，而随着物联网的快速发展以及相关技术的不断成熟，这一切技术也改变了我们的校园生活，对传统校园的发展也产生深远影响。

一物联网的内涵与特征

物联网的内涵

从字面含义看，物联网是“物物相连的互联网”，这句包含了二层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层，感知层由各种传感器以及传感器网关构成，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去；网络层负责传递和处理感知层获取的信息；应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

物联网运行过程：

(1)标识物体属性，属性有静态和动态属性，静态属性直接存储在RFID标签中，动

态属性可由传感器检测：

(2)由阅读器读取物体的属性，同时将信息转换为适合网络传输的数据格式；

(3)将数据通过网络传输到信息处理中心，再由处理中心完成物体通信的相关计算。

物联网的特征

(1)连通性

连通性是物联网的基础。无论是专网、无线、有线或者是感知物体，都必须体现“连通”状态，并且和互联网连接在一起，这样才能体现出真正意义上的物联网。国际电信联盟认为，物联网的“连通性”有四个维度：一是任意时间的连通性：二是任意地点的连通性；三是任意物体的连通性：四是任何人的连通性。

(2)物物相联

在互联网中，人们利用电脑实现人与人之间相互交流：物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术实现物与物的交流。互联网实现人与人的远程交流，而物联网完成了人与物、物与物的即时互动，从而实现了由虚拟世界向现实世界的连接转变。

(3)智能化

智能化是利用计算机技术、传感技术和控制技术对系统中各个对象能够智能监控和智能控制，从这个角度看，物联网是智能化的重要环节，物联网的发展将推动智能化的进程。它使得世界中的物体不仅以传感方式也可以智能化方式关联起来。物联网具有智能化感知性，它可以感知人们所处的环境，最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便做出正确的判断。

二 智慧校园

2008年11月，IBM公司正式提出“智慧地球”理念，2009年1月，“智慧地球”成为美国国家战略的一部分。2009年8月7日，国务院总理温家宝在无锡视察时，指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。基于这种“智慧”的理念，学校作为知识与信息服务机构的前沿，应该抓住机遇，通过物联网的系统化发展与应用，打造智慧校园。

智慧校园是通过利用物联网技术来改变师生和校园资源相互交互的方式，以便提高交互的明确性、灵活性和响应速度，从而实现智慧化服务和管理的校园模式。具体的说，智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。

三 物联网在智慧校园中的应用

联网在智慧校园中的应用主要包括校园生活和教学管理两方面。

校园生活

包括食堂管理、浴室水控管理、考勤管理、智能照明控制等。

(1)食堂管理

食堂管理是智慧校园重要组成部分，基于RFID技术的食堂管理系统主要分成三部分：

含RFID电子标签的饭卡：师生每人拥有一张这样的饭卡，卡里面包含了用户信息。

RFID阅读器：在每个食堂售饭窗口安置一个RFID阅读器，将读到的信息传至后台数据库查询，读取卡上金额，并扣除消费金额。

后台数据库管理系统：将用户的注册信息存储在数据库中，可以方便管理员对食堂消费业务的查询。

(2)浴室水控管理

基于RFID技术的浴室水控管理，可以实现用水自动化管理，主要功能以：

信息数据实时显示：当RFID卡位于阅读器感应区时，阅读器就显示卡上余额，然后可立即进入用水计费状态。

消费模式：消费模式采用实时计费模式，即读卡就出水，并根据用水量实时进行扣费；

计费方式：按使用的流量计费，即外接脉冲流量表，可根据计算产生的流量进行计费。

(3)考勤管理

学生考勤是学校日常教学过程中必不可少的一个组成部分。常规考勤工作主要都由教师承担，花费教师额外的时间与精力。

基于RFID技术的考勤管理工作流程：每次上课前，学生用含RFID标签的校园卡(或手机卡)刷卡进教室，教室内的设备在接收到读卡器发送来的学生刷卡记录数据后，将数据发送到远程服务器；远程服务器接收到数据后，将数据存储到数据库中；然后，教务人员或者教师通过浏览器登录到考勤查询网站，可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某个教室在某一段时间内的考勤情况；学期结束时，每门课程学生的出勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来。

(4)智能照明

智能照明是利用物联网技术，使校园内的灯能够无线自主组网，使每一盏灯都能遥测和遥控，教室和道路的灯接受控制中心的命令，反馈灯的各种状态，根据光强度和时段自动调节照明亮度。例如对教室照明智能控制，当教室光照比较暗，灯自动亮；当光照比较强时，灯自动关，如果发现教室里没人，可以远程控制灯的开关。

教学管理

包括日常教学、智慧图书馆和实验室管理等

(1)日常教学

利用物联网技术有利于建立全面和主动的教学管理体系，利用RFID技术的支持，可以完善教学管理的组织系统、评价和考核系统，从而对教学的质量建立保障和监控体系；有利于拓展学习空间、培养学习者自主学习能力，物联网能为学生的自主学习、合作学习等提供支撑环境。例如，无锡市感知生长校园数字化农植园系统，就是让学生通过“感知”动植物生长情况，利用计算机及网络收集、处理和发布观测信息，交流种植经验，展示研究成果，从而提升学生的科学素养。

(2)智慧图书馆

智慧图书馆通过物联网来实现智慧化的服务和管理。它的理想模式就是无需人工服务。目前物联网在图书馆中的应用，主要是RFID电子标签的应用，以智能书车为例来说明。

智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备，具有查询、定位、书架智能导航等功能，可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。具体流程：书籍拣到书车上，通过阅读器识别书籍的RFID中存储的信息，记录并显示文献在书车上的位置，同时根据获取的书籍存储架位信息，将需要进行上架工作的位置和书车上对应的书的存放档位对应起来，并在书车的显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来，方便工作人员进行高效率归架。

(3)实验室管理

物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理和智能插座等。

设备管理：RFID存储实验设备的基本属性等信息，利用阅读器方便地获取相关信息，然后再利用网络进行统一管理。

实验过程管理：首先，RFID可以帮助学生方便地获取实验步骤、操作要点、使用帮助等信息。其次，在实验过程中，使用不当时能自动警告并中断实验过程，避免不必要的损失。另外，实验数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者，实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

智能插座除了拥有传统电源插座功能外，它能够将各个实验设备的耗电量信息实时反馈给实验室管理员，管理员能随时开关插座，实现插座与人的对话，起到高效节能的作用。

四 结束语

智慧校园是通过物联网来实现智慧化的校园服务和管理，它通过物联网实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通，海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息，从而给广大师生提供了智慧化的业务和服务模式。

毫无疑问，智慧校园为师生带来了极大便利，同时也面临着许多挑战。首先是成本问题，建设智慧校园首先要有一个统一的基础设施平台，包括有线与无线双网覆盖的网

络环境；其次是师生隐私安全问题，由于物联网可以跟踪用户的行动、习惯以及偏好等，信息资源及师生隐私如何得到保护成为创建智慧校园亟待解决的问题；最后，管理机制尚不完备，物联网如何维护、如何管理、如何使用都是很大的问题。目前，智慧校园还处于摸索阶段，前景不明朗，但从长远来看，由于物联网应用前景相当广阔，智慧校园一定会像这样，无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。

我相信现有的技术还只是最普通的，在未来的的日子里会有更多的新技术被应用到我们的大学校园里，届时我们的生活环境会变得更加好，也更加的方便，当然不止有这些，人类社会生活都会变得十分便捷和富有技术。

第三篇：物联网在智慧农业系统中的应用

物联网在智慧农业系统中的应用

摘要：介绍了物联网及智慧农业系统的内涵，结合农业智能化生产的实际情况设计了智慧农业物联网架构，主要包括物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。同时，通过农产品疾病识别与治理系统，具体研究了物联网在智慧农业中的应用。

关键词：智慧农业系统；物联网；架构；疾病识别 0引言

我国是农业大国，传统农业在国际市场上的优势主要依赖于丰富的自然资源和低廉的劳动力成本。随着物联网等高新技术的发展，我国传统农业正在加快向现代农业转型，而智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。要建设智慧农业，就要依托物联网等先进的科学技术，大力推进农业科技创新，研究多功能、智能化、能推动农业生产力发展的农业科技成果，并及时地将科技成果转化为农业生产所需的技术产品，应用于农业生产的整个过程。

托普物联网指出：智慧农业系统是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产，主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下，农民一般难以顾及这些因素，在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品，这除了用量过多而造成经济上的浪费之外，还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。物联网

物联网(The Intemet of Things，简称IOT)的概念是在1999年提出的，2005年国际电信联盟(ITu)发布的n’U互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络¨J。自2009年8月温家宝总理到中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心(国家传感网工程中心、无锡物联网产业研究院)考察时提到“尽快建立中国的传感信息中心或者叫‘感知中国’中心”以来，物联网被正式列为我国5大新兴战略性产业之一。

物联网的体系结构如图1所示。它可分为3层：感知层、网络层和应用层。感知层相当于人体的皮肤和五官，主要用于识别物体，采集信息包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、传感器及传感器网络等。网络层相当于人体的神经中枢和大脑，主要用于信息传递和处理，包括通信与互联网的融合网络、物联网管理中心、物联网信息中心和智能处理中心等。应用层相当于人的社会分工，与行业需求结合，实现广泛智能化，是物联网与行业专用技术的深度融合旧。目前，物联网技术已经在智慧农业、智慧城市、智慧家居、智慧医疗、智慧交通和智慧物流等领域得到了广泛的应用。智慧农业

智慧农业是最近兴起的一个概念，目前国内外还没有一个公认的定义。中国农业大学李道亮教授认为：智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地降低农业成本和能耗、减少农业生态环境破坏以及实现农业系统的整体最优为目标，以农业全产业、全过程智能化的泛在化为特征，以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的一种现代农业发展模式与形态13]。中国农业科学院周国民研究员认为：智慧农业是充分利用信息技术，包括更透彻的感知技术、更广泛的互联互通技术和更深入的智能化技术，使得农业系统的运转更加有效、更加智慧，以使农业系统达到农产品竞争力强、农业可持续发展、农业资源有效利用和环境保护的目标。

智慧农业系统主要内容包括：

1)通过各种无线传感器实时采集农业生产现场的温湿度、光照、CO：浓度等参数，利用视频监 控设备获取农作物的生长状况等信息，远程监控农业生产环境，同时将采集的参数和获取的信息进行数字化转换和汇总后，经传输网络实时上传到相关农业智能管理系统中；系统按照农作物生长的各项指标要求，精确地遥控农业设施自动开启或者关闭(如远程控制节水浇灌、节能增氧等)，实现智能化的农业生产。

2)利用RFID电子标签，搭建农产品安全溯源系统，加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程安全溯源，促进农产品的品牌建设，提升农产品的附加值。

3)组建无线传感器网络，开发智能农业应用系统，对空气、土壤、作物生长状态等数据进行实时采集和分析，系统规划农业产业园分布、合理选配农作物品种、在线疾病识别和治理、科学指导生态轮作。在未来的现代农业生产过程中，智慧农业的应用将更加广泛，农户将选择合适的农业生产智能化系统，以提高农产品产量，增加收益。

3智慧农业系统物联网架构

通常情况下，应用于智慧农业系统的物联网架构，可以按物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层3个层次来设计，如图2所示。

1)物联网感知层主要由常见的传感器、RFID设备、视频监控设备等数据采集设备组成，实现将数据采集设备获取到的数据通过ZigBee节点、CAN节点等通讯模块传送至物联网智能网关，做到现场数据信息实时检测与采集。此外，上层应用系统下发的控制命令，通过物联网智能网关传送到继电器控制设备，远程控制农业设施的开关(如智能浇灌等)，实现农业生产环境的改善。

2)物联网网络层通过LAN，WLAN，CDMA和3G等的相互融合，实现现场数据信息和上层控制命令实时准确地传输与交互。

3)物联网应用层主要包括农业生产环境管理、农业生产过程管理、农业疾病识别与治理等农业应用系统，实现对由物联网感知层采集的海量数据进行分析和处理，以及对农业生产现场的智能化控制与管理。同时，为合理生产提供决策支持。

4智慧农业物联网应用案例

农产品疾病识别与治理系统已成为推动农业经济可持续发展的重要动力和保障农民收入的必要手段，本文以农产品疾病识别与治理系统为例，阐述物联网在智慧农业中的应用。系统结构如图3所示。

1)在联网感知层采用智能化传感器和视频监控设备，建立农业生产现场监控网络，采集现场农作物生长环境数据(如日照、温湿度等)和农作物生长状态图像数据，并通过ZigBee节点、WiFi节点、485节点等传送到物联网智能网关，对数据进行汇总和处理后，自动将数据上传到物联网网络层。

2)物联网网络层通过LAN，WLAN，CDMA和3G等的相互融合，将获取的数据信息传输到物联网的应用层。

3)在物联网应用层建设标准化的农产品病虫害数据库和远程专家诊断中心，将现场采集的数据信息与农产品病虫害数据库中的数据进行比对分析，从而识别出农作物的病虫害信息；对于一些不能通过比对数据库来识别的病虫害，则可以通过远程专家诊断中心进行诊断，精确地确定农作物的疾病，并给出最合理的治理决策。此外，通过病虫害预警，利用相关途径(如手机短信息等)向农户传递即将可能发生的病虫害信息，提醒农户进行及时的防治。同时，利用公共信息展示平台(如电子大屏等)实时显示农作物的相关信息，如生长环境的状况、生长状态、可能出现的病虫害和防治方法等信息，供农户进行参考。

5前景展望

物联网的发展为加快实现我国农业智慧化提供了前所未有的机遇，也必将深刻影响现代农业的未来。现阶段，我国在运用物联网来加快智慧农业的发展已经具备了一定的技术和产业化基础。但是，在智慧农业物联网关键技术和标准体系等方面仍存在着一些问题，解决这些问题需要政府、企业、科研部门及各个行业的共同努力。可以预见，在不久的将来，物联网必将会给农业领域带来革命性的变化。

参考文献：

[1]朱仲英．传感网与物联网的进展与趋势[J]．微型电脑应用，2010(1)：1—3． [2]石军．“感知中国”促进中国物联网加速发展[J]．通信管理与技术，2009(5)：1—3． [3]李道亮．物联网与智慧农业[J]．农业工程，2012(1)：1—7． [4]周国民．浅议智慧农业[J]．农业网络信息，2009(10)：5—7．

[5]徐丹．“智慧农业”路在何方[J]．中国高新技术企业，2012(2)：96—98．

[6]刘春红，张漫，张帆，等．基于无线传感器网络的智慧农业信息平台开发[J]．中国农业大学学报，2011，16(5)：151—156．

[7] 大唐电信．大唐电信智慧农业物联网解决方案[J]．通信世界，2011(16)：10．

[8]卢闯，彭秀媛，宣锴，等．物联网在设施农业中的应用研究[J]．农业网络信息，2011(9)：10—13．

第四篇：物联网在智慧地球中的应用及作用

物联网在智慧地球中的应用及其作用

1.导论及前言

2.我眼中的物联网 3.我眼中的智慧地球

4.物联网在智慧地球中的应用和作用

1.智能电网

2.智慧医疗

5.物联网在智慧地球中的未来 6.参考文献

1.导论和前言

日韩2004年提出“泛在网络”战略，希望到2010年建立一个有线无线全覆盖、所有终端都接入、各类信息化应用满足需求的信息化社会。到2008 年11 月初，在纽约召开的外国关系理事会上，IBM 以题为《智慧地球：下一代领导人议程》的演讲报告，正式提出“智慧地球”的概念。

2.我眼中的物联网

顾名思义，物联网就是物物相连的互联网，物联网的英文是the Internet of things，这也能够反映出物联网是基于互联网的新技术。只是其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网的核心技术RFID是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

物联网在我们日常生活中最广泛的应用就是商品标签和第二代居民身份证。我们在超市购物的时候，每个商品的外包装上往往都带有一个独一无二的条形码，在结账的时候只要扫描一下，待系统读取了条形码的内容后，会在屏幕上直接显示商品的信息。还有我们在乘坐火车飞机的时候，在自动取票机取票的同学会发现将身份证放置在指定的位置，系统就会读取身份信息并显示出该身份预定的车票或机票，这大大节省了人工成本和时间。这些都是我们日常生活中常用的一些物理网技术，很不起眼，但确实为我们的生活带来了巨大的便利。

3.我眼中的智慧地球

“智慧地球”简单看来就是“数字地球”的升级版，但又不能完全这么说。“数字地球”是关于地球的数字化表达，以便人们更好的观测环境状况。其核心思想是用数字化手段整体性地解决地球问题,并最大限度地利用信息资源。而“智慧地球”则是把感应器嵌入各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后通过超级计算机和云计算将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。智慧地球相比于数字地球来说，已经不仅仅局限在数字化表达上。其核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。

对于中国来说，“智慧地球”所实现的信息化与经济融合、虚拟经济与实体经济结合，更可以帮助中国改善基础设施建设，使中国从“智慧地球”中获得最大的收益。但如果“智慧地球”在中国落户，就意味我国的IT行业要接受其技术、产品、管理方式和运行模式，这无疑将给我国还不够强大的IT产业提出新问题。此外，如果引进“智慧地球”，也有可能造成某些安全威胁。可感知、可互联互通和更加智能化也就意味着一切更加透明，一切更易被操控。

4.物联网在智慧地球中的应用和作用

1.智能电网

我国电网的基本状况：

虽然我国电网信息化程度在不断地提高，但仍然面临着一些特殊问题，如建设坚强骨干电力网架，提高电网抵御多重故障的能力，加强各区域电网骨干网架，提升电网稳定水平，增强电网运行灵活性，完善电力相关企业信息化建设，实现与用户之间的信息互动，充分发挥信息技术在重大决策和现代化管理中的作用等。应用物联网的优势：

将物联网引入新一代智能电网信息通信技术(ICT)平台中，不应是对当前电力通信网的重构，而是在现有各种网络充分发展的基础上，利用传感器网络扩展物与物之间的直接通信方式，从而降低电网生产环节中的人工参与度，提升电网的安全系数。与此同时，还应利用物联网异构融合、兼容开放、自组织自愈等突出特点，与互联网紧密结合，实现多种网络的互联互通，实现电网与社会的相互感知与互动。基于物联网的应用能够极大地拓宽现有电力通信网的业务范围，提高电力系统的安全性和抗故障、御灾害能力，实现与用户的信息交互，最终达成智能电网节能减排、兼容互动、安全可靠的目标。

面对智能电网的物联网应用框架：

利用物联网搭建的支撑全面感知、全景实时的通信系统，将物联网的环境感知性、多业务和多网络融合性有效地植入智能电网ICT平台中，从而扫除数据采集盲区，清除信息孤岛，实现实时监控、双向互动的智能电网通信平台。

面向智能电网的物联网结合电网各大环节的应用需求，确立了智能输电、智能变电、智能配电和智能用电四大应用模块，从四大模块的应用需求侧出发搭建电力综合信息平台，面向上层的信息处理和应用，信息平台数据库作为信息处理的有效载体，紧密结合云计算技术，以实现泛在数据的实时处理分析，通过对海量信息的有效处理实现包括对输电线路、变电站设备、配电线路及配电变压器的实时监测和故障检修，统一调配电力资源，实现与用户的信息双向互动，进而实现高效、经济、安全、可靠和互动的智能电网内在要求。

2.智能医疗之临床输血

现状与问题：

在医疗急救及某些特定疾病的预防和治疗上，血液有着其他药品不可替代的重要作用。目前还不能利用科学技术人工合成，不能大规模生产，适龄健康人群的无偿捐献是临床病患用血的重要来源。

1.缺少全国联网的医疗血液信息系统

2.缺少公开、透明的用血机制

3.缺乏科学高效的信息查询服务 解决方案： 总体框架模型：

1.传感器网络节点和RFID识读器交互模块

传感器网络节点和RFID识读器交互模块中的传感器网络节点是用来采集省、市和红十字会血站分管各采血机构的详细原始信息，各采血机构是经过省卫生局、防疫站严格审批监管的授权机构，因此提高了数据采集的效率、准确率及可靠性，同时有效地杜绝非法组织的营利行为，减少了大量人力和财力的消耗。无线射频模块用来传递采集信息，大大提高了数据的实时性和高效性。

2.医疗临床输血质量安全控制中心

医疗输血溯源追踪是指在医疗输血血液供应链的各个环节中，医疗输血血液及其相关信息能够被回溯追踪，使医疗输血血液始终处于有效地监控之中。把物联网技术应用于医疗输血血液的安全监管，就是在血液采集源头，对每一个献血者所献的血液标注RFID标签，此标签附带所有献血者身体状况的详细信息，以实现对血液原始资料的现场收集。带有RFID标签的血液会在省、市、红十字血站进行血液离心分离、血浆病毒灭活、冷冻、贮存等8大加工过程中实现各个环节的数据采集、存储和传输，并根据国家和行业的评价指标体系进行有效地监控。

3.无线网络传递信息

RFID识读器中的单片机对所有信息进行编码和处理，进而通过串口接口传送到GSM芯片。GSM芯片通过无线网络以规律的问隔，以短信或信息编码的数据形式在5、s内将这些信息传递到一个装有SIM卡的GSM接收装置，该装置通过GSM无线网络在3、s内传递信息到互联网中的数据处理中心服务器，进行数据的分析、处理，以备查询调用。

4.医疗输血血液应用系统模型及功能

本系统通过传感器、单片机、GPS芯片、GSM芯片和无线射频模块等硬件的协同工作，将各级血站采集到的信息和具体的坐标信息，通过各种（温度、湿度、声音传感器等，）传感器感知血液的初始的环境数据以及RFID电子标签存储录入的各献血者基本属性数据到城市各级血站服务器主机上，通过服务器对血液在离心分离制备过程中的信息处理子系统对数据进行分析、存储、评估，能够及时地对各种医疗输血血液在配发运输过程进行有效监控，进而保证在第一时间对患者进行及时的救助，对有限的资源进行更加合理的调配，提高了效率和安全性。

5.物联网在智慧地球中的未来

如今，物联网的理念和相关技术产品已经广泛渗透到社会经济民生的各个领域，在越来越多的行业创新中发挥关键作用。其凭借与新一代信息技术的深度集成和综合应用，在推动转型升级、提升社会服务、改善服务民生、推动增效节能等方面正发挥重要的作用，在部分领域正带来真正的“智慧”应用。

通过传感技术推动工业结构的优化和转型，在农业应用领域激发出更高效的农业生产力，在交通运输方面优化资源，提升效率。我国加紧推进的“智慧城市”也将成为物联网发展的重要载体，物联网的应用如此广泛，加之国家的大力推动，发展前景十分广阔。但物联网也有无法回避的安全问题，如此大量、透明、公开的信息如果没有强大的安全保护，很容易被不法分子窃取，造成不必要的损失。要想建立一个美好的“智慧地球”，就必须解决这一问题，只有安全问题解决了，物联网才能有更广泛的应用。

6.参考文献

《面向智能电网的物联网架构与应用方案研究》

《物联网技术在医疗输血血液中的应用》 《智慧地球与感知中国》 中国电力网 中国测控网

第五篇：物联网技术在智慧城市中的应用分析

物联网技术在智慧城市中的应用分析

[摘 要]随着科学技术的飞速发展，物联网技术在城市建设中的应用逐渐提升，其合理使用能够满足现代人对城市发展的个性化需求，对于提高人民群?的生活水平有很大的帮助。目前，智慧城市已经成为现代社会发展的热点话题，而物联网技术与智慧城市的结合能够有效提升城市建设对信息的利用率，进一步推动了我国城市建设的稳定发展。本文将针对物联网技术在智慧城市中的应用进行分析。

[关键词]物联网技术；智慧城市；应用分析

中图分类号：TP391.44；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0334-01

一、前言

近几年来，数字城市、云计算、物联网技术、互联网技术的发展水平逐渐提升，智慧城市的建设已经成为当今社会发展的必要趋势。尤其是在城市化进程不断加快的背景下，直线上涨的城市人口给城市建设带来了很大的挑战，交通拥堵、城市基础设施不完善等问题进一步阻碍了城市建设，还需要结合现代技术进行创新。物联网技术是针对不同领域需求而形成的一种技术手段，在智慧城市建设中发挥着重要的作用。

二、物联网与智慧城市的相关介绍

（一）物联网

物联网是在互联网#移动通信网等通信网络的基础上，针对不同应用领域的需求，利用具有感知、通信与计算能力的智能物体自动获取物理世界的各种信息，将所有能够独立寻址的物理对象互联起来，实现全面感知、可靠传输、智能处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统[1]。物联网能够将所有物理对象联系在一起，进行统一的识别、管理与维护，进一步实现通信一体化的目标。并且，物联网在传输信息的过程中，信息的准确性和及时性能够得到妥善的保证，充分发挥出了物联网在现代社会发展中的重要作用。图1-1为物联网体系结构模型。

（二）智慧城市

智慧城市是结合互联网、物联网等现代科学技术对城市交通、电网、物流、医疗、建筑等各个领域信息进行管理、控制、分析与整合的一种新型城市发展模式，有效推动了现代城市发展的智能化、网络化和信息化。智慧城市在发展过程中具有四项基本特征：

1.系统感知

智慧城市能够更加全面的对现代社会中人和物的需求进行感知，有效实现人和物相互感知的功能，能够随时随地获取到所需要的数据信息。

2.可靠传递

智慧城市的高速发展建立在信息数据可靠传递的基础之上，各种数据信息的采集和控制都能够获得可靠的保障，并且准确的传递给有需要的用户。

3.高度智能

智慧城市加强了与现代化科学技术的紧密结合，进一步深化了城市建设的信息管控水平，能够利用新技术自主的进行信息数据的收集与整合，并且对数据处理结果进行实时监控，推动了城市建设的智能化发展。

4.人性化服务

智慧本身是对人类灵性的描述，而将其使用在城市建设中，更加能够体现出智慧城市的人性化特征，在处理事务的过程中能够像人类一样具有良性和智慧，确保城市建设的智能化、自动化、人性化发展[2]。

三、物联网技术的主要类型

（一）无线传感技术

无线传感技术是物联网技术中的重要组成部分，能够将物理世界、虚拟世界和人类社会有机的联系在一起，是物联网技术能够顺利使用的基础。无线传感技术的合理使用能够更好的采集物品的数据信息，对物品进行有效的监测与感知，利用互联网平台进行数据交互。由此可见，无线传感技术的使用直接关系到物联网技术在智慧城市中的应用。目前，无线传感技术正在向低成本、微型化、低功耗的组网方式发展。

（二）RFID射频识别技术

RFID射频识别技术利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传输，在信息传输的基础上对物体进行有效识别。与无线传感技术相比，RFID射频识别技术更像是一种设备标识技术，在短距离传数据传输中发挥着重要的作用。RFID射频识别技术的自动化水平比较高，耐用性比较强，并且在使用的过程中不需要接触就能够获得物体的准确信息，现阶段在物流管理领域、道路自动收费领域、门禁安防系统等领域中的应用比较广泛[3]。

四、物联网技术在智慧城市中的应用

（一）市政管理

首先，政府可以利用物联网技术开放式、共享式的基本特征，构建城市物联网公共服务体系，对各个行业的数据进行进行整理与共享，为智慧城市建设过程中提供更加详细的公共信息。其次，可以利用物联网技术对公共设施进行实时监控，通过对公共设施进行系统标识来实现其全程跟踪和精确监控，为城市公共安全提供基本保障，进一步推动了政府对城市公共设施的数字化管理。另外，市政管理中还包括城市应急体系、城市地图导航及城市环境的合理控制[4]。

（二）医疗安全

物联网技术在医疗安全中的应用主要分为三个方面：①电子巡检：采用先进的技术手段在病人身体患病部位植入传感器，通过传感器网络对医院所有病人的传感器进行监督与管理，确保每一名病人的实际情况都在医生的监控之下。②医院资源共享体系的建立：医院应该利用物联网技术对每一名病人的资料进行妥善的管理，优化处理治疗过程中所使用的药物、治疗期限、相关资料依据等，尽可能的避免出现医疗纠纷的情况；③药品溯源：在生产药品的过程中，企业应该对药品的各方面性能进行准确的标识，确保药品生产管理的透明化，进一步提高药品的安全性和有效性[5]。

（三）城市交通

随着城市化进程的不断加快，现代城市交通拥挤的现象越来越严重，给人民群众的日常出行造成了一定阻碍。物联网技术的合理使用能够缓解城市交通运输的各种问题，通过对各种交通信息的收集、共享与应用，进一步实现交通网络的高效性，为人民群众的日常出行提供了很大的便利，有助于我国智慧城市建设的稳定发展。

五、结论

综上分析可知，物联网作为信息技术发展过程中的一项重大改革，在智慧城市建设过程中发挥着至关重要的作用，进一步推动了我国城市建设的智能化发展。目前，我国物联网技术在智慧城市建设中的使用效果不是非常理想，并没有充分发挥出物联网技术的性能优势，还需要针对物联网技术在智慧城市建设中的应用进行分析，有效解决行业规范、成本造价等各方面的问题，尽可能的满足城市建设的智能化发展。

参考文献：

[1] 权炜.物联网技术在智慧城市中的应用.现代建筑电气，2016，10

[2] 杨玲燕.大数据物联网在智慧城市中的应用.中外企业家，2016，36

[3] 赵阳光.物联网技术在智慧城市中的应用研究.电信网技术，2016，03

[4] 潘智淳.物联网技术在智慧城市建设中的应用.智能城市，2016，05

[5] 刑少娱.物联网技术在智慧城市中的应用分析.电子技术与软件工程，2016，14