物联网技术在智能校园中的应用和设计大学论文.doc

物联网技术在智能校园中的应用和设计21世纪是知识经济的时代，也是信息化、智能化的时代，而智能化建设更是在当前掀起阵阵波澜。不论是温家宝总理的江苏无锡视察，还是美国总统奥巴马的圆桌会议都能体现出智能网络的重要性。不光如此，高校教育领域的智能化发展一向是国家智能化发展的风向标，而实现这一标准主要便是通过物联网技术。1、现有高校的智能化建设现状目前的信息化平台依然没有让高校达到智能化的程度。虽然现在很多高职院校都建立了自己的校园信息化平台。随着校园信息化平台的建立，越来越多的老师和同学认识到信息化平台管理的方便性，也让越来越多的教育教学工作依靠于信息化平台来完成。例如：老师通过平台与同事、学生进行交流，通过平台处理相关工作事宜。学生通过平台对老师提问，通过平台提供自身知识水平。然而，现在普遍使用的校园信息化平台中，大多数还只能对教育教学数据的处理，仅仅还是处于信息虚拟的阶段，远远没有对具体实物的控制及处理的能力。而因为这样的障碍，使得更多本来可以纳入信息化平台管理的工作不能管理，造成了许多不必要的浪费。当前，随着高职院校校园面积不断的扩大，办学成本由于距离的影响不断增高。学校管理人员迫切的需要通过网络平台将学校的面积变“小”。努力实现让人们的心灵距离变近外更能够让人们的“身体”距离变得更近。2、用物联网技术建立智能化校园的具体应用2.1通过物联网技术构建智能教学环境教学环境对教学质量具有非常大的影响。随着时代的发展，现在教室所处的环境中，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。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。例如：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，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。设备一旦出现故障，传感器接受到设备故障会主动发送信息到管理人员uPDA（物联网个人数字助手），通知管理人员进行维护。而有些特殊、贵重甚至危险的实验仪器只能由指定人员使用时，我们也可以把设备开关做成传感器，通过指定的uPDA来进行开关。2.2通过物联网技术构建智能的学生学习生活系统物联网技术可以广泛的应用在学生学习生活中。在校园公共场所安装人像识别系统，并且在系统上加装红外温度感应系统，如果有发热人员进入公共区域则即时报警；并且人像系统可识别一定范围内的规模人员聚集，如果聚集密度达到报警值则报警。学生还可以使用装有传感器的手机或者专用uPDA连入校园的物联网。让学校的学生也变成智能校园的一部分，充分享受到物联网带来的智能生活。在学习上，学生一进入教室uPDA就自动连接到学校物联网大学的管理平台进行课程签到，同时自动将本节课的课件下载到你的uPDA上。在你上课有疑问是，可以通过你的uPDA给老师提问，通过教室的网络实时传输到老师的uPDA上，老师根据情况进行解答。生活上的应用就更加丰富了，比如用物联网技术制定健康的生活，早上起床通过uPDA与学院内自助健康测试仪连接进行体重，心跳，血压等基础测试并且把这些测试结果保存到uPDA上。在学校的一天生活中，通过学校的物联网的连接，uPDA将记录下来你一整天的运动以及饮食等情况，综合这些数据，为学生做出一个最佳健康生活方案。当然老师也可以根据学生uPDA上面传感器的信号来了解学生的出勤、安全等情况。2.3通过物联网技术构建智能的后勤管理系统随着高校面积的不断扩大，多地办校的情况增加，高校的后勤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。学校可以在路灯、水管、办公室教室门上等安装传感器，可以周围的uPDA信号自动控制开关，也可以自动检测设备的完好。如：教室安装门禁，通过传感器与接收的uPDA判断来者是谁，在根据进入人的情况自动打开门以及相应电器。并且可以在最后一个老师或者同学离开教室的时候，自动关闭所有电器和门窗。这样就大大节约了人力，也节约了能源。3、智能平台建设本平台整个系统采用多层体系架构设计，以满足系统的可扩展性，我们将整个系统分为6个层次，即用户界面层、业务规则层、数据持久层、数据采集层、通讯服务层和通讯设备层。平台整体规划如下图：而在用户界面层我们提供纯B/S的WEB应用程序，终端用户无需安装任何业务软件。通过我们提供的WEB页面直接进行相关业务管理工作。业务规则层决定整个系统的业务逻辑实现。数据持久层决定将系统的数据保存到持久机制中，我们一般采用大型关系数据库来保存系统的数据，但不局限于关系数据库。目前系统至少应能适应多种关系数据库，如Sqlserver2008、Oracle10G以上系列等，如果需要扩展到其他的关系数据库，只需在此层中增加对应数据库的存取组件即可，其他层次根本感觉不到数据库的变化。数据采集层起着承上启下的作用，对下该层通过通讯服务层采集数据，对上该层通过数据持久层将采集到的数据经过处理后存入数据库，提供给业务系统使用。通讯服务层负责通讯数据的可靠传输，目前该层依靠中国移动的GPRS网络以及校园网与远端的通讯设备互通信息。通讯硬件层是数据源，为整个系统提供业务数据，该层的硬件暂时决定通过购买的手段来实现。结束语目前对物联网的研究主要在物流管理、智能家居等领域，在智能校园的探讨不多，但随着物联网技术的日益成熟，相信其在智能校园的应用将越来越广泛。本文探讨了物联网在构建智能化教学环境、智能学生学习生活、智能后勤管理系统方面的作用，当然物联网的在构建智能校园的作用中远不止这些，随着物联网技术的发展，相信我们的校园也会越来越智能。关于物联网的发展与前景分析及基于物联网的智能数字校园信息系统设计【摘要】物联网（The Internet of Things）作为世界信息产业的第三次浪潮、世界经济的新引擎，受到包括我国在内的众多国家高度关注。物联网的形成与发展，也将促进新一代智能数字校园的研究与建设，为高校数字化资源与信息化系统的高效整合提供更有利的条件，更好地为广大师生的工作、学习和日常生活服务。本文在全面总结物联网的发展历程的基础上对物联网发展趋势与前景作出合理分析，并通过研究物联网核心技术及其特征功能，以我校具体情况为例设计一种基于物联网的新型智能数字校园信息系统应用模式。【关键字】物联网； 校园网络； 智慧校园； 信息系统设计第一章 物联网研究背景1.1 物联网研究的战略意义物联网，作为新一代信息技术的重要组成部分，被公认为继计算机、互联网和移动通信网之后的世界信息产业的第三次浪潮。美国奥巴马政府将智慧型基础设施和“智慧地球”战略上升为美国国家发展战略的动向。而我国政府领导也正在高度关注、大力支持物联网的发展，相关产业部门在新的信息技术发展上大力实践探索，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。相关数据的整理和分析显示，物联网全球市场规模正在以不可想象的速度增长：2007年全球物联网市场规模达到700亿美元，2008年则达到了780亿美元，增长10%以上。据预测，未来5年全球物联网产业市场将呈现快速增长的态势，预计2012年全球市场规模将超过1700亿美元，2015年更接近3500亿美元，年均增长率接近25%。可以断定，谁在物联网时代抢占了发展的制高点，谁就能在未来世界经济中占据举足轻重的地位。所以，物联网相关研究的展开势在必行，作为当今大学生，我们应该关心国家发展动态，放眼未来，这是我们小组选择以物联网作为研究对象的依据。1.2 物联网认知度低的现状在我们最初选题时就已预见到，物联网由于作为新兴科技，尚处于推广阶段，并未真正投入大规模的商业用途，也没有在家庭、社区等用户群体中真正使用，因此其公众认知度还很低。通过实际调研，我们也确信了这一点：即使在大学生群体中，物联网概念的认知度也不高。通信工程、计算机工程及信息系统专业大学生对物联网一词的表示基本了解的比例分别为37.3%、44.7%及32.3%，其他专业平均不足10%。在全体大学生群体中，完全没有听说过该词的比例为39%，听说过但不很了解的占58%。在街头对行人的随机采访中，物联网的认知水平更是进一步降低，对物联网一词一无所知者比例达到了67%，听说过但不很了解占32%。物联网发展至今取得了巨大的成就，具备无限的潜力，然而我们对于物联网认知却是普遍偏低，在这个情况下，对物联网的发展现状进行全面总结与分析更是势在必行。因此，我们针对这个状况，对物联网进行了相关的调查和研究，在第三章中系统地归纳、总结出了物联网的发展历程，以便人们能够对物联网所蕴含的重大意义有进一步的了解。1.3 现有数字校园网络的局限网络通信技术的发展以及计算机设备的快速普及，促进了高校信息化的发展。当前各大高校通过构建校园网，在一定程度上实现了高校信息化资源整合、图书馆资源管理、校内电子支付及财务系统等各类信息管理系统的集成，为师生的工作、学习和日常生活带来了诸多便利。然而，当前数字校园在建设过程中还存在信息系统集成难度大、应用范围狭窄、用户信息采集与更新不便等问题。同时随着各类机构不断推出新的信息卡（如银行信用卡），每一位学生往往拥有多张信息卡，这给学生的日常使用带来了许多不便。如今，物联网技术的出现，为这些问题的带来完美的解决方案。在物联网技术中，各类终端设备将植入感应芯片，系统通过对相关物品的自动识别、跟踪定位和信息共享，可将采集到的信息通过无线电信网络或校园无线宽带传输到信息处理中心，经过云计算技术的相应支持，可实现人与人、物与物、人与物之间的有效的沟通，提高各类物品和资源的管理效率和使用效率，提供更加人性化的服务。综上，对基于物联网的新型智能数字校园管理信息系统的研究具有理论意义上的可行性与充分的必要性。同时，身为当代大学生，在“仰望星空”关注国家发展的同时，“脚踏大地”关注身边的校园。通过对基于物联网的智能数字校园系统的研究与设计，我们可以用自身的努力为我们校园建设做出自己的贡献。第二章 调研具体方案2.1 实证研究方法本课题立足于现阶段物联网发展的实际情况，主要从物联网的发展与前景分析以及我校数字校园在物联网技术条件下的可改进性出发，以物联网的发展过程及前景以及其在智能数字校园中的应用需求分析为研究内容进行问卷调查，在线咨询，实地采访三种形式的调查研究。1)问卷调查。通过发放纸质和电子问卷的方法，从人们对物联网的认知度，和对目前人们接触较多的物联网应用实例的看法，以及人们对物联网发展的期望等方面进行了问卷调查。在基于物联网的智能校园信息系统设计中，我们通过论坛对本校学生进行了物联网知识的传播，并引导感兴趣的同学填写了系统需求分析调查问卷。2)在线咨询。在物联网知识的学习与整理过程中，我们针对不懂的地方，通过电子邮件和中国物联网论坛（3)实地采访。在此环节中，我们走访了一些大型电器城，通过对销售人员及顾客的采访了解了物联网相关产品的公众期待程度，以及期待应有的功能等细节问题。同时，我们小队采访了我校相关负责人了解我们设计的物联网智能校园信息系统的可行性以及可能会遇到的困难。2.2 调研具体日程本课题的调研历时两个月，包括四个具体的实践阶段。我们根据实际情况对初期制定的实施计划作了些许改动，实际的调研日程如下：（1）资料搜集与备阶段（2011年1月2011年1月中旬）物联网作为新兴产业，小组通过学校图书馆资源对物联网相关资料的收集及整理。针对这一过程中发现的问题，我们通过电子邮件及在线咨询对中国物联网国家传感网工程技术中心相关负责人员进行了咨询，了解了物联网最新发展动态。掌握了物联网的初步知识及国内外发展状况，并在此基础上，确定调查问卷问题及调查人群，确定了实地采访的具体地点与问题。并详细了解了我校现有数字校园系统的特点。（2）问卷调研与实地采访阶段（2011年1月中旬2011年1月24日）该阶段的问卷调查针对的调查者为各专业在校大学生，通过纸质问卷和电子问卷两种方式进行发放，共发放200份纸质调查问卷，回收188份，电子问卷回收102份，合计290份有效问卷。并对数据进行了相关统计。实地采访内容为在家电市场对营业员和顾客进行随机采访，了解大众对物联网的认知程度，了解大众对新技术的期待，通过得到的实际情况确定论文的实际内容与方向。（3）调研初步总结阶段（2011年1月25日2011年1月31日）针对问卷调查及实地采访阶段获得的数据与情况，对物联网各种智能数字系统应用模式进行初步探讨总结。在此基础上，分析物联网的实际发展状况和我国现有环境下的发展前景，并通过小组讨论，总结出物联网发展存在的问题、将会遇到的阻力以及如何解决这些问题的发展策略。（4）需求分析阶段（2011年2月10日-2011年2月20日）经过调研初步总结之后，我们展开了基于物联网的校园信息系统需求分析。在这一阶段，我们制定了相应的调查问卷，在我校论坛邀请感兴趣的同学参与了问卷的填写，并根据问卷反馈的数据，确定了我们的系统设计方向。然后，由指导老师对我们提出的设计方案进行可行性评估，在其帮助下进一步修改，确立最终具体的信息系统设计方案。设计思路基本成型后，联系中南财经政法大学数字校园建设相关负责人，了解在物联网技术框架下发展智能数字校园信息系统将会遇到的困难。（5）总结撰文阶段（2011年2月20日-2月28日）小队人员在调研初步总结的基础上，通过把得到的问题和实地调研的成果进行比较，在充分讨论总结后，为物联网在过去和未来的发展过程中存在的问题提出合理性建议和可行性措施，针对物联网在智能数字校园中的创新性应用模式提出了我们团队的设计方案，进行调研实践的报告撰写。第三章 物联网发展与前景分析作为世界第三次产业化浪潮的弄潮儿，物联网一方面可以提高经济效益，节约成本；另一方面可以为全球经济复苏提供动力。美国、欧盟、中国等相关政府机构与企业已投入巨资深入研究物联网相关技术。以下是我们通过访问各国物联网门户网站，查阅大量现有资料，经过最终整理得到的物联网发展现状与前景分析报告。3.1 全球范围发展概述物联网是指将射频识别（RFID）装置、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。物联网是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，用于实现智能化识别和管理，物联网的用户端基于任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。物联网概念最早出现于比尔盖茨1995年未来之路一书。在该书中，比尔盖茨已提及物联网概念，由于当时无线网络及传感技术处于起步阶段，并未引起世人的重视。1999年，美国麻省理工学院（MIT）建立的自动识别中心（Auto-ID）首先提出“物联网”的概念。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）在ITU互联网报告2005：物联网中正式提出“物联网”概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都将通过因特网进行主动信息交换。射频识别（RFID）技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。现在世界公认的物联网核心技术包括RFID射频识别技术，EPC产品编码技术，传感技术，嵌入智能技术等。主要发展趋势在技术上呈现出融合化、嵌入化、可信化、智能化特征，在管理应用上呈现标准化、服务化、开放化、工程化特征。以下是世界主要经济体物联网技术的发展情况：（一） 美国2009 年1 月，奥巴马就任总统后举行的美国工商业领袖圆桌会上，IBM 总裁兼CEO 彭明盛提出“智慧地球”(smart earth )理念。奥巴马给予积极的回应，表明智慧型基础设施和“智慧地球”将可能上升为美国国家发展战略的动向，以保持美国在21 世纪的竞争优势。“智慧地球”战略的内涵是把IT 前沿技术应用到各行各业之中，把传感器嵌入到全球的电网、铁路、公路、桥梁、建筑、供水系统等各种物体中，并通过互连形成“物联网”；并通过超级计算机和云计算技术，对海量数据和信息进行分析与处理，实施智能化的控制与管理，达到全球的“智慧”状态，最终实现“互联网+物联网=智慧地球”。IBM公司进一步推出其各种“智慧”解决方案，包括智慧能源系统、智慧交通系统、智慧金融和保险系统、智慧零售系统、智慧医疗保健系统与智慧城市系统等。“智慧地球”的核心是“更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化”，其基础是传感网、物联网和因特网在各行各业的高效融合与综合应用。物联网、因特网与空间信息系统(基于RS/GIS/GPS 的SIS：Spatial information system)的高效融合，将使数字地球、智慧地球从理念逐步转为实际应用。目前，美国在物联网上的应用已从军用开始转向民用，在环境(森林火灾、洪水监测)、医疗(人体生理数据监测、药品管理)、家庭智能化以及商务应用中都已出现其身影。无线传感器网络的商业化应用也已逐步兴起。在物流行业，物联网更是充分发挥了其特长。如国际快递巨人联邦快递在2009年12月份为包裹推出了一种名为Sense Aware的新型跟踪装置和网络服务。通过物联网传感技术，它可以显示包裹的温度、地点和其它重要信息，比如是否被打开或者跌落。目前联邦快递已经和50家保险公司和生命科学公司展开了试点合作，用于跟踪手术工具包，医疗设备和器官等。此外，美国还在全球推行EPC标准体系，力图主导全球物联网的发展，确保美国在国际上的信息控制地位。美国许多大公司针对EPC物联网的特点，积极开展相关产品的研发和标准的制定。在应用方面沃尔玛、百思买、保洁公司等做了大量试点工作。（二） 欧盟在欧盟的信息化历程上，先后提出信息高速公路计划(1994)，电于欧洲计划(1998)，数字欧洲计划(2000)，欧盟信息通信架构(2006)。直至2009年3月5日欧盟采纳了一份题为“e-Science的ICT基础设施”的通讯。同时欧盟还提出了EU-FP7研究补助计划，大力开展ICT研发。2009年6月18日，欧盟委员会递交了欧盟物联网行动计划(Internet of Things An action plan for Europe)。之后，欧盟还成立了欧洲物联网研究项目组: CERP - IoT。此外，欧盟还提供了500亿欧元用于物联网相关技术体系、公共信息安全、标准体系建设、应用试点的研究，在第六框架(FP6)和第七框架(FP7)项目中重点加强物联网技术和标准的研究。作为物联网的产业支撑，欧洲企业也走在世界前列。Phillips、STMicroelectronics等公司在积极开发廉价RFID芯片，Checkpoint开发了支持多系统的智能识别系统， Nokia开发了能够识别RFID的移动电话购物系统，SAP则在积极支持RFID的企业应用管理软件。欧洲许多零售巨头家乐福（Carrefour）、麦德龙（Metro）、乐购（Tesco)、阿霍德（Ahold）等积极参与相关标准的制定并开展应用试点。特别是麦德龙 2003年建立的零售示范店未来商店，向世人展示全新物联网模式下的零售销售情境。英国、法国等国家也分别在机场货品分检、集装箱海关通关等环节开展RFID应用的实验。（三） 日本日本于1994年提出信息高速公路计划。2000年又提出了“IT基本法”，将其作为日本所有IT政策的基础。2001年及2003年先后出台“e-Japan战略”及e-Japan战略。随后，2004年5月正式提出了以发展ubiquitous社会为目标的u-Japan构想.2009年7月6日，日本政府IT战略本部制定了i-Japan战略 2015，并将物联网作为其重要内容。物联网研究方面，日本知名企业NEC、NTT、索尼等公司积极投入EPC全球标准的研发，并研制山基于EPC标准的软硬件产品。除了开展EPC的研究，日本还提出了基于UID技术的物联网模型。日本野村综研(NRI)早在2000年时就预见到“泛在网”社会的到来。在过去的10年间，NRI以提供相关政策建议和实施实验验证的形式参与了日本政府推进的e-Japan、u-Japan战略、以及日本政府发表于2009年6月的智慧泛在（Smart Ubiquitous）构想等一系列重大国家战略的制定与实施。3.2 我国物联网的发展（一）发展动态2009年8月温家宝到中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心考察时强调要加快推进中国的传感网发展，建立中国传感信息中心。2009 年9 月，传感网国家标准工作组在京成立，“感知中国”高峰论坛召开，中国的物联网标准体系初步形成。2009年11月，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话，又一次强调了科学选择新兴战略性产业的重要性，并指示要着力突破传感网、物联网关键技术。大力发展物联网产业将成为中国今后一项具有国家战略意义的重要决策。 2010年两会期间，“物联网”首次被写入政府工作报告，此举引起了社会各界的广泛关注。随后，中国政府出台了一系列物联网发展相关的产业政策，国务院、发改委、工信部、科技部等部门都出台了相关产业扶持政策来加速促进中国物联网产业发展。各级政府的政策出台、各高校院所的技术研发、标准化进展以及重大专项的设立都对未来几年中国物联网产业发展的走向产生至关重要的影响。2011年两会召开在即，各省市政府在地方工作报告中明确指出“十二五”主要工作，要推进物联网技术研发与应用、加快物联网项目的示范应用与“三网融合”，推进智慧城市建设与云计算示范应用等。近日，教育部公布的2011年新增140个本科专业中物联网工程专业格外抢眼，全国共有37所高校获准开设物联网工程及相关专业。（二）发展优势物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势:1)我国早在1999年就启动了传感网技术研究，研发水平处于世界前列2)我国在物联网核心技术传感网领域是世界标准主导国之一3)我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一4)我国无线通信网和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础5)我国已正式成为世界第二大经济体，支持物联网发展的经济实力雄厚（三）发展成果行业应用成为我国目前也是未来几年物联网产业发展的主要驱动力。通过物联网RFID技术的灵活运用，我国交通运输行业在高速公路不停车收费、多路径识别、城市交通一卡通等智能交通领域取得突破。如厦门路桥管理公司在不停车收费系统中应用RFID技术发行RFID电子标签共20万张；广东联合电子收费公司自2004年起建立不停车收费系统，发行16万张RFID电子标签；卫生部RFID主要应用领域有卫生监督管理、医保卡、检验检疫等，已完成了“948”国家牛肉质量追溯系统建设，正在合作开发冷链物流项目，并在食品药品安全监管，医院对病人、医疗器械、药品及病源的实时动态及可追溯管理，以及电子病历与健康档案管理等方面开展了试点工作。民用通讯方面，三大移动公司同时推出了基于物联网的产品。中国移动推出的手机支付业务就是一个物联网的实际应用。其技术核心是将手机中的SIM卡换成RFID- SIM卡，这样一来，手机便具有了信用卡的功能，用户在消费时只需要将手机在接收器上轻轻一扫就可以完成划账和获知消费清单。中国电信主推的“全球眼”技术也是对物联网概念的实现。只要在需要并且有权限进行监控的物品中嵌入感应芯片，就可以通过中国电信的“全球眼”对相应物品进行实时监控。中国联通则以公交卡手机进军物联网市场。其在上海推出的公交卡手机完全可以替代公交卡，用户上车只需将手机对准读卡器即可“刷卡”付费，大大方便了市民的出行。在民用产品方面，我国企业在物联网商品上刚刚取得重大突破。2011年1月23日，海尔公司发布了世界上首台“物联网冰箱”。海尔因此成为全球第一个、也是目前唯一推出“物联网冰箱”的世界品牌。与普通冰箱相比，海尔“物联网冰箱”是世界冰箱史上一款里程碑式的革命性产品。通过对储存食物的射频标签进行识别与网络连接，实现了冰箱与冰箱里的食品进行对话的功能。譬如，它知晓储存其中的食物的保质期、食物特征、产地等信息，并会及时将信息反馈给消费者，让消费者对冰箱里的食品做出必要的反应。同时，海尔“物联网冰箱”还能与超市相连，让消费者足不出户就知道超市货架上的商品信息，其次还能够根据主人放入及取出冰箱内食物的习惯，制定合理的膳食方案，给消费者提供健康、营养的生活方案，并因此给消费者的生活带来全新的享受与体验。3.3 前景分析与道路思考（一）广阔前景物联网产业覆盖面广，涉及交通、医疗、工业控制、公共事业管理、石油等各种行业，并与人们的日常生活息息相关。物联网一方面可以提高经济效益，节约成本；另一方面可以带来巨大的经济效益。以物联网技术在交通上的应用为例，这种应用物联网技术的实时、高效、准确的新型交通运输系统，显著提高了交通运输效益，降低了交通堵塞与车祸发生几率，使油料消耗量与废气排放量得到一定的减少。在医疗行业，物联网技术的引入，为百姓提供了更加安全有效的医疗卫生服务。在工业控制方面，物联网技术可提高产品质量、促进节能减排。在不久的将来，物联网在我们的生产生活中将无处不在，这其中必然蕴含着巨大的经济效益。据本文截稿前的最新消息，我国物联网发展中心无锡物联网和软件产业发展迅猛，2010年全年软件产业实现销售收入602亿元，物联网产业实现销售收入365.2亿元，预计2011年物联网产业营业收入要达到600亿元，同比增长64%。全国范围来看， 2010年中国物联网产业市场规模达到1800亿元，到2015年，中国物联网整体市场规模有望突破7000亿元，年复合增长率超过30，市场前景将远远超过现在的计算机、互联网及移动通信等市场 。（二）发展之路物联网的提出，勾勒出了我们未来生活宏大的蓝图，而且物联网得到了我国政府到地方各级的重视，同时也是各行业的一个未来发展方向。以电信公司为例，面对新经济背景下的资本运作的压力，技术革新，寻求新的经济增长点是其唯一出路。从目前来看，电信公司正从移动业务的发展由语音业务转向数字业务的发展，在2010(第四届)移动互联网研讨会上移动互联网是我们为了移动业务的发展的大方向。虽然物联网的发展前景潜力巨大，但冷静思考一下，物联网短期之内还面临诸多的挑战:1普及面窄，应用尚匮乏尽管目前已出现一些与物联网相关的产品，但其还仅停留概念论证阶段，投入实际应用的产品非常少。由于物联网的前景很好，得到了政府上下各级官员的关注,同时也是我们各行业未来的蓝海。由于其及技术性、前沿性的特点，很是有人可以真正知道物联网的标准定义，甚至有人会将其和物流混淆不清。低普及度，导致的是物联网的实际应用的匮乏，尽管已经有海尔这样的全球领先的首个物联网冰箱的诞生，还有不少电信运营商的物联网体验厅有手机控制空调、热水器等家用电器及家庭安防联网的概念性产品的体验，但是这样的应用还是少数的。智能家居这一概念虽然早已提出，但产品及应用的匮乏导致消费者审美疲劳，这说明物联网概念下的创新应用明显不足。2标准不一，整合困难物联网涉及多个行业，物流、交通、建筑、安防等等，产品多元化及产业链复杂是物联网的明显特征。要使各行业的信息可以有最大程度的交流，我们需要一个统一的接入标准，可是现阶段而言，我们物联网的标准还比较零散，标准的制订与应用不是很好地实现畅通交流，同时，我们与国际标准融合也存在一定差距。物联网作为一个新兴产业，由于物联网是涉及上下游多个行业的综合性产业，需要对整个产业链进行规范的整合，统一组织，实现资源合理配置。中国传感器网络国家标准工作组副秘书长邢涛表示目前工作组已有6个标准立项研究，并于明年年底完成，明年还会立项6个标准。不过物联网整个体系中到底会出现多少个标准，由于会涉及到诸多行业，相应行业的标准数量很难估算。3关键技术不够成熟物联网现阶段的主要是以M2M为表现形式，可是这一形式并未得到全面的普及。要实现物联网的无缝接入，就要求运营商建立基于WMMP的M2M 业务开放式产业链，加强和继续完善3G 网络，而物联网的四大关键性技术RFID、传感器、智能技术、纳米技术的研究开发应该得到更多的重视。可是当前由于技术的不完善，导致其应用的费用也十分巨大。譬如，一个1000元的热水器要加装一个1000元的信号解调器才能实现物联网的使用。成熟的技术是我们抢占物联网技术蓝海的关键。4物联网的安全谁来保障安全问题一直是互联网发展的梦靥，而在物联网时代，这个问题还将继续威胁其生存和发展。在信息时代，我们的生活和物联网实现无缝接入，能为我们的生活提供很大的方便，同时我们的信息安全保障就更加重要了。这里不单是技术的加强物联网安全建设的问题，也要在道德、管理、立法上面的全面考虑。随着物联网的普及，物联网的安全不只是我们用户个人的安全问题，同时也是牵涉到产业安全，经济稳定的国家安全问题。通过以上分析可以看出，在当前这种物联网的热潮中，我们需要冷静地思考，加强合理化战略制定，加快物联网关键技术研发，加快物联网国际标准化进程。不可过于盲目地产业化，以防重复研发，防止物联网市场过热，“泡沫”形成。加快物联网相关领域的安全保障研究，制定相关法律法规。同时向公众普及物联网知识，通过高校教育培养一批优质的物联网领域人才队伍。只有这样才能保证我国物联网产业稳定较快的发展。第四章 智能数字校园信息系统设计方案4.1 我校现有数字校园系统特点与拓展方向经我们的实际调查了解，我校现采用的“一卡通”数字校园管理系统为非接触式射频识别卡管理系统，该系统把学校教职工和学生身份标识、学生学籍、教职工考勤、图书管理、食堂及超市小金额消费等功能综合到一张校园卡上,建立了初级的校园管理平台,使学校摆脱了早期低效的管理模式，实现了我校信息化资源、图书馆资源管理、校内电子支付及财务系统等信息管理系统的集成，为广大师生的工作、学习和日常生活带来了诸多便利。但这一系统还存在着功能单一，应用狭窄，智能程度低，以及一旦遗失会给用户带来诸多麻烦，甚至经济损失等问题。随着物联网技术的不断发展，和智能手机的普及，更智能的校园网想法应运而生。我们设计的智能数字校园以校园网为基础，通过运用先进的物联网射频识别技术和感知技术、智能终端及云计算服务扩展传统校园网的功能，实现校园管理系统的智能化，它集高效、安全、灵活、人性化于一体，扩展传统校园网络功能，提高效率，实现教育过程的全面信息化。4.2 需求分析、设计灵感与关键实现模块通过对需求分析阶段由我校学生回馈的调差问卷进行的汇总，我们得到了大量宝贵信息，并且在本校同学的畅所欲言中获得了新的灵感。绝大多数同学认为本校现有“一卡通”数字校园管理系统相较传统管理模式提供了诸多便利，但也认同我们提出的现有不足。在我们的热心解释下，大部分同学对物联网技术在智能数字校园系统的应用模式产生了极大的兴趣，也为我们提供了自己的构想。经过多方汇总，我们的系统将有如下特征：该新型智能数字校园系统采用RFID-SIM的手机替代原有射频IC卡，可结合其他智能终端，拥有便捷的实时通信能力，能通过校园覆盖的无线宽带网络传输大量数据。系统管理平台与云计算服务器相连，通过无线网络为校园内的智能终端用户提供任何地点、场合的实时高级运算支持。师生可通过手机方便地访问数字化校园信息管理平台，随时随地的进入数字图书馆阅览、后勤服务系统、教务管理系统。同时，在传感网技术更加成熟后，构筑全校范围内的传感网络，再不干涉隐私的情况下，提供食堂卫生状况自动监控、自动教室导航、协助失物寻回，夜间安全警示等功能。本系统在设计阶段为以上功能预留接口。基于物联网的智能数字校园管理系统实现的关键模块如下：1智能终端智能终端是智能数字校园信息管理系统的关键所在，现行的我校校园信息管理平台只能通过计算机访问，用户及时访问系统。新系统可使用智能手机、平板电脑等智能终端获得系统的大部分服务。2RFID-SIM手机卡手机已成为我国当今大学生不可或缺的工具，使用采用RFID-SIM手机卡的手机可以直接将手机作为电子钱包，并通过相应的手机银行业务绑定多个银行信用卡、现金卡，省去了一行一卡的繁琐。3传感网络覆盖传感网能够相关技术的发展，可以使未来的校园遍布各种传感器，通过实时的感知与信息收集，可在食堂饮食安全、校园治安、智能化服务等多方发挥巨大作用。4.3 最终的系统设计方案（一）系统层次结构本系统采用三层结构，分别是终端层、通讯层和应用数据服务层，如图所示：应用数据服务层包括用户数据库（包括用户信息数据库、图书数据库等）、服务器（包括应用服务器，云计算服务器和数据备份服务器等）以及管理终端组成，负责教务管理、校内消费财务管理、图书馆图书借阅管理等各类应用。通信层包括互联网、自建校内无线宽带网和GPRS移动通信网，主要用于智能数字校园相关数据信息的交换与实时通信。终端用户层包括采用RFID-SIM卡的手机，其他智能终端（PDA、平板电脑）和射频标签识别器，以及各类传感装置，用于实时采集用户信息，接受各项智能化服务，实现数字校园系统内各类数据的共享、高速处理。（二）系统功能模块1用户身份管理通过采用RFID-SIM手机卡的手机代替目前正在使用的工作证、学生证，对用户身份相关信息进行认证。用于校内师生自动身份识别的终端设备。在学生毕业或教师离职时，由管理部门删除RFID-SIM卡中的个人信息。系统管理员可利用用户信息管理子系统进行师生个人信息的添加、删除和更新等操作，可以通过多种方式对挂失的账户进行冻结，防止师生个人财产损失。2图书借阅管理基本功能与我校原有图书馆管理系统相同。改进的地方在于，物联网环境下的图书馆图书含有射频标签，且馆内书架具有的专用感应器，用户可输入想要查阅的书籍，直接找到目标书籍所在书架及书架的具体位置。3消费及财务管理RFID-SIM个人账户可绑定不同银行的账户，并设置默认转账账户。可从自己的多个银行账户中自由转账。用户可以设置每天固定时刻发送24小时内消费的具体项目及其所花费的数额、或充值数据及其账户余额到自己个人账户对用的手机，使用户可对自己的账户进行实时监视，提高校内支付的安全性与透明性。4其他服务在传感网技术更加成熟，成本降低后，该系统将构筑全校范围内的传感网络，提供食堂卫生状况自动监控、膳食营养评估、自动教室导航、失物寻回协助，夜间校园安全警示等功能。本系统为以上功能预留接口。第五章 结束语物联网产业目前还处于起步阶段，核心技术的限制使得物联网时代的愿景还只是梦想，但这并不能阻止物联网发展的脚步。物品信息已能通过自动采集，使管理效率大幅提升；物联网冰箱的出现提高了人们的生活质量；RFID技术的广阔应用带来了前所未有的便利可以说物联网时代的梦想已经不再遥远。物联网的发展就像早期的电脑与互联网一样，当电脑与互联网出现时，并没有多少人会对计算机和互联网感兴趣。而现在，计算机和互联网已成为我们的世界最不可或缺的一部分。这也从侧面昭示出物联网代表着未来的趋势。虽然现在物联网的实际应用并不多见，但随着业界对各项核心技术的攻关，物联网的应用将会越来越普遍。在物联网时代，任何设备只