一、智慧校园物联网建设背景
近年来国家为了加快推进教育现代化、教育强国建设,以及积极推动“互联网+教育”的普及,国家教育部及国家标准委相继出台了《教育信息化2.0行动计划》、《中小学数字校园建设规范(试行)通知》及《智慧校园总体框架》等政策及标准。力争到年基本实现“三全两高一大”的发展目标,即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校,信息化应用水平和师生信息素养普遍提高,建成“互联网+教育”大平台。
在教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》文件中明确指出“智慧教育创新发展行动”要以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础,依托各类智能设备及网络,积极开展智慧教育创新研究和示范,推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构。
《中小学数字校园建设规范(试行)通知》中明确,数字校园建设应达成如下目标:一是实现校园环境数字化。利用云计算、大数据、物联网、移动通讯、人工智能等信息技术,实现从基础设施(网络、终端、教室等)、资源(教材、图书、讲义等)到应用(学习、教学、管理、生活等)的数字化。
同时国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会发布的《智慧校园整体框架》已在年1月1日起正式实施,该框架标准要求学校实现智能感知、智能控制、智能管理。
传统的校园管理方式已经不适应现代化教学的需要,基于物联网技术集智慧课堂、环境调节、用电安全、智慧消防等及远程控制于一体的新型现代化智慧校园、智慧教室系统在逐步的推广运用。
图2:目录1.智慧校园2.0政策标准
2.智慧校园2.0体系架构
3.智慧校园智能感知定义
4.物联网相关的技术
5.智慧校园设备及安全管理常见问题
6.智慧校园物联网解决方案
二、智慧校园2.0政策标准
图3:智慧校园政策和标准教育信息化2.0行动计划是在历史成就基础上实现新跨越的内在需求。是顺应智能环境下教育发展的必然选择。是充分激发信息技术革命性影响的关键举措。教育信息化2.0行动计划是加快实现教育现代化的有效途径。没有信息化就没有现代化,教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征,是“教育现代化”的重点内容和重要标志。
《中小学数字校园建设规范(试行)》是深入贯彻落实党的十九大精神,积极推进“互联网+”行动,提升中小学校信息化建设与应用水平,推动信息技术与教育教学的深度融合,切实加快全国教育信息化进程,以教育信息化支撑和引领教育现代化,服务教育强国建设而制定的法规。
《智慧校园总体框架》(GBT-)于年6月7日正式发布,其从智慧校园总体系统架构、智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务、信息安全体系等六大方面对智慧校园建设作了规范及标准指导
三、智慧校园2.0体系架构
图4:智慧校园2.0总体架构智慧校园的建设包括校园基础设施、智慧教学环境、智慧教学资源、智慧教学管理以及智慧教学服务5大部分。以及智慧校园信息化安全保障系统。
四、智慧校园智能感知定义
图5:智慧校园智能感知定义在智慧校园中分别对智慧教学环境、智慧校园管理以及智慧校园服务中要求实现智能化感知、智能化控制、智能化管理、智能化互动反馈、智能化数据分析、智能化视窗等功能分别用于支持教学、科研活动的现实空间环境或虚拟拟空间环境。用于实现校园信息管理的系统。用于实现校园信息化服务的系统。
智慧校园还需要具备智能监测能自动获取服务网络、视频监控设备或其他感知设备的各种状态信息、监测信息,并利用相关技术,根据一定策略实现系统的自动监测、诊断、告警和修复的一种自动化的工作行为。
图6:智慧教学环境智能感知定义在智慧教室中能够实现对环境内所有装备(硬件设备)及状态的信息采集,对环境指标及活动情境的识别、感知和记录,对教学设备的控制和管理,且能实现对控制全过程及效果的监视,能够实现环境内各类信息或数据的生成、采集、汇聚和推送,便于实现对环境内的所有装备(软硬件设备)、环境指标及教学活动进行管理,同时具备基于室内自然光、照明、空气质最、温度及湿度等环境数据实现智能调节控制的条件。
五、物联网相关的技术
图7:物联网相关技术红外传感技术红外传感技术在实现远距离温度监测与控制方面,红外温度传感器以其优异的性能,满足了多方面的要求。随着便携式红外传感器的体积越来越小,价格逐渐降低,在食品、采暖空调和汽车等领域也有了新的应用,红外传感具有小型化、数字通信、维护简单等优点。红外传感技术可以感应人体信息,并且也能控制空调、加湿器、投影仪等,相比较于WiFi稳定性更强,能耗更低、维护更简单;劣势在于使用场景相对单一。蓝牙技术蓝牙目前已经成为智能手机的标配通信组件,其迅速发展的原因包括:(1)低功耗。这是蓝牙4.0的大杀器~使用纽扣电池的蓝牙4.0设备可运行一年以上,这对不希望频繁充电的可穿戴设备具有十分大的吸引力。当前基本世面上的可穿戴设备基本都选用蓝牙4.0方案。(2)智能手机的普及。近年来支持蓝牙协议基本成为智能手机的标配,用户无需购买额外的接入模块。值得
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