基于物联网智慧校园系统

基于物联网的智慧校园管理系统

刘仕乾

张家铭

曲阜师范大学

JSJ3

团队

摘要

:

开发了一种基于物联网的智慧 校园管理系统，包括信息采集、数据库管理和网站查

询三个模块。信息采集部分采用具有 强大内核和丰富外设资源的

EasyARM1138

开发板，< /p>

利用串口通信技术将外接于开发板的各种传感设备采集的实时动态信息存储于数据库中。< /p>

网站建设部分采用了“

Apache+MySQL+PHP

”的模式，充分体现了这一黄金组合的优势。

系统管理员

、

教师和学生可以用不同的身份登陆网站进行查询与管理。系统不仅可以查询

学校教室、设备等资源的使用状况，提高资源的利用率，还可以进行宿舍防火防盗监控，

保证宿舍的安全。

关键词：

物联网，智慧校园，教室管理系统，宿舍防火防盗系统

Abstract

：

The essay presented the management system of smart

campus based on internet of

things, which include three modules: information collection, database management and website

for

querying.

The

EasyARM1138

development

board

which

includes

strong

kernel

and

many

peripheral devices is used in information collection module. The real- time dynamic information

is

collected

through

various

sensors

which

is

connected

with

development

board

using

serial

communication.

The

information

is

stored

in

database.

The

website

module

uses

the

golden

combination

pattern

of

“

Apache+MySQL+ PHP

”

.

The

administrator,

teachers

and

students

can

login the website by different user identity to query or manage the system. The using condition

of classrooms and devices of campus can be queried by the system,

thus

resources' utilization

ratio

is

improved.

The

dormitory

fireproofing

and

security

is

implemented

which

can

greatly

improve the security of dormitories.

Keywords

: internet of things, smart campus, the management system of classroom, dormitory

fireproofing and security system

目

录

1

物联网

.

. .................................................. ................

1

2

系统开发的必要性

.

.............................................. ...........

2

3

智慧校园管理系统的整体实现

.

......................................... ......

2

4

信息的采集

.

................................................. ..............

4

4.1

教室信息采集层

............................................. ...........

5

4.2

宿舍防火、防盗信息采集层

< /p>

........................................ ......

6

5

数据库

.

. .................................................. ................

7

6

网站设计

.

.................................................. ..............

10

6.1

网站的整体设计

......... ..............................................

11

6.2

网站各个模块设计

........ .............................................

11

7

结束语

.

. .................................................. ...............

13

8

参考文献

.

.................................................. ..............

14

1

物联网

1999

年，

MIT Auto-ID

中心的

Ashton

教授在研究

RFID

时首次提出物联网

（

Internet

of

Things

）的概念，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是

一个全新的技术领域，给

IT

和通信带来了广阔的新市场。

2005

年国际电信联盟（

ITU

）

正式提出了物联网的概念，即：通过射频识别（

RFID

）

、红外感应器、全球定位系统、

< br>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

< br>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概念。“物联网概念”

< br>是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息

< br>交换和通信的一种网络概念。

物联网的实现主要分为三 个层次（如图

1

所示）

：第一是传感系 统（感知层）

，通过各

种技术手段，来实现和物质相关的信息识 别和采集；第二是通信网络层，包括现在的互联

网、通信网、广电网以及各种接入网和专 用网，目的是对采集来的信息进行可靠传输和处

理；

第三是应用和业务（应用层）

，即输入输出控制终端，可基于现有的手机 、个人电脑

等终端进行。

图

1

物联网三层架构图

中国当前发展物联 网的时机已成熟，

2010

年

3

月

5

日，

温家宝总理 在政府工作报告中

指出，要“积极推进新能源汽车、

‘三网’融 合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。

加大对战略性新兴产业的投入和政策支持”

，这是物联网首次被写进政府工作报告，并被

1

列为国家五大新兴战略性产业之一。

目前物联网示范应用的方向之一就是与校园管理活动的融合，用于促进智慧校园、数

字化 校园的建设工作。大学是物联网应用最早、最为广泛的地方之一，小范围试点必将为

今后 物联网产业的发展打下坚实的基础。

2

系统开发的必要性

随着高校扩招的加 速，学生人数的增加与教室等高校现有固定资源的紧缺之间的矛盾

日益突显。学生常常肩 背沉重的书包，游走于教学楼之间，寻找自习教室，刚拿出书本不

久，成群的学生涌入教 室，跟着进来的是教授……上课时间一到，学生只有两种无奈的选

择：忍受“市井喧闹” 坚守阵地，或者一走了之。

现有的教室资源都是人工管理的， 在开学之初固定的安排好教室作为上课之用，学期

中间如有变动或临时使用，改动十分困 难，而学生为了自习的需要，无法方便灵活的查找

到教室资源的使用情况，效率很低。< /p>

互联网技术与移动通信网络的不断深入发展以及计算机相关硬件 设备的快速普及，促

使了新一代网络技术——物联网的形成与发展，这将促进新一代智能 数字校园的研究与建

设。为有效地改善教室等高校资源的管理与分配，在研究物联网功能 及其特征的基础上，

设计开发了基于物联网的智慧校园管理系统。这套系统通过各种传感 器技术对教室的使用

情况、设备状态、人数等进行采集，并对采集的数据进行分析处理， 把结果输出到计算机

和手机等终端上，让教师或学生能随时随地地查阅教室的使用情况， 为工作和学习创造方

便快捷有利的条件，提高了教室使用的效率。

3

智慧校园管理系统的整体实现

随着现代高校教学活动节奏的加快，效率已经成为首要考虑因素，基于物联网的教室

管理系统必将成为学校管理员、教师以及同学们不可缺少的一套必备工具，为此，本小组

选择了这一课题进行研究设计，并初见成效。本智慧校园管理系统针对现实中存在的各

种问题，设计了相应的解决功能，如表

1

所示 。

本小组开发的这套基于物联网的智慧校园管理系统，包括信 息采集、数据库管理和网

站查询三个模块。信息采集部分采用

E asyARM1138

开发板，利用串口通信技术将外接于

开发 板的各种传感设备采集的实时动态信息存储于数据库中。网站的建设部分采用了黄金

组合 “

Apache+MySQL+PHP

”，在小型网站中充分体 现了其体积小、速度快、总体成本低

2

表

1

系统可以解决的现实问题

现实问题

会议、讲座、社团等活动申 请教室流程复杂、

查询空教室及教室预定的功能

耗时、效率低

教室管理员网上管理教 室的功能，查

教室管理员管理教室的使用及检查工作繁

看教室设 施使用状况，根据教室温度

复，效率很低

决定适时调整控温设施等

同学自习一 座难求，找座耗时耗力，影响心

辅助找座（系统实时分析教室当前使

情，影响学习，十分不便，不知该教室是否

用情况）的功能

安静，适合学习

宿舍学生集体外出， 大型贵重物品无法携带，

宿舍防盗功能的设计

（在宿舍无人时，

宿舍安全保障欠缺

宿舍是人员的聚集地，火灾隐患严重

别，若有易燃烟雾则系统自动报警

若有非法人员进入，系统自动报警）

宿舍防火系统能及时对易燃烟雾辨

相应功能设计

的优势。系统首先通过管理员端和一些传感技术，对教室的课程安排情况、设备使用

< br>情况、人数等信息进行采集并导入数据库，管理员、教师和学生分别通过管理员端和

用户端登录系统，并进行教室使用情况的查询与维护。同时我们还提供了与

Web

具有

完全相同功能的手机端服务，用户可以利用手机

Wap

上网进入该系统，手动输入网址，

然后将该网址 保存为标签，方便以后的访问，从而实现了随时随地查询教室使用情况的

目的。