任杰

建設(shè)校園一卡通系統(tǒng)、電子門鎖、校園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同步建設(shè)智慧校園綜合管理平臺(tái)、公眾號(hào)等軟件平臺(tái)。在各類應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)需求中提煉共性能力，初步構(gòu)建校園物聯(lián)能力底座

隨著傳感器、網(wǎng)絡(luò)、軟件技術(shù)的發(fā)展，催生了大量的物聯(lián)應(yīng)用，大大提高了人們的生產(chǎn)生活水平。特別是國(guó)家提出的新基建戰(zhàn)略，也引發(fā)了學(xué)校管理者們的思考。

南京某高級(jí)中學(xué)作為一所百年名校，認(rèn)識(shí)到高科技將會(huì)對(duì)教學(xué)帶來(lái)的提升作用，希望通過(guò)建設(shè)校園新型基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)提升師生們的教學(xué)、生活環(huán)境，全面地促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。為此，該學(xué)校通過(guò)建設(shè)校園一卡通系統(tǒng)、電子門鎖、校園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等一系列物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提升校園管理的規(guī)范性、師生生活的便利性、家長(zhǎng)的參與度，打造有溫度、有靈魂的校園文化。目前，建設(shè)成果得到了師生、家長(zhǎng)們的廣泛認(rèn)可和歡迎。

建設(shè)智慧校園物聯(lián)應(yīng)用

校園一卡通系統(tǒng)。當(dāng)前，常用的校園一卡通普遍使用非接觸式的IC卡。每一位學(xué)生及教職員工配發(fā)一張卡，這張卡片就是學(xué)生或員工的身份證明，使用這張卡片可以在校園內(nèi)完成與身份相關(guān)的各類活動(dòng)。一卡通應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋校園學(xué)習(xí)工作生活的方方面面，如出入校園、教室、辦公室的門禁、考勤、食堂用餐、校園超市或自助售賣終端消費(fèi)，圖書館借書、住宿學(xué)生的生活使用等，極大地方便了師生在校內(nèi)的生活。一卡通還與移動(dòng)應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，手機(jī)登錄App或小程序等應(yīng)用，通過(guò)掃碼等方式，實(shí)現(xiàn)了“無(wú)卡通”，使用更方便。同時(shí)可以通過(guò)手機(jī)進(jìn)行各類信息的查詢，如考勤信息、消費(fèi)情況等。

電子門鎖。電子門鎖取代傳統(tǒng)的機(jī)械門鎖，具有更方便、更安全、更可控的特點(diǎn)。師生不用攜帶鑰匙，通過(guò)密碼或自身的生物特征（指紋等）即可開鎖，開鎖的權(quán)限可以通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行靈活配置，避免了鑰匙被復(fù)制使用的風(fēng)險(xiǎn)。減輕了日常管理的工作量，提高了校園的安全系數(shù)。

校園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)在教室、操場(chǎng)等場(chǎng)所安裝空氣質(zhì)量傳感器，采集CO2、甲醛、PM2.5、PM10、溫濕度、噪聲等指標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)校園環(huán)境，并將指標(biāo)超標(biāo)的情況及時(shí)通知給班主任、任課老師可以采取通風(fēng)透氣或室內(nèi)教學(xué)等措施，共同監(jiān)督、維護(hù)廣大師生的教學(xué)環(huán)境，充分體現(xiàn)學(xué)校的人文關(guān)懷。

構(gòu)建校園物聯(lián)能力底座

隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的物聯(lián)應(yīng)用會(huì)進(jìn)入校園，如何讓各類應(yīng)用融入智慧校園的整體建設(shè)規(guī)劃，是當(dāng)下就需要開始考慮的事情。在本次智慧校園物聯(lián)應(yīng)用的建設(shè)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建校園物聯(lián)能力底座是支撐物聯(lián)應(yīng)用發(fā)展的重要保證。

校園物聯(lián)能力底座要具備物聯(lián)應(yīng)用的通用能力，才能起到支撐各類物聯(lián)應(yīng)用的作用。因此，這個(gè)底座要具有能承載各類傳感器接入的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，能處理各類傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，能標(biāo)識(shí)所有接入實(shí)體的統(tǒng)一ID體系，能服務(wù)各類應(yīng)用的統(tǒng)一消息通知系統(tǒng)等通用能力。

統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)能力底座應(yīng)該能夠滿足各類傳感器以各類傳感網(wǎng)絡(luò)接入，如5G、4G、3G、NB—IoT、WiFi、ZigBee、有線等，在能力底座中適配各類網(wǎng)絡(luò)，屏蔽網(wǎng)絡(luò)對(duì)接細(xì)節(jié)，才能更好地支撐上層應(yīng)用的快速擴(kuò)展。在項(xiàng)目建設(shè)方案中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選型時(shí)，需要從經(jīng)濟(jì)性、適用性等多方面進(jìn)行考量。為了滿足教學(xué)工作需要，學(xué)校已經(jīng)建設(shè)了覆蓋校園大部分區(qū)域的WiFi網(wǎng)絡(luò)。特別值得指出的是，在智慧校園物聯(lián)應(yīng)用體系建設(shè)中，應(yīng)該充分利用校園現(xiàn)有的WiFi資源，進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)化，可以同時(shí)兼顧教學(xué)和管理應(yīng)用使用，節(jié)省投資。在本次環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中，主要使用了WiFi網(wǎng)絡(luò)接入的設(shè)備，輔以少量的4G或NB—IoT網(wǎng)絡(luò)作為補(bǔ)充，使用效果達(dá)到預(yù)期。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。在進(jìn)行物聯(lián)應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，項(xiàng)目的發(fā)起，往往是以解決某一類具體需求為目標(biāo)，從建設(shè)成果來(lái)看，是建成了很多獨(dú)立的小應(yīng)用。這就是物聯(lián)應(yīng)用的“碎片化”特點(diǎn)，“碎片化”的結(jié)果就是應(yīng)用之間是割裂的，運(yùn)行維護(hù)難度大、數(shù)據(jù)無(wú)法打通、無(wú)法綜合利用建設(shè)成果，形成一個(gè)有機(jī)整體。從建設(shè)智慧校園物聯(lián)應(yīng)用體系長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃來(lái)看，需要一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，接入所有校園物聯(lián)應(yīng)用的設(shè)備，完成數(shù)據(jù)的獲取、解析和存儲(chǔ)功能，并向各物聯(lián)應(yīng)用提供物聯(lián)數(shù)據(jù)服務(wù)。在本次項(xiàng)目中，學(xué)校建設(shè)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，通過(guò)這種“1（一個(gè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理平臺(tái)）+N（N個(gè)物聯(lián)應(yīng)用）”的新型建設(shè)模式，確保建設(shè)進(jìn)度可控、數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，使物聯(lián)數(shù)據(jù)形成有機(jī)整體，提升物聯(lián)數(shù)據(jù)的價(jià)值，提高了學(xué)校的智慧化水平。

統(tǒng)一ID體系。在每一個(gè)物聯(lián)應(yīng)用系統(tǒng)中都會(huì)為應(yīng)用中的實(shí)體（傳感器、IC卡、人等）提供一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)（ID），多個(gè)物聯(lián)應(yīng)用整合在一起時(shí)，在多個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)存在的實(shí)體會(huì)面臨著擁有多個(gè)ID的情況。物聯(lián)能力底座需要建立一套統(tǒng)一的ID體系，并可以為ID體系在不同的應(yīng)用中配置不同的表達(dá)標(biāo)簽。如以學(xué)校工號(hào)作為在校師生的唯一ID，將IC、手機(jī)、人臉作為這個(gè)ID的表達(dá)標(biāo)簽。在不同的應(yīng)用中可以使用不同的表達(dá)標(biāo)簽，內(nèi)部對(duì)應(yīng)的是同一個(gè)實(shí)體。以應(yīng)用場(chǎng)景舉例：某個(gè)學(xué)生進(jìn)校經(jīng)過(guò)了體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)人臉識(shí)別了他的身份完成了入校打卡并識(shí)別體溫正常，中午用IC卡在食堂用餐消費(fèi)，家長(zhǎng)可以通過(guò)手機(jī)查詢孩子的賬戶是否余額充足。學(xué)生的日常應(yīng)用，可能是由多個(gè)廠家提供的服務(wù)，因此要保證數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)暢通，離不開物聯(lián)能力底座中統(tǒng)一ID體系的支撐。

統(tǒng)一消息通知系統(tǒng)。在物聯(lián)應(yīng)用使用的過(guò)程中，能夠獲得及時(shí)反饋是非常重要的用戶體驗(yàn)。對(duì)IC卡賬戶進(jìn)行充值，用戶會(huì)收到充值金額與余額信息推送。教室的空氣質(zhì)量下降，立刻會(huì)發(fā)出消息通知到班主任老師，采取相應(yīng)措施。作為物聯(lián)能力底座需要整合各類消息通知能力，為各項(xiàng)物聯(lián)應(yīng)用提供統(tǒng)一的消息通知服務(wù)。但是需要注意避免重復(fù)建設(shè)，必須加強(qiáng)對(duì)消息通知行為的管理。為南京某高中建設(shè)的統(tǒng)一消息通知系統(tǒng)，整合了短信、公眾號(hào)、小程序、App、郵件等消息能力，不僅服務(wù)于物聯(lián)應(yīng)用，也為教學(xué)系統(tǒng)提供服務(wù)，已經(jīng)形成了重要的底座能力。

從智慧校園建設(shè)頂層規(guī)劃的角度出發(fā)，建設(shè)校園物聯(lián)應(yīng)用體系，應(yīng)該構(gòu)建物聯(lián)能力底座，提供物聯(lián)應(yīng)用的通用能力。通過(guò)底座賦能，能夠加快物聯(lián)應(yīng)用的建設(shè)速度，降低應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)維難度，持續(xù)支撐校園智慧化水平的提升，為師生提供更好的教學(xué)生活服務(wù)。

（作者單位：中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司）

物聯(lián)能力底座要具有能承載各類傳感器接入的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，能處理各類傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，能標(biāo)識(shí)所有接入實(shí)體的統(tǒng)一ID體系，能服務(wù)各類應(yīng)用的統(tǒng)一消息通知系統(tǒng)等通用能力。