1物联网概述
1.1物联网技术
对被测物来说,物联网具有全面感知能力。物联网的关键技术涵盖了信息处理的全过程,该过程包括从信息的获取、传输、处理、存储到应用。首先基于RFID射频识别和传感器等技术可以完成信息的获取,RFID射频识别可以对采集物体随时随地的进行信息的识别,传感器技术可以对采集物体进行信息的感知;通过通信网络,可以完成接入网络物体信息的传输,包括发送信息,传输和接收信息;利用智能计算技术可以完成对感知数据和信息的处理,最终实现对物联网被测物的智能化控制。
1.2物联网组成
一般来说,物联网系统由三部分组成[5]。首先是RFID系统,这是一种射频识别系统,这种自动识别技术是非接触式的,通过射频信号可以对目标对象进行自动识别,从而完成对物品的快速追踪以及数据的快速交换。该系统由三部分组成,包括标签、阅读器以及天线。其次是中间件Savant系统,该系统处在解读器和互联网之间,是一种数据挖掘工具,具有数据的捕获、传送和监控功能,其主要任务是对数据进行校对、负责协调解读器、对数据进行存储和传送以及对任务的管理。第三部分即是互联网系统。
1.3物联网架构
在物联网中,可以简单的把其网络体系结构划分为三个层次,分别为感知层、网络层和应用层[6]。物联网架构的最下层为感知层,该层是物联网信息的源头,在该层,利用各种传感设备以及智能嵌入设备可以完成对现实世界中各种信息的全面立体感知;网络层就是要完成各种网络与互联网的连接,完成信息的存储、融合以及远距离传输;应用层主要完成服务的发现并把服务进行呈现,也即是完成数据的挖掘工作,并对应用进行决策。
2多媒体教室
2.1多媒体教室的教学设备
目前建设的多媒体教室中,其教学设备较完善,首先是中央控制系统,其他教学设备都连接在该控制系统上,包括多媒体计算机(台式电脑或者笔记本电脑)、投影机、电动窗帘、电动幕布、摄像头、灯光、音响设备以及实物展台和环境设备等。在多媒体教室中,对中央控制器的管理多采用内置网络,通过每间多媒体教室中的摄像头和传感器等设施,与网络进行连接就可以远程监控控制设备以及受控设备,甚至是对这些设备的管理与维护,达到高效使用和管理多媒体教室的目的。
2.2多媒体教室的基本架构
随着信息技术的不断发展,物联网技术中开始广泛的关注和应用传感器技术,通过传感器技术可以构成连接物理世界和数字世界的无线传感器网络[7]。在多媒体教室的设计中,物联网的基本架构分为三个层次,这三个层次的内容列于表1。由表可见,物联网的三个层次分别为应用层、网络层以及感知层,在感知层中就是多媒体教室多使用的各种设备及技术,这些设备和技术往往有体积小、能耗低以及性价比高的特点。在应用层中,多校区的多媒体教学系统设备较多,而且具有连接复杂的特点,在对设备进行连接时需要较强的技术性,系统的利用率通常较高,在这种情况下多采用云计算的技术进行应用层的架构。由于云计算采用虚拟化的技术对各种资源进行计算、存储和服务,而且在软硬件资源方面都支持用户共享,所以传统的分散资源可以通过云计算整合为可统一调度的虚拟资源,该虚拟资源还可以按需使用,所以在进行多校区的多媒体教室建设时云计算技术的使用可以节约资源,使教学环境最优化。一般而言,云计算都是虚拟化的,其规模都比较大,通用性较强,扩展性较高,可靠性强,而且成本低廉。采用智能计算技术的这些特点应用层可以实现对多媒体教室的管理,包括采集、处理数据以及对数据的存储和共享,最终实现信息的智能交互,并把各种参数、实时的数据等信息通过总控制室的显示屏显示出来,对多媒体教室的终端教学设备进行实时的远程监控与控制,能实现多媒体教室教学设备故障的精确表述,并及时的对故障实行远程的实时处理,及时的对教师操作多媒体教学设备进行远程协助。在网络层中,首先要选择适合的通信协议进行安全可靠的把获取的感知信息进行传输。从目前来看,全球通用的协议族是TCP/IP协议,该协议族中网络层的核心协议是IP,现在在应用中多采用IPv4协议,但是现在IPv4地址已经分配完毕,资源的严重消耗极易导致网络的瘫痪,与物联网对地址的大量需求相悖离,随着信息技术的发展,基于IPv4的优化IPv6应运而生,IPv6地址空间丰富,安全性能较高,端到端的互联互通可以得到实现,IPv6的这些优点在校园网络建设中可以得到充分的发挥。IPv6把人机之间的对话扩展到任何事物之间均可对话,服务对象从人类扩展到硬件设备,真正意义上成为无时无处不在的宽带网。目前在大多数高校中,使用的多为无线校园网,添加了IPv6协议之后,用户即可对IPv6资源进行访问,为多媒体教室的建设提供强有力的支持。现有的通信网连接的是多媒体教室的总控制室的电话、监控计算机以及各分校区的管理多媒体的技术人员的电话,通过完备的通信网络,可以方便管理人员对多媒体的设备运行情况进行实时监控,一旦出现故障可以及时联系技术人员进行故障的排除。无线校园网和通信网的融合,可以实时的对多媒体教室教学设备信息进行传输与交互。在校园信息化建设中基于物联网设计多媒体教室的感知层时,分为以下四部分:首先在每个校区都要设置多媒体教室机柜,并均在机柜中进行RFID系统的安装,通过射频IC卡可以确认使用者的身份,身份确认之后就可以获得多媒体教学设备的使用权限;其次,在多媒体教室中要安装摄像头,对教学过程中多媒体设备的运行状态进行实时采集,方便管理人员实时快捷的发现并解决问题;再次,还要在多媒体教室中安装检测传感器,为教学设备的远程控制提供感知信息;最后,为确保一些贵重的教学设备的安全性,要安装无线防盗报警系统。在多媒体感知层中,既有身份认证,又有对教学情况的实时监控,还可以对设备运行情况进行自动检测,还添加了设备的安全管理,使教学设备的运行维护水平得到进一步提高。
3物联网对多媒体教室的影响
3.1物联网对多媒体教室应用与监控的影响
基于物联网的多媒体教室实现了对多校区多媒体教室的集中控制,可以实现对多媒体教室的远程控制和监控,实现了多媒体教室应用和管理的简捷化。而且操控软件界面友好,以集中控制为主,使操作更加简便。通过局域网可以实现多校区多媒体教室与远程管理系统之间的无缝连接,方便主控室对每个多媒体教室的实时监控,有效的保证了设备利用率。
3.2物联网对多媒体教室维护与服务的影响
在传统的多媒体教室管理和维护中,对管理人员的要求很高,不仅要求很强的技术性,还需要加班加点进行设备的排查以及故障的排除。物联网改变了这一模式,能够帮助技术人员及时的发现问题并解决问题。传统的多媒体管理中,管理者多为被动式服务,报修方式为电话报修。物联网的使用之后,管理者变为主动服务,报修方式也转变为一键网络报修,对设备安全隐患问题起到了明显的缓解作用。
3.3物联网对多媒体教室管理人员的影响
在物联网技术的推动下,高校的多媒体教室管理人员不管在服务内容还是在管理方式上都有了很大的变化。日常监管和设备的维护都在取代传统的工作模式逐渐走向智能化,管理人员的压力得到大大减轻。但是对管理人员的素质提出了更高层次的要求。
4结论
作为目前的前沿热点研究领域,物联网在国际上备受关注,引起了包括学术界和工业界在内的高度重视。本文基于物联网技术,进行了多媒体教室的优化设计,致力于在传感网络中全面的连接多校区中国农业论文的多媒体教室,使得在高校中各校区都能全面的感知多媒体教室,能有效的管理和维护多媒体教室,提高教学故障的处理灵活性的同时使教学故障的处理响应效率得到有效提升。
作者:车向东 单位:陕西职业技术学院
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