智慧校园的研究与设计开题报告.doc

开题报告智慧校园的研究与设计一、 选题的背景、意义21世纪是信息的时代，信息产业的高速发展给人类社会的前进带来了强大的推动力，无时无刻不在改变和影响着人们的生活、学习、工作等等诸多领域。这其中，尤其以互联网的代表性最为突出。如今，到了互联网发展的巅峰的时候，也到了它的瓶颈阶段，下一代的网络的出现就变得异常需要，正可谓是呼之欲出。也正是在互联网高度发达的今天，物联网的出现才得以实现。如今的高校在日常的管理运行中，相比以前是有了很大的发展和进步。但在仍旧存在着许多有待解决的问题和不足。比如，学生的报到注册、日常管理是个相当复杂庞大的工程，需要的人力、物理、财力尤为巨大；学生在校园的生活安全问题也存在漏洞，我们时常会看到报道称某某校园出现性犯罪等等的刑事案件；学校日常的能源消耗也是异常庞大的数字，如何实现节能环保也是一个难点所在。这一切的问题都给学校的管理和运行带来了极大的挑战，也是学校管理者极为头痛和亟待解决的重难课题。因此，给学生、教师、管理者提供一个安全、高效、便捷、环保节能的校园环境就显得尤为迫切。智慧校园的构想对这个问题给出了完美的答案。智慧校园实际上是物联网技术实践运用到校园的一个实例范本。其中所涉及和运用到的都是物联网领域中最为先进和成熟的技术。智慧校园的发展目前还是只停留在初期验证实践阶段。对于它的了解，我们必须先从物联网的了解开始。从国际上看，欧盟、美国、日韩等国都十分重视物联网的发展，并且已经作了大量研究开发和应用工作。如美国已经把它当成重振经济的法宝，所以非常重视物联网和互联网的发展，它的核心是利用信息通信技术（ict）来改变美国未来产业发展模式和结构（金融、制造、消费和服务等），改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把ict技术充分应用到各行各业，把感应器嵌入到全球每个角落，例如电网、交通（铁路、公路、市内交通、相关设备、工具）等物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。把人类智慧赋予万物，赋予地球。美国提出“智慧地球、物联网和云计算”就是想要作为新一轮it技术革命的领头羊的证明。美国政府在经济刺激计划中提出数百亿美元支持物联网发展，支持ibm的“智慧地球”，目前美国在rfid、fpcglobal已取得主导地位，而国防部开展的“智能微尘”更是在军事、民用两大方面对物联网进行全面控制。在欧盟方面，按欧盟专家的说法，欧盟发展物联网先于美国，事实上欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。2009年布置的欧盟物联网行动计划（internet of thingsan action plan for europe）其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商，他们推动了m2m（机器与机器）的技术和服务的发展，同年又推出了欧盟物联网战略研究线路图。再看亚洲日韩方面，均在2004年启动泛在网国家战略，物联网被纳入国家整体发展重点规划内容，把物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程。在国内，物联网的发展已波及国内的各行各业。一方面，我们可以看到物联网相关产业的基本面正在健康地发展；另一方面，当然也应注意尽量避免“一哄而起”和“炒作”。我国物联网技术已有实质性进步，仅传感器一项今年产量会达到24亿只，相关仪品仪表的生产制造商有20个门类，企业达5000个，产值估计在5000亿左右。rfid在2008年已生产65.8亿元。m2m终端已超过400万，电信运营商正在以td-scdma和其它3g技术为依托，努力推动其在物联网上的应用。要避免这种一哄而起必然要有一个自然淘汰的过程，目前我国发展物联网上还要克服不少问题才能健康发展，例如：技术产业能力不强、规模经济不够大、行业间存在壁垒等。现在处处都在搞“物联网”，大量重复性工作浪费了人力、物力。因此，急需国家作出发展规划统一协调，努力引导物联网的发展和应用；必须与实际条件相结合，单纯“搭车”思想不可取；国家应指导相关领域的标准化工作，研究并提出可持续发展的新模式，寻求规模经济，在感知、传输和应用上构成向现代服务业方向发展的新物联网的生态链。此外，国家层面一开始就要注意物联网的安全、可信、隐私等重大问题，如此才能保障物联网的可持续健康发展。结合物联网在国内外的发展形势，对于物联网应用建设智慧校园的构想是值得研究和可能实现的。它最终将给高校的运行管理带来一次革命性的飞跃。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本课题的主要内容是研究和设计如何在校园环境中运用物联网相关技术，实现校园的智能化、教育信息化、决策科学化和管理规范化。即是以物联网为基础，以各种应用服务系统为载体而构建的教学、科研、管理和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境，利用先进的信息技术手段，实现基于数字环境的应用体系，使得人们能快速、准确的获取校园中人、财、物和学、研、管业务过程中的信息，同时通过综合数据分析为管理改进和业务流程再造提供数据支持，推动学校进行制度创新、管理创新。如表1所述，具体的包括校园卡服务、校园安保、教务服务、节能环保等方面。要实现以上的这些内容，有如下的问题需要得到解决：（1） 编制信息规范与标准。信息的标准化是智慧校园建设的基础内容，用以支撑教育资源的共享，保证各种系统之间进行信息交换和交互操作的能力。其标准化工作主要包含：基于国际、部标，形成全校的编码标准和各种编码策略的互联互通，实现统一的编码解析机制；确定权威数据来源，分析并制定全校的数据交换策略规则，形成数据交换标准；制定校内应用系统的开发技术标准、数据标准、接口标准、性能标准、安全标准等，形成用以系统规范。（2） 建设统一的基础设施支撑平台。智慧校园需要解决t2t、h2t和h2h之间的相互通讯和信息交互，无线的末端接入手段是必要条件。建立有线/无线双覆盖的网络环境，是实现泛在的感知信息接入和多源信息互联的前提，也是智慧校园的重要基础设施。（3） 建设共享数据库平台，建设统一身份认证平台和建设综合信息服务平台。（4） 建设各应用层的应用系统。实现最终让学生、教师、管理者真正体验得到的便捷高效的服务。（5） 设计的建立对智慧校园运行体系的运营维护。保证智慧校园的长期稳定的功效。智 慧 校 园校园卡服务校园安保教务服务节能环保其他表1：智慧校园的应用方面三、研究的方法与技术路线、研究难点、预期达到的目标1.研究方法 （1）文献研究法 文献研究法主要指收集、鉴别、整理文献，并通过对文献的研究，形成对事实科学认识的方法。首先，通过阅读大量的有关物联网建设、发展和应用的文献，结合现实，总结出物联网在高校的应用情况。分析出可能存在的应用领域和目前发展上的不足。以此确定毕业设计的选题。然后，根据相关文献，对这个课题进行可行性分析和需求分析，从而确定自己的研究方向和实现方法。 （2）实地勘察法 通过对嘉兴学院教室、办公室、食堂、图书馆、公寓楼等各个场所的实地走访调查，发现在原先的各个部门环境中所存在的安全应用等方面的问题和不足。进而探索可能存在的物联网的应用点。2.技术路线 技术路线图如图1所示。图1 技术路线图3.研究难点 （1） 如何实现最底层的信息的感知和捕获。在校园环境中存在着各种各样的信息，光、电、水、声、红外等等的信号，如何去感知这些信息，如何去鉴别这些信息，如何去捕获这些信息都是本课题中所遇到的难题，也是必须要解决的问题之一。（2） 如何实现各类信息的有效和有序传输。由于感知系统所捕获的信息种类繁多，对这些信息的需求，不同的应用子系统的要求也不一样，在传输时就要避免信息的混乱、重传等等的问题。（3） 如何实现海量信息的智能分析与控制。由于很多物体是不存在主动信息提供性的，如何把这些被动的物体变活，变成主动向管理者提供所需信息。（4） 如何实现海量数据的处理。整个网络中存在着巨大数量的数据需要系统去及时处理和分析。如何达到这一目的是需要我们去考虑和研究的。4.预期目标本课题要实现的预期目标是，为学生、教室、管理者提供一个安全、高效、节能、便捷的学习工作环境。实现校园的智能化。四、论文详细工作进度和安排 1. 第七学期第12周至第13周：拟定研究方法、技术路线，完成开题报告。2. 第七学期第14周至第15周：对开题报告中指定的外文参考文献的部分与论文有直接关系的内容进行翻译，完成外文翻译。3. 第七学期第16周至第八学期第3周：课题的整体设计和各子系统的详细设计。完成论文初稿。4. 第八学期第4周至第八学期第11周：毕业实习，论文完善，完成二稿、三稿，直到论文定稿。5. 第八学期第12周：准备答辩材料。论文交指导老师审阅、评阅老师评阅。五、主要参考文献 【1】王晓明 手机一“刷”全搞定 物联网打造“智能校园”2010.09【2】周洪波 物联网：技术、应用、标准和商业模式 2010.07【3】新华网海南频道 各高校广泛运用物联网技术提升校园管理水平 2010.09.08【4】中华人民共和国科学技术部等十五部委 中国射频识别技术（rfid）技术政策 白皮书r 2006.06.09【5】michael miller cloud computing 2009.07【6】中国信息主管网 saas发展背景与运营模式 2008.12【7】中国计算机报 物联网系列报道之web 4.0：“中国式”物联网定义 2010.09【8】ibm商业价值研究院 智慧地球 2009.11【9】李淼 中国物联网首席科学家刘海涛博士：深化认识 推动应用 2010.11【10】中国电子商务研究中心 物联网简要发展历史分析 2010.06【11】物联网概念的历史溯源 2010.06【12】经济参考报 温总理倡导建“感知中国”中心的战略意义 2010.06【13】国联资源网 国内外物联网发展现状及存在问题 2010.03【14】张军征 校园网络规划与架设 2009.01【15】温泉 黄于鉴 岳焱 物联网在高校的应用前景 2010【16】周洪波 物联网三大应用架构 2010.6【17