基于物联网的小学智慧校园特色建设初探获奖科研报告

基于物联网的小学智慧校园特色建设初探获奖科研报告摘

要：以重庆市南岸区珊瑚康恒小学校为例，介绍学校在“智慧康恒”特质办学彰显中基于物联网整体打造学校智慧农场、智慧果园、智慧花园的智慧校园特色建设情况，为需要建设智慧校园的学校提供参考。

关键词：物联网;小学;智慧校园;建设;初探

一、学校智慧校园建设概况

重庆市南岸区珊瑚康恒小学校创办于2010年，是重庆市首批示范小学校珊瑚实验小学“珊瑚”品牌集团化办学独立法人的一所公办小学校。学校在“珊瑚最红，孩子最亲”办学理念下，以“多彩康恒，亲近致远”为办学特色抓手，着眼于“社会参与、文化修养、自主发展”三维度核心素养，通过打造“生活康恒、艺术康恒、智慧康恒”三大课程特质，践行“育爱、启智、习慧、尚美、行健”的育人目标。

“智慧康恒”在基于物联网的智慧农场、果园、花园建设中呈现，物联网的神奇让校园更加多彩。2015起年，学校陆续对原有农场、果园、花园进行优化改造，在原有基础上增加了农作物、植被、花草、果树的品种，建设了比特实验室，不但大程度的美化改变校园的环境，在信息技术环境下引进物联网技术，旨在科学运用物联网技术，结合教学，通过学生自主创新的方式，实现对农场果园自动化、科学化和高效化的管理，在物联网感知层、网络层和应用层的实践上进行更多有意义的探索和创新，同时也引领学生们进入一个全新的物联网世界。

二、智慧农场与比特实验室

建设基于物联网技术的智慧农场和比特实验室，开设STEAM特性的生活大课堂课程，学科老师围绕物联网项目开展多项趣味研究性学习活动，激发同学们学习和探索现代化农业世界无穷奥秘的兴趣和热情，有效促进课程资源的整体打造，为学生提供自由生长的乐土。让传统农耕知识与计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、传感器技术、无线通信技术及艺术、数学、德育等进行有效的整合，不仅满足教学的实际需要，还使同学们掌握了智慧农业的基本原理，提高学生的科技意识。智慧农场整体实现了以下一些功能：

1、农场门禁语音

门禁语音可以实现语音智能进入农场的管理，安装于农场通道入口处，可以通过红外感应到有人员进入，自动播放农场由学生录制的的欢迎语音。

2、二维码扫码查询功能

在农场每种农作物的附近，放置二维码标识牌，学生、老师通过手机扫描二维码，即可查询到该农作物的相关知识，方便孩子们对该农作物的认识。

3、园区内语音

安装于农场内固定位置，通过红外感应到有人员靠近，自动播放指定的农作物介绍语音。语音由学生参与录制，内容可以比较长，每次触发，播放完整的一轮语音。

4、温湿度采集和调控

在农场固定位置安装温湿度采集装置，定时监测土壤的温湿度变化曲线，当湿度低于指定阀值时，自动触发喷淋装置启动喷淋动作。

5、智能气象检测站

在农场中心的开阔位置，安裝智能的气象站设备，对温度、风力、风速、风向通过传感器进行实时监测，通过互联网将数据实时的显示在LED大屏幕上，同时数据24小时不间断的传送到中心的服务器上，通过统计软件可以实现相关参数值的变化检测。

6、大棚烟雾报警

烟雾报警器是一种常见的消防预警装置，能够在火灾发生的初期阶段准确感应到起火所产生的烟雾，迅速向人们进行预警。在农场的温室大棚里，烟雾报警探头实时监测环境烟雾情况，一旦发现烟雾超标，自动发出鸣叫报警。

7、视频监控

在农场的固定农作物种植区域安装高清摄像头，可以实时监控农场内的植物情况，大大提高工作效率。将监控画面接入学校监控系统，一旦监控画面出现异常，就可以使用报警，起到警示和威胁作用，农场的安全也起着至关重要的作用。

三、智慧果园和花园

基于物联网的智慧果园和花园建设是专门为了优化校园科技教育环境，提高青少年学生的科技意识，活跃同学们的课余生活，增强他们的实际观测能力而开发设计的，同时也为了满足物联网种植的实际需要。不仅使同学们掌握了物联网知识的基本原理，更重要的是能够激发同学们学习自然地理的兴趣和热情，了解更多的智慧果园和花园的科学知识。整体实现了以下一些功能：

1、动态显示光合作用系统

光合作用是植物吸收二氧化碳产生氧气的重要过程，通过传感器的信息采集，系统转化之后显示在LED大屏幕上，投影分布为动态曲线图，显示相关浓度的变化曲线，让学生直观观察光合作用的过程及变化。

2、光触感灭蚊器

光触媒灭蚊器是美国顶尖级昆虫学家、生物学家、仿生学家合作研发的高科技产品，它这种叫做“蚊子磁铁”的发明，能发出类似人类的气味（包括二氧化碳和水分），在果园和花园的中心位置安装，从而吸引并消灭吸血的蚊子。

3、网络开关灌溉供水电子阀

水是基础性的自然资源，保护节约水资源就是保护我们的“地球母亲”。通过物联网无线技术控制果园和花园的灌溉系统运作，可以达到合理用水，按需用水的特点。同学们在APP上的操作，可以控制电子阀的开关，让我们的灌溉系统动起来。

4、总辐射及降水检查点

安装总辐射及降水收集器，我们以数据监测分析为载体，对影响花草树木生长的自然信息做统计，包括土壤温湿度，风速风向，光照度，降雨量，大气压与辐射数值等，同学们要细心留意它们的反馈，保护我们耕种的劳动成果。

5、RFID植物标签

智慧花园果园物联网追溯系统基于RFID技术和移动互联网技术实现数据采集、融合、处理，并通过操作RFID智能终端，实现果树智能化识别和追溯管理。

四、结束语

学校基于物联网的智慧校园特色建设得到了领导和友好学校的一致认可，接待了多个考察团的交流学习。2016年5月中国教育电视台以《高大上！小学生利用“互联网+”玩转“智慧农场”》对科技教育特色