
物联网层次结构图
尽管物联网的应用千变万化,花样百出,应用案例和实现技术差异很大,但根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式:
对象的智能标签。通过二维码,RFID等技术标识特定的对象,用于区分对象个体,例如在生活中我们使用的各种智能卡,条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息;此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息,例如智能卡上的金额余额,二维码中所包含的网址和名称等。
环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络,可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控,如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染,通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度,通过GPS标签跟踪车辆位置,通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。
对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络用获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度,根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。
物联网的教育应用
将三种基本应用模式和具体的情境和内容相结合,物联网在教育中的应用大概可以分成下面几个领域,在不同领域中有不同的应用案例:
1. 信息化教学
利用物联网建立泛在学习环境。可以利用智能标签识别需要学习的对象,并且根据学生的学习行为记录,调整学习内容。这是对传统课堂和虚拟实验的拓展,在空间上和交互环节上,通过实地考察和实践,增强学生的体验。例如生物课的实践性教学中需要学生识别校园内的各种植物,可以为每类植物粘贴带有二维码的标签,学生在室外寻找到这些植物后,除了可以知道植物的名字,还可以用手机识别二维码从教学平台上获得相关植物的扩展内容。
2. 教育管理
物联网在教育管理中可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面。例如带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况,以及行动路线。又如将RFID用于图书管理,可通过RFID标签可方便地找到图书,并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态,方便管理。
3. 智慧校园
智能化教学环境,控制物联网在校园内还可用于校内交通管理、车辆管理、校园安全、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。例如,在教室里安装光线传感器和控制器,根据光线强度和学生的位置,调整教室内的光照度。控制器也可以和投影仪和窗帘导轨等设备整合,根据投影工作状态决定是否关上窗帘,降低灯光亮度。又如对校内有安全隐患的地区安装摄像头和红外传感器,实现安全监控和自动报警等。
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