智能校园：物联网如何彻底改变教育

【蜂耘网 物联网】通过采用物联网等设备连接技术，教育正成为一个容易发生颠覆的领域。

尽管互联网连接长期以来一直是学习过程的重要贡献者，通过帮助学生无论身在何处都能获取教育材料，但物联网现在正在通过增强教师和学生的面对面体验来推动校园环境的革命。

什么是智慧校园？

智能学术校园与智能城市和智能建筑的物联网应用有很多共同之处。

大型大学和学术机构可能需要支持数万名教职员工和学生，不仅要支持他们工作和学习，还要支持他们交通、餐饮、锻炼和社交。这使得教育园区更像是拥有多种设施的小镇，而不是单一的办公楼。

在这方面，虽然物联网确实有助于在课堂上提供卓越的数字环境，但它可以在交通和交通管制、自助售货机和餐饮以及入住管理和舒适度方面创造额外的价值。

与办公室工作一样，教育在2020年受到了全球疫情的严重影响，我们看到商业建筑使用方式的重大反思也体现在学术园区中。在类似的趋势中，重点已转移到考虑智能校园设计与居住者的健康、福祉和生产力的关系，从布局到出入、温度和清洁度等环境因素。
 

智慧校园的物联网应用

正如我们在关于智能建筑的专题文章中所探讨的那样，无论建筑的用途如何，我们看到的智能校园应用都是相似的，但有一些额外的用例。总结一下：
 

温度控制

温度传感器监控和调节单个房间和公共区域的暖通空调。
 

照明控制

亮度传感器根据动态需求调节照明，例如关闭空房间和走廊的灯、根据一天中的时间调节亮度以及节省能源。
 

电力和水管理

电表和水表可以准确跟踪能源和水的消耗。
 

火灾探测

火灾和烟雾探测系统中的物联网可以创建复杂的警报和快速响应能力。
 

访问控制系统

访问控制系统已经充分利用了技术，但物联网现在意味着锁、访问控制器、卡或遥控器读卡器等每个组件都可以与网络和校园管理系统无缝通信。
 

占用监控

占用监控与门禁控制协同工作，通过自动跟踪提供建筑物使用情况和占用情况的详细信息。这有助于管理环境舒适度和建筑安全。
 

防盗和入侵报警系统

智能建筑防盗警报与门禁控制配合使用，共同构建全面的安全框架。
 

校园交通和停车

物联网与垂直运输的融合可以引入实时监控、远程诊断等功能，确保智能建筑的高效运行和维护。
 

校园安全

大型校园有自己的交通网络，包括有轨电车和班车以及教职员工和学生的汽车。密歇根大学等一些机构正在使用物联网来更好地管理校园交通服务。这包括班车跟踪和时间表管理、实时公交时刻表以及用于管理停车位的智能停车系统。
 

音频、视频和智能教室

在大型校园中，联网数字标牌可用于传递信息，同时还能通过广告创造收入。在教室中，联网视听设备（如屏幕和数字白板）网络可通过交互式显示器和传感器进一步提高个人工作效率，从而增强教学和学习效果。
 

教育物联网（IoET）

随着物联网生态系统日趋成熟，它正在分化为更多专注于特定行业的微型生态系统，专注于更小众的用例。在学术界，这表现为教育物联网(IoET)。

学术界采用“物联网”一词来描述使用物联网改善大学的教育和校园基础设施。此类解决方案可提高学生参与度，帮助学生、教职员工和访客在校园中导航和查找资源，并简化管理任务。

具体来说，在课堂上，教师们正在使用智能设备来增强课程内容并更好地管理环境。
 

智能校园：物联网如何彻底改变教育

智能教室中的物联网

已经充分证实，环境因素会影响学习的习得、注意力、动力和参与度，包括照明、空气质量、温度、湿度、噪音、通风，甚至家具和颜色。

物联网技术为学习设施的重大创新打开了大门，RFID追踪器、摄像头、智能点名和注册系统以及其他应用有助于评估学生并更有效地管理教室、实验室和体育馆。

现在，正在研究如何应用IoET来优化这些环境因素并使其更有利于学习和参与。

光线不足或过强、过热或过冷以及噪音干扰都会使学生难以集中注意力。物联网传感器可以测量教室及其周围环境的所有参数，并将其调整为最佳值，以创造完美的学习环境。

可穿戴传感器可用于测量运动的加速度，并提供有关坐着的学生的坐立不安的有用数据，作为参与度或无聊度的指标，而摄像头和眼动追踪技术可以评估对所呈现的学习材料的参与度。

环境温度会分散学生的注意力，影响他们的学习能力，因此可以使用物联网设备自动调节温度。

在照明方面，物联网控制设备可以改变智能灯泡的亮度甚至颜色，使其显示出类似于自然阳光的光线，有利于改善精神状态，减少负面情绪和压力，使学生更加专注。

同时，空气中氧气和水分太少会导致学生精力不足和注意力不集中。当二氧化碳浓度高时，氧气量较低，使人更加困倦、疲倦、头晕和注意力不集中。支持物联网的执行器和空气质量分析仪可以促进最佳的空气质量和条件。

噪音传感器可以与教室视听设备协同工作，确保教师能够大声说话以克服环境噪音，或者在学生开始分心、注意力开始减弱时立即采取行动。

虽然所有这些潜在的应用都可以在智能学校的概念中发挥重要作用，但隐私和道德问题仍然至关重要，学生和教师在使用技术时应该注意保密和隐私协议。
 

智能校园：物联网如何彻底改变教育

智能校园中的专用蜂窝网络

虽然智能建筑经常使用蜂窝物联网、WiFi和LPWAN技术，但校园分布较为分散，这意味着机构通常会利用私有5G网络来充分支持非常大的室外区域的覆盖，其中可能包括校园内数十栋建筑。

私有5G网络可以使用与我们在商业LTE部署中看到的相同的技术，但网络基础设施归校园所有并由IT部门控制。

虽然在一个站点连接到本地私有LTE/5G网络的物联网设备数量通常只有几百到几千个，但它们的数量正在快速增长。

分析师估计，到2023年底，连接到私有LTE/5G网络的物联网设备数量将达到140万台，但到2028年，私有LTE/5G物联网连接预计将以38%的复合年增长率增长，达到710万台。

私有5G网络可以根据您的特定需求进行定制。您可以选择最适合自己的性能规格，并可以在内部管理和分析数据。
 

智能校园蜂窝应用

部署私有5G/LTE网络可以为智能校园应用带来多种好处，尤其是在需要时：

● 在建筑物等密集区域和大学校园等更广阔的区域连接许多物联网设备

● 低延迟、高速数据传输，适用于实时视频或演示等关键应用

● 蜂窝网络上身份验证和加密方面最高级别的安全性

● 高度可靠且有弹性的基础设施，100%的连接正常运行时间

速度和带宽的提高、延迟的降低、定制选项的增加以及效率的提高使私有5G/LTE成为一个有吸引力的选择。如果您正在寻找高速、低延迟的移动解决方案，私有5G/LTE值得考虑。

（蜂耘物联网 责任编辑：李莲花）