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摘 要： 本文探讨在常规配置有投影仪的多媒体教室基础上，结合无线传感器网络相关技术，讲台上的教师机连接Internet，配置智能白板、RFID门禁系统、自动录播系统、灯窗和空调的自动开关系统等，使教室更具智慧化，提高教学效率。
关键词： 无线传感器网络，智慧教室，，Zigbee，技术体系架构
【中图分类号】 TP212 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）12-0228-02
自从2009年在无锡成立“感知中国”中心之后，无线传感器网络在我国的研究就迅速展开，时至今日，它在工业、生活方面有比较广泛的应用，特别是在智能物流、智能交通中应用较深入。对于教育教学，现在实现了一定的智能化，譬如，很多院校采用校园一卡通，一张卡解决校园里的衣食住行；多媒体教学，采用计算机和投影仪结合的图文声一体教学；汽车门禁系统等。总的来说，无线传感器网络在校园中有一定的应用，但相对是零散的。本文针对校园中的教室这一单元，探讨无线传感器网络的应用，来提高教学过程的自动化、智能化和效率。
无线传感器网络涉及的技术很多，有感知技术，包括传感器技术、RFID系统、条形码技术等；有通信技术，包括移动通信、蓝牙技术，Zigbee等；有应用技术，包括中间件和M2M等。本文设计的智慧教室的构造及技术如下图1所示.
在整个布局中，有以下功能模块：
1、讲台，有台式机，也可连接笔记本。讲台上安装整个智慧教室的控制系统，可以控制投影仪、幕布、智能白板、窗、摄像头等。讲台上的计算机可以播放课件、访问学校资源库和Internet、保存智能白板上的板书，收集学生端的电子作业等。
2、智能白板。教师在白板上书写的板书，可以保存并放在校园网的资料库中，方便学生随时访问。
3、投影仪和幕布。由讲台上的控制面板控制投影仪的开关和幕布的升降。
4、门。教室门不需钥匙打开，只凭教师的校园卡，采用RFID技术，刷卡开门，教师的刷卡开门记录可以保存。
5、窗。采用ZIGBEE技术，当雨滴传感器感知到雨水时，关窗。也可以由讲台上的控制面板控制窗户的开关。
6、空调。采用M2M技术，当教室内的温度传感器感知到温度超过限定值范围，控制空调的开和关。也可以由遥控器或学生手机遥控空调。
7、摄像头。可摄录教师上课、记录学生课堂表现，监控考试情况等。
8、WI-FI接入点。每个教室都有Internet接口，该接口连接无线路由器，为每个教室提供无线局域网络，方便学生课堂上访问教学资源库，下载资料，上传作业等。
每个教室具备了以上八个功能部件，能实现课堂教学的初步智慧化。所有智慧教室的数据通过校园网和因特网传输，控制中心可以观察到每个教室使用情况，譬如通过教师的RFID开门，可以看到教师到岗情况；通过摄像头，可以观察每个教室的上课画面；通过智能白板数据，可以检查教师板书和教学内容等。
智慧教室总体设计如下图2所示：
对于智慧教室的实现，在技术体系架构方面包含三个层次，从上到下依次是感知层、网络层和应用层。相应的，每层都涉及到各自的技术，如图3所示：
感知層用来采集教室内的物理事件和数据，包括的图、文、声、温等数据。
网络层主要完成信息的传递和处理，实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性的进行传送。
应用层完成数据的管理和处理，并将这些数据与行业应用相结合，完成智能教学、视频监控、门禁系统、节能环保（空调、门窗）等功能。
基于以上技术的智慧教室，能实现教学智能互动、教学资源共享、人员考勤自动、教学环境舒适、资产管理智能等功能，极大提高了教、学、管的效率。
1、教学智能互动。 教师在教学过程中可以根据需要访问资源库或Internet，下载相关资料给学生看；也可以将校外企业专家或优秀毕业生的实时影像资料同步传输到课堂，请他们就某个专业问题进行经验分享和学习交流[1]。
2、教学资源共享。智能白板上的数据可以保存到校园网，方便学生课后复习。摄像头录制的影像资料，可以提供给其他教师进行教学分析和交流。校园网、Internet上的资料，在教学过程中可以随时访问。
3、人员考勤自动。在智慧教室门口的RFID阅读器，可以记录每个学生或教师进出教室的时间，节约传统考勤和点名费时费力的弊端。
4、教学环境舒适。主控计算机根据温度传感器的数据，控制空调的开关，让室内温度保持在26度左右。如果教室内安装湿度传感器，主控计算机可以根据湿度传感器的数据控制喷雾器运行，让室内湿度舒适。窗户根据下雨与否自动关窗。
5、资产管理智能。教室内的计算机、空调、投影仪、摄像头、桌椅等设施可以贴上二维码，记录它们的全寿命数据。当非授权人员带出这些设备设施时会告警[2]。
智慧教室使得教学活动智能化，提高了教学资源的传播和共享，形成了高效的教学模式。本文讨论的智慧教室能满足常规需求，可以在此基础上更加智能化，譬如安装光线传感器，智能桌椅等，不管怎样，智能教室以人为本，以提高学生专业知识为最终目标。教师本人应不断提高自身专业水平和教学水平、善于运用智慧教室，培养的学生才更智慧。
参考文献
[1] 陈磊.基于物联网的高职智慧教室建设研究.[J].职教论坛2014，35：24
[2] 李凤燕.浅谈高效智慧教室.[J].电脑与信息技术.2017，25（5）：68
关键词： 无线传感器网络，智慧教室，，Zigbee，技术体系架构
【中图分类号】 TP212 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）12-0228-02
自从2009年在无锡成立“感知中国”中心之后，无线传感器网络在我国的研究就迅速展开，时至今日，它在工业、生活方面有比较广泛的应用，特别是在智能物流、智能交通中应用较深入。对于教育教学，现在实现了一定的智能化，譬如，很多院校采用校园一卡通，一张卡解决校园里的衣食住行；多媒体教学，采用计算机和投影仪结合的图文声一体教学；汽车门禁系统等。总的来说，无线传感器网络在校园中有一定的应用，但相对是零散的。本文针对校园中的教室这一单元，探讨无线传感器网络的应用，来提高教学过程的自动化、智能化和效率。
无线传感器网络涉及的技术很多，有感知技术，包括传感器技术、RFID系统、条形码技术等；有通信技术，包括移动通信、蓝牙技术，Zigbee等；有应用技术，包括中间件和M2M等。本文设计的智慧教室的构造及技术如下图1所示.
在整个布局中，有以下功能模块：
1、讲台，有台式机，也可连接笔记本。讲台上安装整个智慧教室的控制系统，可以控制投影仪、幕布、智能白板、窗、摄像头等。讲台上的计算机可以播放课件、访问学校资源库和Internet、保存智能白板上的板书，收集学生端的电子作业等。
2、智能白板。教师在白板上书写的板书，可以保存并放在校园网的资料库中，方便学生随时访问。
3、投影仪和幕布。由讲台上的控制面板控制投影仪的开关和幕布的升降。
4、门。教室门不需钥匙打开，只凭教师的校园卡，采用RFID技术，刷卡开门，教师的刷卡开门记录可以保存。
5、窗。采用ZIGBEE技术，当雨滴传感器感知到雨水时，关窗。也可以由讲台上的控制面板控制窗户的开关。
6、空调。采用M2M技术，当教室内的温度传感器感知到温度超过限定值范围，控制空调的开和关。也可以由遥控器或学生手机遥控空调。
7、摄像头。可摄录教师上课、记录学生课堂表现，监控考试情况等。
8、WI-FI接入点。每个教室都有Internet接口，该接口连接无线路由器，为每个教室提供无线局域网络，方便学生课堂上访问教学资源库，下载资料，上传作业等。
每个教室具备了以上八个功能部件，能实现课堂教学的初步智慧化。所有智慧教室的数据通过校园网和因特网传输，控制中心可以观察到每个教室使用情况，譬如通过教师的RFID开门，可以看到教师到岗情况；通过摄像头，可以观察每个教室的上课画面；通过智能白板数据，可以检查教师板书和教学内容等。
智慧教室总体设计如下图2所示：
对于智慧教室的实现，在技术体系架构方面包含三个层次，从上到下依次是感知层、网络层和应用层。相应的，每层都涉及到各自的技术，如图3所示：
感知層用来采集教室内的物理事件和数据，包括的图、文、声、温等数据。
网络层主要完成信息的传递和处理，实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性的进行传送。
应用层完成数据的管理和处理，并将这些数据与行业应用相结合，完成智能教学、视频监控、门禁系统、节能环保（空调、门窗）等功能。
基于以上技术的智慧教室，能实现教学智能互动、教学资源共享、人员考勤自动、教学环境舒适、资产管理智能等功能，极大提高了教、学、管的效率。
1、教学智能互动。 教师在教学过程中可以根据需要访问资源库或Internet，下载相关资料给学生看；也可以将校外企业专家或优秀毕业生的实时影像资料同步传输到课堂，请他们就某个专业问题进行经验分享和学习交流[1]。
2、教学资源共享。智能白板上的数据可以保存到校园网，方便学生课后复习。摄像头录制的影像资料，可以提供给其他教师进行教学分析和交流。校园网、Internet上的资料，在教学过程中可以随时访问。
3、人员考勤自动。在智慧教室门口的RFID阅读器，可以记录每个学生或教师进出教室的时间，节约传统考勤和点名费时费力的弊端。
4、教学环境舒适。主控计算机根据温度传感器的数据，控制空调的开关，让室内温度保持在26度左右。如果教室内安装湿度传感器，主控计算机可以根据湿度传感器的数据控制喷雾器运行，让室内湿度舒适。窗户根据下雨与否自动关窗。
5、资产管理智能。教室内的计算机、空调、投影仪、摄像头、桌椅等设施可以贴上二维码，记录它们的全寿命数据。当非授权人员带出这些设备设施时会告警[2]。
智慧教室使得教学活动智能化，提高了教学资源的传播和共享，形成了高效的教学模式。本文讨论的智慧教室能满足常规需求，可以在此基础上更加智能化，譬如安装光线传感器，智能桌椅等，不管怎样，智能教室以人为本，以提高学生专业知识为最终目标。教师本人应不断提高自身专业水平和教学水平、善于运用智慧教室，培养的学生才更智慧。
参考文献
[1] 陈磊.基于物联网的高职智慧教室建设研究.[J].职教论坛2014，35：24
[2] 李凤燕.浅谈高效智慧教室.[J].电脑与信息技术.2017，25（5）：68