基于物联网的智慧教室建设方法研究

基于物联网的智慧教室建设方法研究

武恒

武汉轻工大学，湖北武汉 430048

摘要：信息技术的飞速发展为学校现代化建设提供了更多机遇，尤其是在进入大数据时代背景后，我国教育改革提出广泛建设智慧教室。根据近年来教育改革累积经验显示，为了方便学生学习生活，目前教师实施开放式管理，但这也为教师内部设备管理带来了新的难题。而结合物联网技术建设智慧教室，不仅能智慧管控多媒体教室本地教学设备和教学环境，还可以在数字化多媒体教室解决方案中实现多项功能，比如说门禁考勤、安防监控、录播直播等。因此，本文在了解当前教室管理现状的基础上，深层探讨如何利用物联网技术构建智慧教室管理体系。

关键词：物联网技术；智慧教室；多媒体控制；智能安防

0引言：目前大部分学校的上课模式依旧以粉笔+黑板、多媒体+投影仪等移动设备为主，虽然在教育革新背景下，学校领导开始广泛运用互联网技术和信息技术进行技术研发，但是实践教育管理环境依旧没有达到预期效果，因此要在物联网技术和传统教育行业深度融合中，创造全新的生态环境。以物联网为核心的智慧教室，要运用射频识别、传感器等技术设备获取所需知识，运用接入方式实现信息交换和有效通信，以此保障建设体系可以对教师设备进行智能识别和跟踪监控。本文主要研究基于物联网的智慧教师建设方法及相关技术。

1.基于物联网的智慧教室设计分析

现如今，以物联网技术为核心的智慧教室系统设计分为三部分模块：首先是指电器设备控制，这一模块设计主要用来管控教室内部的用电设备，保障多媒体计算机和其他传感器有效连接，而后运用物联网电气设备控制中心统一管控设备的应用功能；其次是指安保系统，这一模块设计主要用来清除设备短路起火、易燃易爆品等引发的安全隐患，会重点管控教室内部物品的安全问题；最后是指考勤系统，这一模块设计要在构建数据库后，运用云计算完成数据分析。同时，在考勤系统内部设置监控场，其目的在于监管所有设备的运行状态，反馈师生的上课教学情况。

2.基于物联网的智慧教室技术分析

2.1多媒体控制

在智慧教师管理系统中，会将所有电教设备操作集中在一个平台上，利用控制面板方便师生直接操作电子白板、投影仪、电脑等教学设备。同时，教师可以自主定义场景参数，在快速切换信号通道时，完成一键开机、音量调节、灯光开关、幕布升降、投影等多项操作[1]。另外，教师计算机和各类设备会经由物联网教室，终端机与校园网有效连接，不同设备之间可以相互传递数据信息，所采集的数据也可以直接上传到智慧校园物联网的后台管理系统中，因此系统支持对各项设备功能集中管理。

2.2智能考勤

在智慧教师建设系统中，会运用物联网、云计算、互联网构建智能考勤管理系统，具体内容涉及以下几点：首先利用互联网云盘构建大数据库，其次以班级为单位收集考勤信息，并将其录入到学校教务处的考勤数据库中，最后教务处工作人员要在收集好信息数据后，利用手机App或PC端口，在教室监控内部安装人脸识别系统，这样就可以在课堂中全方位扫描学生信息，最终逃离课堂、缺课、代课等学生可以通过智慧平台识别记录。同时，运用智能终端系统发送数据信号，将这一信号传递给教务处和辅导员，就可以高效完成学生出勤率的计算分析，任课教师也可以根据智能平台的数据统计结果，准确记录学生的期末平时成绩。除此之外，整合运用烟雾探测器、温度热感应、人脸识别、物联网技术，可以在教师内部检测学生是否存在抽烟现象[2]。如果发现或有损公共财产，那么能在第一时间锁定目标，并将其记录在日常行为规范的考勤系统中；整合运用夜视显示仪和人脸识别系统，可以安装在学校的停车场、走廊、教室等区域，主要用于保护学校的公共安全和财产安全。比如说，在发生盗窃行为或丢失重要财物时，可以通过查询监控快速锁定嫌疑人信息和所在位置，及时解决类似问题。

2.3智能安防

智能安防系统包含了声光报警器、紧急按钮、温湿度传感器、烟雾传感器、人体探测传感器、网络摄像头等多个设备，其中无线网络和有线网络可以实现远程视频的监控管理功能；各类探测器和传感器可以实时掌握室内的参数变化，如果发现异常情况，系统将会自动生成报警信号，直接传递给相关管理部门。

2.4录播系统

以物联网技术为核心的智慧教室内部设有自动录播系统，其中具备本地监控、触屏控制、图像跟踪、实时直播、实时录制等功能模块。教师可以运用多媒体技术和网络平台，将实践教学过程转化成实时图像，让传统课堂教学延伸到网络平台，为学生自主学习和探究提供技术条件。在录制教学视频时，系统还提供了点播、直播等多项功能，支持多种格式同步录播，IE网页直接播放，符合不同平台系统的应用要求。

2.5中控管理系统

智慧教室的中控管理系统会和所有这个能终端有效连接，根据在数据中心的管理软件，直接向中控主机发送命令，就可以统一管理传感器、监控系统、门禁系统等多项设备功能。运用ZigBee或Wi-Fi网络将传感器和控制电器整合到一起，在相互协作运行中能真正实现自动化管理功能，同时软件可以为系统用户提供远程服务，用户可以结合软件远程控制设备。

2.6安防报警

以物联网技术为核心的智慧教室会设置防火报警系统，通常要在教室内部安装微波探测器、温度探测器、感烟探测器等设备，主要用来自主判断并发布火警信号[3]。一方面，学校要组织师生参与火灾报警的模拟实验，注重强化他们应对突发情况的能力意识；另一方面，要在全校范围内构建防火警报系统，有效控制意外火灾产生的人员伤害和财产损失的，注重与当地的消防指导中心构建合作关系，以此快速处理火灾火情。

2.7新风系统

以物联网技术为核心的智慧教室会设置新风系统，将室外新鲜空气输送到教师内部，使教师和学生所处的教室环境洁净度维持在较高水平。在教室气温过高的情况下，新风系统会增强教师内部的散入力度，预防师生因为空气潮湿或闷热产生不良反应，以此保障智慧教室具有安全性。

结语

综上所述，在现代教育革新发展中，利用物联网技术开发应用智慧教室，能在转变传统教学模式的同时，让实践教学工作变得更具人性化和智能化特征。因此，我国教育领域要在加强智慧教室研发应用力度的同时，积极培养更多优秀专业人才，以此推进我国教育革新步伐。

参考文献

[1] 翦象慧,肖智清,龚全安,等. 基于物联网技术和智慧课堂的智慧教室系统 研究与设计[J]. 物流工程与管理,2018,40(12):170-172.

[2] 张教赟. 基于物联网的高职院智慧教室系统构建的研究[J]. 智能城市,2016(12):171-173.

[3] 王建,刘欣彤,王猛,等. 基于物联网的智慧教室设计[J]. 无线互联科技,2022,19(4):57-58.