论文部分内容阅读
【摘 要】文章在基于对物联网和ZigBee技术的定义、内涵、特征把握的基础上，分析了校园物联网和ZigBee技术的应用现状，设计了基于ZigBee技术的“智能校园”体系结构，对“智能校园”的建设内容进行了深入探索。
【关键词】ZigBee 物联网 智能校园 RFID
基金项目：陕西国际商贸学院校级科研基金项目支持。
ZigBee技术
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，主要用于近距离无线连接。有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，和目前的通信方式相比具有通信效率高等优点。ZigBee技术的发射功率低，非常省电； ZigBee协议免专利费，工作于免付费频段，成本较低；通信时延和从休眠状态激活时延短；一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络，而且网络组成灵活。此技术在工业控制、医疗监控、安防领域，物联网的无线定位等领域得到了广泛的应用。
RFID技术
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID 技术与互联网、通信等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID 技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。
物联网技术
物联网（Internet of Things，IOT）由美国MIT大学提出，早期的物联网是以射频识别技术为基础的物流网络，但随着技术和应用的发展，物联网的内涵发生了很大的变化。目前，物联网是通过传感器技术、射频识别技术、无线通信技术等，在物理世界实体的部署中具有一定的感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件的集合，是其成为智能的物体。通过网络设备能够实现信息采集、传输和处理等能力，从而实现了物与物、物与人之间的互联。物联网是新兴的通信应用网络，物联网的核心技术是嵌入式软件、RFID、传感器及传输数据计算领域上。
“智能校园”体系构架
智能校园体现信息时代的特征，标志着速度和效率。智能型校园具有完善的通信网络提供工作的速度和效率。ZigBee技术和其他技术相比具有很大的优势，目前世界范围内的各大公司、企业都相继投入到对ZigBee技术的研究当中，此技术的研究应用能够为我们带来很大的经济、社会效益。ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，非常适合设计智能校园的无线传感器网络WSN。
1.智能自动点名系统。目前大部分学校教师在上课前均采用点名制考勤，一是为了督促学生充分利用上课学习时间，再者为了保证学校在校期间的安全。但教师点名考勤制度除了浪费时间外还存在着弊端，例如，刚开始上课时有的学生为了应付点名而到课，而在下课休息时又逃课，一堂课下来教师不可能多次进行点名。智能点名系统能够很好地克服以上弊端，而且不占用教室上课时间。智能点名系统由RFID电子标签身份卡、RFID阅读器、ZigBee无线网络传输等部分组成。在教室的入口处安装若干RFID阅读器，携带有RFID电子标签身份卡的学生进入教室后，ZigBee网络会将到课学生的情况通过校园网汇入到学校考勤管理系统中，表示出学生的出勤情况。上课铃声响后，学校考勤管理软件会统计出这堂课学生的到课总数和出勤率，便于校方及时了解学生的出勤情况。
2.校门出入人员监测系统。校内人员均佩戴RFID电子标签身份卡（学生卡或教师卡），在通过校门时网络摄像头进行实时监控，识别到身份识别卡后报警系统不报警，表示进入人员为本校人员，可以通过，同时系统将记录他们进入校园的时间，若进入人员没有佩戴学校身份识别卡，系统则自动报警。此功能比普通的网络摄像头多了报警功能。若有校外人员来访，通过对来访人员身份的识别或相应证件的扫描，此时相关职能部门的办公室电脑会收到来访人员的资料信息，相关职能人员可以即时对是否同意访客进入进行批示。访客登记的全过程将由摄像机进行拍摄备案，并在来访结束后，系统自动记录访客离开时间。校门出入人员监测系统除了具有身份识别的功能外还应具有图像监控功能。
结束语
ZigBee技术和其他技术相比具有很大的优势，目前世界范围内的各大公司、企业都相继投入到对ZigBee技术的研究当中，此技术的研究应用能够为我们带来很大的经济、社会效益。ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，非常适合设计智能校园的无线传感器网络WSN。因此研究如何利用ZigBee实现以传感器终端互联为目标的智能校园应用具有非常重要的实用价值。
参考文献：
[1]ZigBee无线通信网络调研报告[R].
[2]潘涛.基于ZigBee传感器网络的煤矿安全检测系统研究[D].兰州大学，硕士研究生学位论文，2010，10.
[3]任小洪.ZigBee远距离射频识别系统设计与实现[J].自动化仪表，2011，32（3）.
作者单位：陕西国际商贸学院 陕西咸阳
【关键词】ZigBee 物联网 智能校园 RFID
基金项目：陕西国际商贸学院校级科研基金项目支持。
ZigBee技术
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，主要用于近距离无线连接。有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，和目前的通信方式相比具有通信效率高等优点。ZigBee技术的发射功率低，非常省电； ZigBee协议免专利费，工作于免付费频段，成本较低；通信时延和从休眠状态激活时延短；一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络，而且网络组成灵活。此技术在工业控制、医疗监控、安防领域，物联网的无线定位等领域得到了广泛的应用。
RFID技术
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID 技术与互联网、通信等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID 技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。
物联网技术
物联网（Internet of Things，IOT）由美国MIT大学提出，早期的物联网是以射频识别技术为基础的物流网络，但随着技术和应用的发展，物联网的内涵发生了很大的变化。目前，物联网是通过传感器技术、射频识别技术、无线通信技术等，在物理世界实体的部署中具有一定的感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件的集合，是其成为智能的物体。通过网络设备能够实现信息采集、传输和处理等能力，从而实现了物与物、物与人之间的互联。物联网是新兴的通信应用网络，物联网的核心技术是嵌入式软件、RFID、传感器及传输数据计算领域上。
“智能校园”体系构架
智能校园体现信息时代的特征，标志着速度和效率。智能型校园具有完善的通信网络提供工作的速度和效率。ZigBee技术和其他技术相比具有很大的优势，目前世界范围内的各大公司、企业都相继投入到对ZigBee技术的研究当中，此技术的研究应用能够为我们带来很大的经济、社会效益。ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，非常适合设计智能校园的无线传感器网络WSN。
1.智能自动点名系统。目前大部分学校教师在上课前均采用点名制考勤，一是为了督促学生充分利用上课学习时间，再者为了保证学校在校期间的安全。但教师点名考勤制度除了浪费时间外还存在着弊端，例如，刚开始上课时有的学生为了应付点名而到课，而在下课休息时又逃课，一堂课下来教师不可能多次进行点名。智能点名系统能够很好地克服以上弊端，而且不占用教室上课时间。智能点名系统由RFID电子标签身份卡、RFID阅读器、ZigBee无线网络传输等部分组成。在教室的入口处安装若干RFID阅读器，携带有RFID电子标签身份卡的学生进入教室后，ZigBee网络会将到课学生的情况通过校园网汇入到学校考勤管理系统中，表示出学生的出勤情况。上课铃声响后，学校考勤管理软件会统计出这堂课学生的到课总数和出勤率，便于校方及时了解学生的出勤情况。
2.校门出入人员监测系统。校内人员均佩戴RFID电子标签身份卡（学生卡或教师卡），在通过校门时网络摄像头进行实时监控，识别到身份识别卡后报警系统不报警，表示进入人员为本校人员，可以通过，同时系统将记录他们进入校园的时间，若进入人员没有佩戴学校身份识别卡，系统则自动报警。此功能比普通的网络摄像头多了报警功能。若有校外人员来访，通过对来访人员身份的识别或相应证件的扫描，此时相关职能部门的办公室电脑会收到来访人员的资料信息，相关职能人员可以即时对是否同意访客进入进行批示。访客登记的全过程将由摄像机进行拍摄备案，并在来访结束后，系统自动记录访客离开时间。校门出入人员监测系统除了具有身份识别的功能外还应具有图像监控功能。
结束语
ZigBee技术和其他技术相比具有很大的优势，目前世界范围内的各大公司、企业都相继投入到对ZigBee技术的研究当中，此技术的研究应用能够为我们带来很大的经济、社会效益。ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，非常适合设计智能校园的无线传感器网络WSN。因此研究如何利用ZigBee实现以传感器终端互联为目标的智能校园应用具有非常重要的实用价值。
参考文献：
[1]ZigBee无线通信网络调研报告[R].
[2]潘涛.基于ZigBee传感器网络的煤矿安全检测系统研究[D].兰州大学，硕士研究生学位论文，2010，10.
[3]任小洪.ZigBee远距离射频识别系统设计与实现[J].自动化仪表，2011，32（3）.
作者单位：陕西国际商贸学院 陕西咸阳