职业院校 5G智慧校园建设及应用初探

职业院校 5G智慧校园建设及应用初探

王洋 张琳 于洋 关东宇

中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司 黑龙江哈尔滨 150080

摘要：对于智慧校园，普遍地把它定义为：以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。过去4G网络下的智慧校园，已经给在校师生和教育行业的工作者带来了很多便利，但人类对智能化的追求，是永无止境的。对于教育工作者而言，老师的上课方式和学校行政办公、服务方式的创新，可以使工作更加高效便捷。对于我国众多职业院校的大学生而言，4G网络成就了他们的很多想法和创新，但同时也限制了朝气蓬勃的年青人的很多新奇的想法。5G时代的来临，不仅要满足青年人创新、便捷、高速率、远距离的追求，更要在物联网这张大网里增加个体的服务，当5G在校园中普及时，让年轻群体去玩转5G、了解5G、完善5G。

关键词:职业院校;5G;智慧校园

1 引言

　 虽然职业院校智慧校园网中物联网、5G、云计算及IPv6的融合研究取得了一定成果，但有关融合的问题还没有完全彻底地解决。随着5G时代的快速到来，加快研究融合问题已成为当务之急。期待不久的将来，随着这些问题的解决，下一代职业院校智慧校园网 能得以实现与应用。

2 5G技术应用于智慧校园的优势  　　2.1 超高速率  　　超高速率是通信行业永无止境的追求，5G网络下的峰值速率的下行可以达到20Gbit/s，上行速率可以达到10Gbit/s。与4G相比，在4G网络的峰值速率下，下行是1Gbit/s。也就是说，5G的速度是4G的20倍。如此高的速率，对于教学资料的下载和网络教学等方面带来的快速体验是空前的，这将大大提升教学效率。  　　2.2 超低时延  　　理想情况下，5G的时延要求是毫秒级，端到端理想时延是10ms左右，LTE的端到端典型时延是50100ms。相对于4G网络，5G将端到端时延缩短至4G的十分之一。这在校园的自动化建设，乃至发展无人驾驶校园巴士方面有极大的意义。  　　2.3 3DMIMO技术  　　3DMIMO技术采用大规模阵列天线、以波束赋形算法为基础，并结合了SDMA技术实现多场景覆盖。3D MIMO中新天线和新技术的引入对于现有网络中天线技术的应用场景实现了成功的突破，可灵活适应高楼覆盖、热点及覆盖、体育场覆盖、最后一公里等多种场景的室外宏覆盖。  　　2.4 射频识别技术  　　射频识别技术是5G的发展与应用必不可少的，特别是在智慧校园建设方面的应用。射频具有的非接触识别能穿透多种介质等优点，有源式射频识别系统的速写能力也是其重要的优点，可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。 

3 智慧校园建设的主要内容

3.1智能感知部分的建设

即物联网建设，主要目的是收集校园环境中的各种数 据，以便进行识别、定位、监控、追踪、以及数据分析和辅 助决策。

3.2无处不在的校园网络建设

强调校园网的便捷快速、全覆盖、安全稳定、开放。

3.3智能融合的业务系统建设

数字校园建设阶段应该完成各类业务系统的建设、数据 的统一共享，而智慧校园在这方面强调的是信息系统架构的

开放性，可以实现业务的个性定制、主动推送和智能推荐。

3.4大数据分析平台建设

数字校园阶段积累的数据主要是结构化数据，主要用于查询、统计分析，智慧校园将更强调各类数据的全面收集、 存储和分析，特别是利用大数据处理工具进行高层次的辅助 决策。

3.5移动互联化建设

各类信息服务的提供应优先考虑移动端获取，利用微信等互联网平台（工具）提供服务将成为重点。

4 物联网在智慧校园网建设中的应用

根据职业院校的实际情况和需求，职业院校智慧校园网建设的主要工作是如何有效实现身份的智能识别与管理，教室和教学设备、实 验室和实验设备、图书馆和图书借还的智能监控与管理，智能安防、水电与路灯的智监控与管理以及食堂就餐等消费的智能管理等，为师生的学习、工作、生活提供安全便捷高效的智能化服务。为了达到这些目的，就必须构建校园物联网。

物联网借助射频识别(RFID)、红外感应、定位技术、激光扫描等传感技术，通过互联网实现“物”与“物”的互连。在职业院校智慧校园的物联网中，通常使用射频识别技术，即RFID，实现各方面的智能化管理。通过将存储有个人基本信息和个人资金信息的RFID电子标签与手机卡绑定在一起，就能直接用手机刷卡实现身份的自动识别和智能消费。身份识别通常用于校门进出、考勤等，智能消费包括食堂、水房、超市等的消费。将存储有图书基本信息(包括存放位置)的RFID电子标签粘贴在对应 的书籍上，再借助读卡器就能实现图书借阅、归还的智能管理； 将存储有教学仪器、实验仪器等设备基本信息的RFID电子标签 贴在对应的设备上，则能实现设备的智能化管理；利用网络摄像 头对汽车牌照拍照，通过RFID和数据库技术可实现车辆的自动 识别及进出校门控制。

通过光线传感器和控制器可自动调节路灯、教室灯光明暗程 度，实现节能及环保舒适的目的。通过摄像头和红外传感器，可 对实验楼、办公楼、宿舍区、图书馆、保密室等重点地方进行安 全监控和自动报警等。冈此，物联网技术在智慧校园网建设中 发挥了基础性作用。

5 总结

掌握5G网络的关键技术，让校园内外环境都得到极大的 提升，让师生在不同的移动终端享受更加快速、便捷的服 务。在移动终端普及化的今天，对于网络速率的需求也在不 断增加，如何发展更加适合我国职业院校师生需求的高速率、安 全指数高的移动通信技术已经成为我国通信业急需解决的问 题。5G网络技术也在向着绿色、职能、开放的方向发展，预 计在 2020 年，5G 将成为我国主要的移动通信系统。

参考文献

[1]徐玉妃，杨昆，袁凌云，罗毅．基于物联网的智慧校园 建设与研究 以云南师范大学为例[J]云南师范大学学报，自 然科学版，2016，36(1)：47．52．

[2]陈佳．物联网技术在智慧校园建设中的应用[J]．齐齐哈 尔师范高等专科学校学报，2018(2)：80—81．

[3]庞燕芳．RFID技术在智慧校园建设中的应用[J]．电子技 术与软件工程，2018(13)：69．70．