计算机光盘软件与应用 ２０１２年第３期 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＣＤ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 信息技术应用研究 物联网技术在校园的服务和管理中的应用研究 么丽颖 （黑龙江信息技术职业学院，哈尔滨１５００２５） 摘要：首先论文分析了物联网的特点及关键性技术，在此基础之上，研完了物联网在校园中的应用，实现为学生和 教师提供身份识别、消费、就餐等服务和管理功能，并设计数据中心、校园卡、Ｒ．ＦＩＤ技术等各项技术在校园智能化管理 中的应用。 关键词：物联网；智能化管理；校园卡；Ｒ．ＦＩＤ 中图分类号：Ｇ６４７ 文献标识码：Ａ 文章鳊号：１００７—９５９９（２０１２）０３—００１７—０２ Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｍｐｕｓ Ｙａｏ Ｌｉｙｉｎｇ （Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｈａｒｂｉｎ １ ５００２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ，ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔＴｈｉｎｇｓ ｏｎ ｃａｍｐｕｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｅａｃｈｅｒｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｉｄｅｎｔｉｉｃａｔｆｉｏｎ，ｃｏｎｓｕｍｅｒ，ｄｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｎｄ ｄｅｓｉａｇｎ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ，ｃａｍｐｕｓ ｃａｒｄ，ＲＦＩＤ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｎｄ ａｏｔｈｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍｐｕｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｔｅｍｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ；Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；Ｃａｍｐｕｓ ｃａｒｄ；ＲＦ１Ｄ 一、引言 物联网（Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ）是现今计算机信息技术的 个重要分支。物联网的概念有两层含义，首先，物联网的是以互 联网作为基础，是在互联网之上的开拓和发展的网络；其次，其用 户端拓展到了生活中的常用物品之间，进行信息通信的网络连接。 一物联网是通过智能传感器，例如射频识别、红外感应设备、 激光扫描等，按相应的协议，将一定的物品与计算机网络连接， 即通信网络连接到计算机网络，进行信息全方位的通讯，以实现 智能化管理的网络。 目前，物联网在中国的开展还处于起步阶段，物联网的应用 基本上是归类于在一个行业、企业内部创建的网络。而物联网其 应用的目标应是提供一个社会范围的商业化的网络服务。 二、物联网的技术关键 物联网有三项关键性技术： （１）全方位感知：包括智能传感器，例如无线射频识别、红 外感应设备、全球定位系统等；其次是传感网络通信系统。 （２）可靠、安全通信：统一编码，按一定协议连接入无线通 信网络。 （３）智能化管理：通信网接入计算机网络，实现“网上网”， 构建智能化管理系统。 三、物联网技术在校园中的应用研究 目前 物联网技术应用之一就是校园的管理和服务，以促进 智能校园和数字化校园建设。可以利用信息化技术及物联网技术 构建互联互通、安全可靠的领先的校园信息化管理体系，以实现 智能感知、智能服务及智能管理。 （一）数据中心斟酌 ＩＤＣ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒ）是传统数据中心与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的 结合，它不但具有传统的数据中心所应有的特性，例如数据集中、 运行可靠安全等，还具备有访问方式的变化。ＩＤＣ要做到７×２４ 可靠服务、反应实时等。ＩＤＣ是一个提供资源外包服务的基地， 它必须具备优质的机房环境、确保安全可靠、保证网络带宽、主 机的数量和主机的性能要有保障，并应具备大的存储空间、优秀 的软件环境以提供良好服务性能。 搭建校园数据中心的架构是以整个校园管理系统的信息传输 传输控制层将为传递信息提供平台和接口，管理用户和综合 安全，并对整个物流数据平台提供技术支持，是校园系统管理的 不可或缺的一个关键性组成部分。组成模块包括用户管理、综合 安全管理、信息交换中心、网络安全设施等。 软件系统由中间件软件、信息安全系统软件、相应的数据库 系统软件及各类应用软件构成。其中，应用软件是校园系统的核 心技术及管理服务功能的体现，通过物联网获得并传输的相应数 据信息通过各种应用软件处理后为校园提供相应的管理及服务。 （二）校园卡 建立校园区内师生“一卡通”系统。校园卡即ＲＦＩＤ电子标签， 其中存储着规范的学生和教师身份识别信息，无线数据通信网络 把校园卡中的数据收集到中央信息系统，实现用户身份的识别， 进而通过连接的计算机网络实现数据交换和处理，最终实现对学 生和教师的智能、全方位管理和服务。可以通过校园系统实现考 勤、消费、就餐、会议签到、借书、公共设施的使用等服务和管 理功能，实现智能化、实时化、自动化管理，降低了管理成本， 提高了资源利用率。 校园一卡通不仅实现了传统校园管理功能，还可以通过短信、 ＷＡＰ等灵活实现教师排课、会议安排、图书借阅、用户详细信息 等各类信息的在线查询，并可实现各类信息的下发通知，具有通 知、提醒的功能。 （三）ＲＦＩＤ的工作原理 首先，校园卡进入读写器产生的磁场后，接收解读器发出的 射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的数 据，或者主动发送某一频率的信号；解读器读取数据并解码后， 送至中央信息系统进行相关数据处理。 其次，阅读器（Ｒｅａｄｅｒ）通过短线发送加密数据载波信号到 用户手中的校园卡，即电子标签，应答器的工作电路被激活，之 后再将校园卡上载有的用户信息的加密数据载波信号发射出去， 此时阅读器便依序接收并解读数据，然后传送至相关应用程序做 数据处理，达到预设的系统管理功能，实现教师和学生的自动化 智能管理。 校园管理系统是一个具有实时性、可靠性和开放性的系统。 本系统由射频识别（ＲＦＩＤ）装置、红外感应器、定位系统、等种 为基础，即以传输控制建设为基础，包括组建数据中心的内部网 种装置与互联网组成，包括数据采集、数据分析决策系统和服务 络及整体系统的核心网络连通，以此为基础，进一步建设核心网 提醒、学生监管应用等应用系统。系统模型如图１所示。（下转第２３页） 络交换系统及数据存储平台。 计算机光盘软件与应用 ２０１２年第３期 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＣＤ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 信息技术应用研究 （五）密钥管理加密技术和确认加密技术 为了使用信息数据的方便，密钥在许多场合成为了信息数据 （二）信息隐藏技术 信息隐藏技术是一种类似于信息加密技术（避免非法用户窃 加密的表现手段之一。因此，密钥成为了保密和窃密的主要对象。 密钥的媒介主要有；磁带、半导体存储器、磁盘、优盘。 密钥的产生、分配、保存，更换与销毁等各环节构成了密钥 的管理技术。 网络信息确认加密技术是通过严格的限定信息的范围，以此 来防止信息被非法伪造、篡改或者假冒。一个安全可行的信息确 认方案应该可以让其合法的信息接收者能够验证收到的消息是否 真实可信；另外发信者无法对自己发出的消息进行抵赖。按照目 的的不同，具体的信息确认系统可以被划分为消息确认、身份确 认和数字签名。由于公开密钥和私有密钥之间会有一定的数学关 系的存在，因此而形成数字签名。即如果其中一个密钥加密的信 息数据只能用另一个密钥解开。举个实例，Ａ作为发送者，用自 己的私有密钥加密信息数据传给Ｂ接收者。Ｂ用Ａ的公钥解开信 息数据后，才可以进行消息来源的确认。这就在源头上保证了信 息的发送者对所发信息具有不可抵赖性。 三、信息加密技术的新发展及其在计算机网络安全中的应用 信息加密技术经过多年的发展后，已经不再仅局限于对称和 非对称两种加密技术了，逐渐向保密性更强的技术发展。下面主 要就数字签名技术、信息隐藏技术和量子加密技术风集中新技术 机器在计算机网络安全中的应用加以说明。 （一）数字签名技术 数字签名技术是非对称加密技术（公／私钥加密技术）的深入 发展，是为了确保信息交易业务安全的重要技术，在计算机网络 中常用于确保电子商务交易安全和公司局域网安全等方面。在电 子商务交易领域的应用上，数字签名技术一般采用ＲＳＡ加密技术 和ＳＳＬ协议（现在常用ＳＳＬ３。０）来提高信用卡交易的安全性；安 全的数字签名可以确认信息发送方的身份，因为数字签名必须使 用私人保存的密钥而他人无以复制，一旦参与信息交易便留下记 录而不能否认。在这种技术的保护下，电子商务交易的安全性可 大大增强，用于就可以在安全保护下自由购物并输入个人信用卡 信息了。 （上接第１７页） 取信息）的新发展，它的基本原理是首先利用隐蔽算法在隐蔽载 体中嵌入秘密信息，然后信息提取方利用原始隐蔽载体和密钥来 使隐蔽的信息变为明文。这种技术常用于企业内部局域网上，在 公司内部信息传播时，～般将信息同时企业内部各层级传播，但 是隐藏那些只能给～个或两个人获取的信息，而他（们）就可以 利用密钥来将隐藏的信息提取出来。这种技术的优点是实时性强， 避免二次信息加密和二次信息传输带来的安全隐患；而且由于隐 藏后的信息难以检测，所以可以尽量躲避攻击。 （三）量子加密技术 量子加密技术是量子力学与密码技术结合的产物，主要应用 了量子互补原理和量子不可克隆原理来管理密钥和加密信息数 据，这是信息加密技术的最新成果。量子加密技术的基本原理是 首先信息发送方加密信息并与信息接收方交换密钥，在密文传输 过程中，～旦有窃听者窃取信息，则加密信息的量子状态将会改 变，而且此改变不可复原；而信息的接收和发送双方都可以轻易 地检测出信息是否受到过窃取 。目前，量子加密技术还在不断 的研究中，其在计算机网络安全上的应用也尚不明朗，但是这种 技术必将成为“保密”和“窃密”之间斗争的终结者。 四、结语 随着互联网的普及，计算机网络安全已经成为关系到每一个 国家、公司和个人切身利益的事情。信息加密技术是保障我们在 网络这个开放的空间中安全传递与交流信息的关键技术，随着科 学技术的不断进步，信息加密技术将逐步走向精确化和完备化， 这对于计算机网络安全保障系统的建立和完善是大有裨益的。 参考文献： ［１】潘芳．基于信息安全的现代信息加密技术研究Ⅱ１．信息安全 与技术，２０１１，１０：３６ 【２］王玲．网络信息安全的数据加密技术Ⅱ］．信息安全与通信保 密，２００７，４，６５ ［３】宋宜昌，余勇昌．网络安全与信息加密技术浅析Ⅱ１＿中国数据 通信，２００４，６，１０５ 记账应用程序等。首先，校园卡需要输入持卡人的身份识别号、 服务器和校园卡相互认证ＤＥＳ密钥信息，同时，用户信息保存到 服务器中。 （２）用户的身份信息、管理信息由保存的密钥进行加密后可 即时传入服务器（在联机工作方式下）进行处理，而数据库中的信 息可由管理员监督查阅。例如，当使用校园卡的电子消费功能时， 首先进行身份认证，然后银行服务器将消费金额从此卡的银行帐户 上转到学校帐户上，然后校园管理服务器处理该用户的消费操作。 四、总结 校园管理系统是一个将服务与管理融于一体，具有实时性、 可靠性、智能性特点。随着传感器技术的进一步发展，物联网技 术的深入应用，物联网对我们的生活、工作将产生起来越大的影 响，物联网在校园的应用也将进一步深入。除了在教学管理、学 图１校园管理系统模型 生管理等应用进一步深入外，还可以将物联网应用于建设专业教 （四）校园管理系统的设计 学，例如为专业学科构建模拟实训基地，这也是物联网在校园应 １．Ｗｉ—Ｐｉ校园管理系统由以下三部分组成 用的一个重要的发展方向。同时我们整个社会信息化也是未来发 展的总趋势，在这样一个大的环境下，应用物联网来实现智能城 （１）校园卡，即定位标签（Ｗｉ—ＦｉＴａｇ） （２）校园无线局域网接入点（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ） 市，这也是智能城市发展的实现手段。 参考文献： （３）管理服务器（ｍａｎａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒ） ２．系统实现功能 ［１】王秀平．基于物联网技术的校园安防系统设计Ⅱ】．实验技术 （１）学生和教师身份识别功能：校园卡上以记录的形式写入 与管理，２０１１，８ 用户各类身份识别信息，包括考勤信息、图书馆用户信息、公共 ［２】张豪锋，杨绪辉．基于物联网的远程学习评价探微卟现代教 育技术，２０１１。５ 设施的使用等用户信息。 （２）管理功能：包括查询课表、查询成绩、门禁进入、图书 ［３】宋洪芳．物联网技术应用及发展研究【『】．潍坊学院学 报，２０１１，４ 借阅、校园内部电子消费等功能，各种管理功能的应用由基本文 件来实现。文件中保存有需要的相关数据，文件采用Ｊａｖａ开发工 ［４］王晓静，张晋．物联网研究综述Ｕ】．辽宁大学学报：自然科学 具的ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ基本框架结构或ｌｉｎｅａｒ ｆｉｘｅｄ结构。 版，２０１０，３７（１）：３７—３９ ［５王三林．５］智能型数字校园网的探讨Ⅱ】．湖南环境生物职业技 ３．系统工作原理 ２００９，１５（１）：３３－３５ （１）本系统是为校园的规范化管理而设计的，系统需要开发 术学院学报，
