黃嘉文 重慶市第二十九中學

一、建設背景

（一）智慧校園發(fā)展需要

2008年1 1 月IBM提出“智慧地球”概念， 2009年8月，IBM又發(fā)布了《智慧地球贏在中國》計劃書，正式揭開 IBM“智慧地球”中國戰(zhàn)略的序幕 。2010年，在信息化“十二五”規(guī)劃中，浙江大學提出建設一個“令人激動”的“智慧校園”。這幅藍圖描繪的是：無處不在的網(wǎng)絡學習、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡科研、透明高效的校務治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。

智慧校園建設是教育信息化的重要組成部分，對于促進育現(xiàn)代化具有重要意義?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》把智慧校園建設列為重要工作，在學校信息化能力提升行動中，明確提出制訂中小學校、幼兒園和中等職業(yè)學校智慧校園建設基本標準，推動智慧校園達標建設。為了探索新時期智慧校園建設與應用的經(jīng)驗，引領中小學智慧校園建設與應用，中央電化教育館組織開展了“百所智慧校園示范校建設項目” 。

（二）目前多數(shù)智慧校園開放性差，各自為政

智慧校園建立離不開智能化樓宇，智能化建筑基礎，微觀一點說，智慧校園物聯(lián)網(wǎng)屬于智能家居范疇。市場預測，截止到2018年，中國的智能家居市場將達到1000億元。然而現(xiàn)階段，智能家居市場的模式不成熟，大多數(shù)家居制造企業(yè)并非技術型公司，產(chǎn)品看似“百花齊放”，實際產(chǎn)品中看不中用局，造成用戶反感、甚至遺棄。

隨著智能化的高速發(fā)展，我們看到以蘋果、谷歌、阿里云、小米米家、京東等廠商，正在以海納百川之勢吸納更多的設備加入進來，實現(xiàn)更大的互聯(lián)互通（當然這里也會出現(xiàn)壟斷和新的壁壘，本文不作討論），一個APP 管理一棟樓，一個APP管理一個園區(qū)。

（三）選擇小米

截止2017年底，小米聯(lián)網(wǎng)設備量超過8500萬臺，已經(jīng)成為全球最大智能硬件IOT平臺，單日為用戶完成自動化場景操控超過2200萬次。數(shù)據(jù)背后有幾個原因：1、產(chǎn)品線豐富，幾乎做到一個APP解決所有事情。2、價格相對便宜，相比蘋果、谷歌已經(jīng)國內(nèi)。3、界面友好，人機界面友好，智能化模塊功能齊全。

二、建設搭建

（一）搭建環(huán)境要求

信息化校園建設的基本是互聯(lián)網(wǎng)，智慧校園中物聯(lián)網(wǎng)的基礎就是校園網(wǎng)。教育部辦公廳關于印發(fā)《2017年教育信息化工作要點》的通知中明確指出，基本實現(xiàn)具備條件的學?；ヂ?lián)網(wǎng)全覆蓋、網(wǎng)絡教學環(huán)境全覆蓋，接入帶寬10M以上的中小學比例達到70%，推動將學校網(wǎng)絡教學環(huán)境和備課環(huán)境建設納入義務教育學校建設標準，鼓勵具備條件的學校配備師生用教學終端。使具備條件的學?；緦崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)全覆蓋、網(wǎng)絡教學環(huán)境全覆蓋。

（二）建設目標

主要是通過小米的米家智能設備控制教學系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)、人員考勤系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、空調控制系統(tǒng)、門窗監(jiān)控系統(tǒng)、通風換氣系統(tǒng)、植物澆灌系統(tǒng)。做到教師開門上課，教學環(huán)境自動匹配；環(huán)境發(fā)生變化自動打開某項功能。

(三)智能方案

根據(jù)我校創(chuàng)客工作室的教學和實驗需要，我們定了一下物聯(lián)網(wǎng)硬件。

1、教師上課開設相應模式，不同時間設置教室不同模式。傳統(tǒng)的實驗室開啟設備眾多，尤其是部分設備有先后開啟順序，稍不注意就會造成財產(chǎn)損失，創(chuàng)客工作室涉及到的東西更多、更雜，智慧實驗室的意義就尤為明顯，有些設備不及時關閉勢必會造成能源浪費。例1：黃老師第一堂課上3d建模打印課，需要使用到的是教學電腦、投影儀、話筒功放、學生電腦、3D打印機。例2：秦老師10：20上3D打印筆課程，需要使用教學電腦、投影儀、音響話筒、3D打印筆插座供電，因為3D打印筆有些許異味，需要自動打開空氣凈化器。

2、適時監(jiān)控環(huán)境，做好人居環(huán)境、植被環(huán)境、安防環(huán)境智慧調節(jié)。

(1）利用煙霧報警器、PM2.5檢測儀，適時檢測房間空氣環(huán)境。當煙霧報警器或者PM2.5數(shù)字大于常態(tài)，就啟動小米音響播放指定文字（空氣環(huán)境不好，注意電器安全），提醒教師和學生檢測一下高溫設備是否正常，同時打開空氣凈化器。當環(huán)境溫度高于35攝氏度，自動打開空調，播報指定文字（請管好門窗，節(jié)約能源）。

(2）隨著生態(tài)環(huán)境建設，校園綠化環(huán)境建設也越來越好，用小米智能插座開關電，控制電磁閥的開關，簡介做了一個植物灌溉系統(tǒng)。并且通過多個電磁閥的開關，控制澆水還是澆灌營養(yǎng)液，做了三個智能管理。①植物土壤濕度低于20%澆水十分鐘。②植物土壤濕度大于50%或者花盆底部檢測到溢水停止?jié)菜?。③利用花花草草檢測儀里面的光照傳感器，控制過道燈光。當光照數(shù)字低于1000lux 打開路燈，高于5000lux關閉路燈。植物灌溉系統(tǒng)

(3）由于我校科技樓結構復雜，教室分散，經(jīng)常有學生在樓道嬉鬧打跳，存在安全隱患。小米攝像頭抓拍所有進出人員影像資料，便于查閱、管理。使用人體紅外傳感器加上小米智能攝像頭，當學生經(jīng)過某個固定位置觸發(fā)攝像機自動錄像或者拍照。

(4）3D打印耗費時間長，經(jīng)常打印到凌晨，創(chuàng)客工作室電源就一直未關，存在安全隱患。有了智能攝像頭和門窗傳感器，巧妙運用智能監(jiān)控，觸發(fā)畫面變化和門窗傳感器關閉兩個條件，自動給教師手機發(fā)信息，并在十分中后切斷整個創(chuàng)客工作室電源。

當材料堆放區(qū)、洛鐵和激光切割機操作區(qū)放上煙霧傳感器、溫濕度氣壓傳感器預防火災以及控制保存材料的環(huán)境溫度和濕度，用動靜貼提醒激光切割機蓋板是否蓋好。用門窗傳感器提示門窗是否閉合，也可以用它管理物品是否歸位等等。

三、本方案的優(yōu)勢與不足

利用米家搭建智慧實驗室系統(tǒng)，成本低、覆蓋廣泛、操作友好，尤其是智能攝像機的自動偵測，可以有效的抓拍學生的進出影像，間接實現(xiàn)考勤管理；并且對于指紋的使用可以達到教學環(huán)境的定制，大大減少不必要的消耗和潛在安全隱患。

其實目前的智慧校園建設中，智慧教室建設方案比較成熟，排除互聯(lián)互通的問題之外，最大的問題就是統(tǒng)計、管理，以及在統(tǒng)計管理的基礎上智慧引導缺失。本方案中在創(chuàng)客實驗室里，材料管理問題不能有效的解決，不能統(tǒng)計材料使用情況，不能準確記錄學生考勤。創(chuàng)客實驗室是學生動手動腦的地方，有些時候需要思考、畫圖，有些需要使用電腦設計，而有時候在加工區(qū)操作，本方案學生在教室人數(shù)分布不能智能預警、引導，勢必會造成某些區(qū)域學生過多、擁擠。目前沒有合適的解決辦法。