如果一所高校要建设物联网,要注意哪些方面?面对海量物联网设备和数据,如何保障安全?物联网技术在未来高等教育中扮演什么角色?高校下一步最令人期待的物联网应用是什么?
 
  山东大学数智化支撑研究院院长郭晓东、广东工业大学网络信息与现代教育技术中心主任冯广、上海纽约大学信息技术部主任常潘、北京理工大学数字化与智算中心副主任荣新岩就高校的物联网建设与应用实践进行了探讨,明确了规划先行、应用主导、安全保障的建设方针。同时,他们表示,作为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮的物联网,未来将与人工智能、大数据等技术共同构成“智慧教育”的数字底座,为构建更加智能化、数据驱动的教育模式提供坚实基础。
 
  物联网建设的核心原则与实践经验
 
  在高校物联网的建设过程中,高校信息化部门的专家们基于丰富实践,总结出一系列核心原则与共性经验,其要旨可归结为:顶层规划是前提,业务应用为导向,而跨部门协同则是确保这一切得以落地的关键纽带。
 
  规划作为一切行动的前提,其内涵远不止于出台一份蓝图文件。冯广表示,高校的物联网建设要“深入调研校内不同业务场景的实际需求,避免盲目追求技术先进而忽视实用性”,这意味着规划必须扎根于学校的教学、科研、管理的现实土壤,是自下而上的需求汇集与自上而下的战略指引相结合的过程。同时,规划也应该是前瞻和开放的,便于后续根据学校发展进行功能拓展和升级。郭晓东认为高校在部署物联网时要考虑技术的先进性与方向性,即要审视建设规划是否符合技术发展的整体趋势,例如在当前阶段需审慎评估窄带物联网等技术的适用性,以避免投入即落后。常潘也提到,上海纽约大学在设备选型过程中,始终坚持“面向未来”的理念,优先考虑具备联网能力和远程管理功能的设备。学校在搬迁至新校区时,所有设施设备都全新采购,故在物联网发展方面较纽约和阿布扎比两个校区处于领先地位。
 
  那么,前瞻性的规划可能会有怎样的落地形态?郭晓东阐述了建设“统一的物联网管理平台”的想法,认为构建一个能管理千万级设备的统一平台是大型高校发展的必然趋势。同时,还要通过物联终端实现跨应用平台的业务的编排和联动。
 
  另一方面,高校物联网相关的所有技术规划与平台建设,最终都必须指向应用,服务于人。多位信息化部门负责人不约而同地指出,物联网建设不能沦为技术堆砌的面子工程,而应紧密围绕教学、科研、管理和服务的实际需求展开。荣新岩认为,高校物联网的建设应做到“让师生感受到信息化,有获得感、幸福感”。冯广也表示,效益评估机制需定期衡量物联网在“教学质量提升、管理效率提高、科研创新促进等方面的效益”,这再次印证了应用价值是衡量建设成败的重要标尺。
 
  协同作为实现物联网价值的关键机制,是多位主任反复强调的核心议题。在高校这一复杂的组织生态中,物联网建设往往涉及多个业务部门、多种技术体系和众多供应商,缺乏有效协同极易导致“信息孤岛”。而协同可以理解为两个维度:技术协同与管理协同。
 
  在技术协同上,常潘认为各业务部门可以自主选择合适的供应商,但必须由IT部门代表学校制定统一的系统集成与数据接口开放要求,最终将所有数据汇集至学校统一建设的物联网管理平台与数据中台。荣新岩也讲解了北京理工大学的网关平台如何通过制定统一的接口规范助力技术协同:该平台承担统一调度职责,通过制定标准化接口并采用适配器模式,实现对多种品牌门禁、门锁设备的集中纳管。在接收到来自应用层(如会议室、办公室、宿舍管理等系统)的预约指令后,网关自动调取相应用户的人脸或卡片等介质信息,并分发至对应设备。当用户信息发生变更时,网关也会自动向设备同步更新,确保数据一致。这一架构使得应用层服务只需调用统一网关接口,即可实现集中化管理,有效避免了多系统交叉调用与人员信息变更带来的冗余操作。类似的做法既尊重了业务部门的自主权,又通过强有力的技术治理确保了平台的统一性和数据的互通性。
 
  在管理上,郭晓东表示,除了与厂商合作之外,更重要的是学校内部不同业务部门之间的协同,信息化部门不能被动等待业务部门的配合,而是要主动承担责任,制定规范和形成制度。
 
  多管齐下保障网络安全
 
  在当前许多高校的物联网设备数量已“远远超过传统有线网络和无线网络的终端数量”的背景下,高校该如何应对海量设备和数据可能带来的安全挑战?
 
  郭晓东指出,安全保障的首要任务是厘清责任。他强调必须明确业务部门和信息化部门在数据安全方面的具体职责,并认为信息化部门作为网络安全和数据安全的主管部门,必须在政策、制度和实际操作层面上采取完善的手段,将物联网安全全面纳入“日常网络安全管理、各类攻防演练和应急处置”,进行专项的检查、落实和督办。他分享了山东大学近期安全演练的成果,指出学校在对大安防体系、智慧教室以及智能水电表能源管理体系进行检查时发现某些前端设备仍存在使用原始密码的安全隐患,并在持续督促整改。
 
  其他专家也都高度重视校园物联网安全监测与应急响应机制的建设。冯广指出:“要通过专业的安全管理平台持续对海量物联网设备的运行状态、网络连接情况、数据交互等进行全方位监测,收集各类安全相关的日志信息,利用大数据分析、人工智能等技术进行分析,及时发现潜在的安全漏洞、异常行为等。同时制定完善的应急响应预案,明确在遭遇不同程度的安全事件时的应对流程、责任分工以及恢复措施。”
 
  未来物联网将与人工智能、5G、大数据等技术共同构成“智慧教育”的数字底座,为构建更加智能化、数据驱动的教育模式提供坚实基础。
 
  同时,培养师生和工作人员的安全意识也是构建安全体系的重要一环。“物联网系统投入使用后,要定期对涉及物联网设备管理、使用以及数据处理的教职工、学生等人员开展安全意识培训,从人员层面减少因误操作等带来的安全隐患。对参与物联网相关工作的人员,要根据其工作职责合理分配相应的系统操作、设备管理、数据访问等权限,并且定期进行权限的审核与调整,避免权限滥用情况的发生。”冯广表示。
 
  责任分配和安全培训之外,技术保障则可通过层层设防,构建抵御风险的坚固屏障。总的来看,各校的相关实践集中在网络、终端和数据三个关键层面。
 
  网络隔离是做好安全保障的第一个重要层面。冯广提到,高校应“划分安全区域”,依据设备功能和重要性,通过“防火墙、访问控制列表”等措施限制区域间非法访问,遏制风险扩散。北京理工大学的实践则更为底层,荣新岩提出“坚持独立的物理链路”以实现隔离,同时通过“网关型平台”提供服务,并采用“白名单形式”严格限制访问范围。此外,考虑到设备本身实际情况、其布设点位的分散性,以及有线布设的成本问题,北京理工大学还做出了独特的技术选型:反对广泛使用WiFi,转而选用“ZigBee制式实现部分终端的无线私网接入”,并为延展覆盖与运营商合作构建“专用的数据隧道链路”,确保数据全部回流校内,不直接在互联网上运行,极大提升了无线接入的安全性。
 
  在终端准入方面,各位专家强调要设立严格的身份认证机制,包括对设备进行安全审核、分配唯一身份标识并进行多因素认证。如常潘提到,上海纽约大学将所有物联网设备与交换机端口进行“一对一绑定”,一旦出现未绑定设备立即告警;同时为基于WiFi的物联网设备设置专用的SSID,且所有设备必须“每年进行一次续注册”。续注册也非简单流程,大数据平台会对设备的历史通信行为进行后台分析,对存在异常行为的设备将暂停流程,必须经过人工审核说明后才能恢复访问。这种将大数据分析用于安全治理的思路,极大地提升了终端管理的主动性和智能化水平。
 
  随着物联网采集的数据日益增多,高校在数据传输、处理和分析的全过程都必须充分考虑数据安全。冯广系统阐述了数据安全保障的两个维度:“一方面,要进行加密传输与存储。对于物联网设备采集和传输的数据采用高强度的加密算法进行加密处理,同时在数据存储阶段也要运用加密技术。另一方面要进行数据访问控制。建立精细的数据访问权限体系,明确不同角色对物联网数据的访问范围和操作权限,严格限制未经授权的访问。”常潘也提到上海纽约大学在数据隐私保护方面采取了更为严格的措施,并坚持“不提取特定个人隐私数据”的原则:虽然有各式各样的物联网设备,但学校没有提取如人脸识别或刷卡记录等任何针对特定个人的隐私数据。这符合数据最小化原则,即只收集实现特定功能所必需的数据,不进行不必要的个人信息提取。
 
  如前所述,高校建设物联网往往需要与外界厂商合作,专家们也强调了安全是选择合作伙伴时必然要考虑的因素。郭晓东指出,“合作伙伴是否听从学校的话”是选择时的重要依据,强调无论是网络安全还是数据安全的要求,厂商都必须做到严格执行。信息化部门也不能仅依赖业务部门对于安全的判断,而必须主动提要求,并与业务部门达成共识,共同对合作伙伴进行评估和约束,选择那些能够积极配合学校安全规范、并愿意根据学校要求进行整改的供应商。冯广也提出,高校要积极寻求外部技术支持,提前与可靠的技术服务提供商等建立合作关系,确保在遇到复杂的技术问题、设备故障等情况时,能够及时获得专业的技术支持。而在选择合作伙伴时,在关注其技术实力和信誉情况之外,还应考量其安全保障能力和服务与售后能力等。
 
  综合来看,高校物联网的安全体系是一个融合了清晰的管理责任、严密的终端管控、创新的网络隔离技术和审慎的隐私保护原则的纵深整体,共同为智慧校园的稳健运行提供坚实保障。随着物联网设备数量的持续增长和应用场景的不断拓展,高校物联网安全保障体系也将持续演进,为智慧校园建设提供更加坚实的安全保障,真正实现“让师生感受到信息化,有获得感、幸福感”的目标。
 
  物联网将成为AI时代智慧教育的数字底座
 
  在迈向AI时代的进程中,多位专家一致指出,物联网将与人工智能、5G、大数据等技术深度融合,共同构成未来高等教育不可或缺的核心基础设施。
 
  通过VR/AR设备,学生可身临其境感受历史事件或探索微观世界,增强空间意识和理解力。
 
  对于物联网在未来高校中的定位,郭晓东认为物联网必将成为未来高校教学、科研、管理和服务的核心支撑,最终“所有工作都需要依托于物联网实现”。荣新岩进一步阐释了这一判断的具体内涵,他认为通过物联网的数据采集,可以更加立体化数字孪生校园,掌握学校的运行态势,分析和辅助校园管理的决策,助力数字化转型建设。
 
  展望未来,高校对物联网应用的期待聚焦于智能化、数据驱动等方向,展现出对教育新生态的共同愿景。
 
  在教学革新方面,冯广展望了通过“5G+XR沉浸式课堂、远程全息课堂、全过程多模态学习行为分析等应用创新”,为师生提供无处不在的网络学习与知识获取,实现“精准教学与个性化评价”。他特别指出,物联网技术能创造沉浸式、个性化的学习体验,例如现阶段通过VR/AR设备,学生可身临其境感受历史事件或探索微观世界,增强空间意识和理解力。
 
  关于如何利用物联网实现增效方面,常潘分享了具体的实践计划。上海纽约大学计划在智慧校园运维与能源管理领域进一步深化物联网技术的应用,通过传感器、人工智能与自动化控制的协同,实现对数据中心机房、实验室和教学楼的用电、用水及环境参数的精细化管理。他特别强调要结合数字孪生系统,将各类数据以三维动态方式动态呈现,同时对大量数据进行深度分析,挖掘潜在规律,使故障预判与预测性维护更为精确。这不仅能提升安全性与可靠性,还能助力节能减排,推动校园的可持续发展。
 
  郭晓东展望的图景更偏向模式变革。他强调各类具身智能、无人设备、机器人的大规模应用是当前最值得期待的领域,并将这些定义为物联网应用的延伸,预计这些装备将广泛应用于安防、巡检、物流、教学辅助等众多场景,从而“彻底改变学校的管理和服务模式和学生学习模式”。基于此,他进一步描绘了山东大学的实践蓝图:在新校区打造一个全面互联、全面感知、全面采集以及全面智能化分析和学习的智慧校园。在这个体系中,前端的各类数据感知与采集,以及后端“校园大脑”决策的下达与执行,都将主要依托物联网技术完成。
 
  综上,物联网在未来高等教育中的作用远远超出单纯的技术功能,将与网络、数据、人工智能一齐成为支撑整个教育生态系统数字化转型的核心基础设施。未来也许将是一个以物联网为无处不在的“神经末梢”,以数据和人工智能为“大脑”,由机器人和智能装备充当“执行躯体”,并通过VR/AR技术创造沉浸式教学环境的全方位智能化教育新生态。在这一生态中,物联网将作为重要的数字底座,赋能高等教育实现教学模式、管理方式和科研范式的全面变革。
 
  来源:《中国教育网络》2025年9月刊
  作者:胡暄悦 陈茜