□ 王丽娜 武树生 周璐 刘瑞芝

当前，数字技术正在深刻重塑教育领域的治理形态，教育数字化转型已成为国家推进教育现代化的核心战略。国家先后印发《教育部关于大力推进教育信息化的意见》《中国教育现代化2035》等政策文件，明确提出“建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台”，为校园治理的技术赋能指明了方向。菏泽市积极响应国家号召，先后出台了一系列政策，多次举办相关活动，但重点放在教师教学方面，而对于“智慧后勤服务”还缺乏一些重视。特别是作为学生在校期间生活、休息的核心空间——宿舍的治理，更缺乏智能化管理。

目前，国内外学术界围绕“校园环境治理”已开展了一些研究，形成了相应的理论与实践基础，但整体仍存在较为明显的短板，高质量研究成果相对有限。与此同时，针对菏泽市本地校园环境治理的专项研究近乎空白，现有成果未能充分结合鲁西南地区院校的管理模式、学生结构等地域特征，针对性与适用性不足，难以直接借鉴套用。

基于上述问题，本课题聚焦“校园后勤服务数字化”这一薄弱领域，以菏泽市校园宿舍噪音治理为研究对象，探讨智能化治理方案的必要性与可行性。通过分析菏泽现有宿舍环境治理的问题，提出基于低成本单片机的噪音监测与报警平台设计，结合硬件选型与软件开发，构建“监测—预警—处置—反馈—优化”的闭环治理体系。同时，这样的探索，也可填补菏泽市教育数字化转型在“非教学场景”的空白，形成“教学数字化+后勤数字化”协同发展的格局，为菏泽市教育数字化转型提供具体案例支撑。另外，本研究成果也可推广应用于校园宿舍以外的公共空间，比如会议室、医院、图书馆等，助力菏泽市打造“区域性智慧教育示范城市”。

一、菏泽市校园宿舍环境治理现状分析

菏泽市作为山东省“教育大市”，当前涵盖高中、中职、高职、高校在内的各类学校100余所，宿舍总量超5000间，住校学生20余万人。作为每天长达10小时的生活、学习环境，宿舍本应是宁静、舒适的空间，然而，通过前期调研发现，宿舍噪音问题日益严重，在治理上面临以下三大核心问题。

一是噪音管控难。“夜间卧谈”“电竞娱乐”“违规喧哗”等行为导致的噪音问题频发，这些行为如同无形的“杀手”，严重干扰着学生的正常生活。

二是管理模式滞后。现有宿舍环境管理多依赖“人工巡查+学生举报”的传统模式，往往是一位管理人员负责一栋宿舍楼，存在响应不及时、管控不精准等问题。

三是数据支撑缺失。缺乏对宿舍噪音环境数据的实时采集与分析，无法为管理决策提供科学依据，难以实现“事前预警、事中干预、事后优化”的全流程治理。

这些问题严重影响了学生的生活质量和学习效果。为了改善宿舍管理现状，需要积极探索创新管理方法，加强噪音管控力度，充分利用现代信息技术手段，实现宿舍管理的科学化、精准化和智能化。

二、智能化管理方案设计

针对菏泽市校园宿舍环境治理现状中存在的诸多问题，设计了一种基于低成本单片机的噪音监测与报警平台。本设计遵循“低成本、场景化、易推广”的原则，通过硬件选型与软件开发，旨在构建一套“监测—预警—处置—反馈—优化”的闭环治理体系，实现校园宿舍噪音的智能化管理。

（一）系统总体架构

根据功能需求，系统采用分层架构设计，主要包括感知层、平台层、传输层和应用层四个部分，系统总体架构示意图如下：

（1）感知层最主要的是部署噪音监测器，实时采集宿舍环境内的噪音数据，其次还要部署光敏传感器，能够识别白天和晚上，以区分不同时段噪音阈值的不同。

（2）平台层作为系统的核心处理单元，负责接收、存储、分析感知层获取的噪音数据，并根据预设规则生成预警信息，当噪音超量时，就要启动报警装置，第一时间提醒宿管员。

（3）传输层采用无线传输技术，搭载到平台层，将感知层采集的噪音数据传输至应用层，同时也将应用层管理人员的要求即时传送到平台层。

（4）应用层面向管理人员和学生用户，获取实时噪音，并提供事件处置、反馈评价及系统优化等功能。管理人员可通过移动终端或PC端接收预警信息，及时处置噪音事件；学生用户则可通过系统反馈噪音问题，参与宿舍环境治理。

（二） 硬件选型

根据功能需求，要搭建合理的硬件平台，实现对数据的采集、传说和控制等。本平台主要包含以下模块。

（1）声音识别传感器。为实时监测宿舍内声音状况，及时获取声音信息，需要高灵敏度的声音识别传感器，该传感器可以由麦克风、信号处理器和模型算法组成。通过采集和分析人的语音特征，可以准确地识别出特定人的声音。

（2）光敏传感器。对于噪音阈值的设定，系统中分为两种情况——白天和晚上。光敏传感器模块可以实时采集周围环境的光照强度，从而判断阈值切换为哪种情况。

（3）单片机控制器。作为系统的核心处理单元，需要功能丰富的微处理器，同时还要满足低功耗的设计原则。STM32系列单片机作为低功耗、高性能的一类单片机，在日常生产和生活中有着广泛的应用，在对声音检测和处理方面，也有着广泛的应用成果。基于此，本系统也选用这类单片机，其丰富的外设接口和强大的计算能力，可以满足该系统对传感器数据的采集和处理的实时性、准确性的要求。

（4）无线传输模块。连接平台层和应用层的关键一环就是传输层，因为管理人员无法实时入住学校宿舍，所以宿舍噪音需要传输层传递给管理人员，于是传输层就变得非常重要，传输层主要由无线传输模块构成。

除了上述主要模块以外，为实现低功耗设计策略，延长系统续航时间，需要配置电源管理电路，实现电源的智能分配和节能控制。硬件连接电路示意图如下：

（三）软件开发

软件编写主要包括以下几个方面。

（1）数据采集与处理软件。开发基于单片机的嵌入式软件，实现噪音数据的实时采集、滤波处理及特征提取。软件应具备低功耗、高实时性及良好的稳定性，以确保数据采集的准确性和连续性。

（2）平台层管理软件。采用云计算和大数据技术，开发平台层管理软件，实现噪音数据的存储、分析及可视化展示。软件应具备强大的数据处理能力和灵活的预警规则配置功能，以满足不同场景下的管理需求。

（3）移动应用开发。开发面向管理人员和学生用户的移动应用（App）或电脑应用（PC），提供噪音预警、事件处置、反馈评价等功能。终端应具备良好的用户体验和交互设计，便于用户快速上手和操作。

（四）闭环治理流程

（1）监测阶段。通过噪音传感器实时采集宿舍环境内的噪音数据，并上传至平台层进行存储和分析。

（2）预警阶段。平台层根据预设规则对噪音数据进行实时分析，当噪音超过设定阈值时，自动生成预警信息并推送给管理人员。

（3）处置阶段。管理人员接收预警信息后，迅速通过语音对话或赶赴现场进行处置。处置过程中，可通过移动应用记录处置情况并上传至平台层。

（4）反馈阶段。学生用户可通过移动应用对处置结果进行反馈评价，提出改进建议。平台层收集反馈信息后，进行汇总分析，为系统优化提供依据。

（5）优化阶段。根据反馈分析和系统运行数据，对预警规则、处置流程等进行优化调整，不断提升系统性能和治理效果。

三、总结与展望

通过探索菏泽市教育数字化转型中校园宿舍环境治理的智能化路径，在对宿舍噪音治理方面取得了一定进展。未来研究可进一步拓展两个方向：一是功能延伸，在噪音监测基础上，增加空气质量、温湿度、消防安全等监测模块，构建“一站式”宿舍环境治理平台；二是技术升级，引入人工智能算法（如行为预测），提升系统的智能化水平，实现“精准监测、主动干预”的更高目标，为菏泽市教育数字化转型与校园治理现代化提供持续支撑。

（作者单位：菏泽工程技师学院 本文系菏泽市社会科学规划课题）