互聯網+時代高校智慧校園建設的思考

◆伍輝　李珈

互聯網+時代高校智慧校園建設的思考

◆伍輝李珈

“互聯網+”時代的新一代信息技術為智慧校園建設提供了技術支持。分析智慧校園的發展和研究現狀，借鑒軟件定義網絡（SDN）的體系結構，提出一個簡潔通用的智慧校園架構。關鍵詞 智慧校園；移動通信；大數據；SDN

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.16.049

1　前言

近年來，教育成為“互聯網+”時代的一大熱點，教育信息化的硬件基礎、教育應用軟件、創新的教育課堂等，無不得到信息產業相關企業的投入，如英特爾未來教育項目、谷歌在線教育項目Oppia、Harcourt出版社數字教材、MOOC等，這些創新的項目推動了全球教育信息化的快速發展。根據信息技術研究和顧問公司Gartner發布的《新興市場分析：2015 年—2016年中國十大技術趨勢》，當前最新的十大戰略技術包括移動應用、云技術、物聯網、大數據等［1］。利用互聯網技術打造高效、便捷、舒適、智能的智慧校園，可以大為增強高校的教育質量、管理水平、服務能力和競爭力。

2　智慧校園的發展和研究現狀

從20世紀90年代末開始，我國興起數字校園研究和建設，很多高校開展了校園網基礎設施建設以及辦公自動化、業務員管理系統的開發，對數字校園的架構、建設策略、應用系統有了大量的研究。但是在實施過程中，存在系統復雜、維護困難，信息不能有效共享，協同工作能力薄弱，缺乏為用戶提供個性化服務的能力等問題。

2008年，IBM公司提出智慧地球（Smart Planet）的概念，采用物聯網、移動通信、大數據等新一代信息技術，匯聚大量的數據進行挖掘與分析，促進世界信息的互聯互通，為生產、管理、教育等不同領域提供“智慧”。智慧校園是智慧地球的一個有機部分，是數字校園發展的一個新階段［2］，也是數字校園發展的必然趨勢［3］。浙江大學在2010年就提出“智慧校園”（Smart Campus）建設計劃［4］，南陽師范學院的王燕提出智慧校園的五層式總體架構模型［5］，清華大學的蔣東興借鑒美國高校CIO體系建設經驗，設計了一套適合我國高校智慧校園建設的CIO體系［6］，智慧校園的規劃、建設、管理等方面的研究方興未艾。

3　智慧校園的結構

傳統數字校園存在的問題根結在于：校園網ICT基礎設施層與上層的業務之間割裂、分離，業務和數據的管理分散、網絡配置復雜度高。本文提出可采用軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN）的思路解決上述問題。軟件定義網絡將網絡硬件的控制和數據分離，實現網絡設備的集中式軟件管理、可編程化［7］。借鑒SDN的體系結構，本文提出一種簡潔的通用架構模型，分為三個層面，不同層面之間采用開放的統一接口進行交互，如圖1所示。

圖1　智慧校園架構模型

基礎設施層該層的任務就是單純的網絡、通信、傳感器等基礎設備，實現與上層的安全通信。該層包括FTTx、4G、Wi-Fi等通信網絡設備，用于為架構中上層提供高速、泛在的網絡條件，覆蓋整個校園；還包括傳感器、射頻識別（RFID）、全球定位系統、圖像視頻采集設施等，用于感知采集校園中人、物、環境等各種信息，這些信息可通過網絡集中到云服務層進行計算。

云服務層云服務層虛擬整個網絡為資源池，匯聚融合所有信息數據，并進行控制、分析處理。該層是智慧校園的核心層。云服務層能通過網絡收集和存儲了以往數字校園中分散的教務和教學數據、學生數據、學術數據、教育共享資源，并對海量的大數據進行分析、計算和挖掘。大數據必須依托云計算的分布式處理、分布式數據庫和云存儲、虛擬化技術［8］。

當前常見的云服務有公共云（Public Cloud）與私有云（Private Cloud）兩種［9］。私有云的安全性和私密性更好，但是投資更高，而且需要在高校內架設獨立的數據中心，也需要配備專業的技術團隊來運維。高校一般不具備足夠的技術和人力來架設私有云，建議采用大型IT企業的公共云服務。如安徽郵電職業技術學院是在中國電信云平臺上組建的智慧校園云［10］。

協同工作層該層在云數據層的基礎上實現豐富多彩的創新業務，是智慧校園發揮作用的關鍵。協同工作層可以通過對校園中人員、物體的大數據進行數據挖掘，為學校建設、人才培養等管理決策提供支持；基于大數據分析學生的興趣、能力，實現教育資源個性化推送和互動學習；提供統一便捷的校園生活服務；等等。協同工作層的終端設備支持智能手機、平板電腦、計算機、可穿戴設備等；可為用戶提供跨設備跨平臺多人協同工作的服務。

4　總結與展望

智慧校園的建設是長期、持續、逐步演進的過程，建設中會面臨一系列的挑戰，比如：各類各級系統的兼容性困難，網絡教學創新、管理優化難度較高，網絡隱私和安全問題。隨著技術的進步和發展，智慧校園建設經驗的增多，通過分析與優化智慧校園建設的典型模式，以及對智慧校園建設應用的效益評估與跟蹤分析，高校應與企業協力合作，破解智慧校園建設中的技術瓶頸，加速推進校園與互聯網+的融合，推動學校信息化建設早日實現高效化和智能化。

［1］Gartner Inc.新興市場分析：2015年—2016年中國十大技術趨勢［EB/OL］.［2015-08-28］.https：//www.gartner.com/ doc/3120918.

［2］吳旻瑜，劉歡，任友群.“互聯網+互校園：高校智慧校園建設的新階段［J］.遠程教育雜志，2015（4）：8-13.

［3］黃榮懷，張進寶，胡永斌，等.智慧校園：數字校園發展的必然趨勢［J］.開放教育研究，2012，18（4）：12-17.

［4］吳穎駿.浙江大學：基于“云”的智慧校園［J］.中國教育網絡，2010（11）：25-26.

［5］王燕.智慧校園建設總體架構模型及典型應用分析［J］.中國電化教育，2014（9）：88-92.

［6］蔣東興，劉臻，沈富可，等.高校智慧校園建設呼喚CIO體系［J］.中國教育信息化·高教職教，2016（7）：1-5.

［7］張朝昆，崔勇唐，翯祎，等.軟件定義網絡（SDN）研究進展［J］.軟件學報，2015，26（1）：62-81.

［8］邁爾-舍恩伯格，庫克耶.大數據時代：生活、工作與思維的大變革［M］.杭州：浙江人民出版社出版，2013.

［9］2014年云計算產業大事件回顧［EB/OL］.http：//www. caigou2003.com/special/lxyunjspdian/.

［10］金京犬，唐敏.基于云服務的智慧校園設計方案［J］.物聯網技術，2014（4）：84-87.

Thinking on Construction of Smart Campus in Colleges and Universities in Era of Internet+

//WU Hui， LI Jia

In the present era of Internet+， a new generation of information technology provides technical support for smart campus construction. This paper analyzes the development and research status of smart campus. Reference to software-defi ned network （SDN） archi tecture， we proposed a simple common architecture of smart campus.

smart campus； mobile internet； big data； SDN

TP393.18

B

1671-489X（2016）16-0049-02

作者：伍輝，湖北廣播電視大學專職教師、工程師，研究方向為光通信技術；李珈，湖北廣播電視大學專職教師、講師，研究方向為電子信息處理（430074）。