A高校智慧校園建設方案研究

曹雪紅

【摘 要】《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》[1]中多次提到：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”，同時，綱要提到了加大教育經費的投入。A高校智慧校園建設相對較晚，正處于規劃立項或建設初期，其信息化水平還不算太高，如網絡基礎設施建設的滯后、安保系統的不完善等， 因此A高校目前急需建設智慧校園。

【關鍵詞】高校;校園建設;智慧校園

中圖分類號： G647;TP399-C1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）04-0143-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.057

Research on the Construction of Smart Campus in A University

CAO Xue-hong

（Xian University of Posts and Telecommunications， Xian Shaanxi 710121， China）

【Abstract】In the Outline of the National Medium and Long Term Education Reform and Development Plan（2010-2020）， it has been mentioned many times that “Information technology has revolutionary influence on education development and must be attached great importance”， and at the same time， it mentions increasing investment in education funds. A universitys intelligent campus construction is relatively late， is in the early stage of planning or construction， and its informatization level is not too high， such as the lag of network infrastructure construction， imperfect security system， etc. Therefore， A University urgently needs to build a smart campus.

【Key words】Building smart campus in Colleges and Universities

1 智慧校園的概念及智慧校園建設的關鍵技術

1.1 智慧校園的概念

智慧校園是隨著智慧地球概念之后提出的，關于智慧校園的概念，不用學者有不同的理解。胡欽太等，蔣東興等學者認為，“智慧校園”是“數字校園”的高級形態，是對數字校園的進一步擴展與提升[2-3]。陳張榮認為“智慧校園”指的是以物聯網為基礎的智慧化的校園工作、學習和生活一體化環境，這個一體化環境以各種應用服務系統為載體，將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合[4]。但大家關于智慧校園的核心是什么，基本看法一致：一是為廣大師生提供一個全面的智能感知環境和綜合信息服務平臺，提供基于角色的個性化定制服務;二是將基于計算機網絡的信息服務融入到學校的各個應用服務領域，實現互聯和協作;三是通過智能感知環境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。

1.2 智慧校園建設的關鍵技術

a.物聯網。物聯網分為感知層、網絡層和應用層。感知層利用二維碼、RFID、傳感器等感知手段識別物體，對數據信息進行有效搜集、整理，最后傳送到網絡層;網絡層由互聯網、各種網絡和云計算平臺等組成，對感知層獲取的信息進行及時、準確地傳遞;應用層就是物聯網與用戶連接的端口，是目標達成的關鍵步驟，確保實現物聯網的智能應用。

b.云計算

云計算是一種基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，一般通過互聯網來提供動態的、易擴展的、虛擬化的資源，云計算是一個IT平臺。狹義的云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源;廣義的云計算是指服務的交付和使用模式，通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務[5]。目前廣為接受的是中國云計算專家咨詢委員會副主任、秘書長劉鵬教授給出的定義：云計算是通過網絡提供可伸縮的廉價的分布式計算能力[6]。

2 A高校智慧校園建設中存在的問題

2.1 學校智慧校園建設的現狀

A高校是由省人民政府與工業和信息化部共建院校，是一所普通郵電通信類高等學校，學校占地1500余畝，建有兩個校區，現有全日制在校生18000多人。隨著A高校招生規模的不斷擴大，其建設規模也在飛速增長，傳統的校園環境、教學模式等已無法滿足蓬勃發展的信息技術現狀下學生的需求。充分運用移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等新一代信息技術建設智慧校園，已經成為A高校建設的必然要求。

2.2 A高校智慧校園建設中存在的問題

通過對學校現狀的分析，發現A高校目前教務系統不穩定，網絡教學平臺使用率低，各學院數據不共享，資源利用率不高。針對此類問題，本論文以實現A高校的智能化管理、智能化教學、智能化科研和智能化服務為目的，進行問卷設計，通過發放、收集和整理問卷，對學校各系統的使用情況有所了解。依據對各系統的了解情況，再根據對調查問卷的進一步分析，最后得出A高校智慧校園建設中存在的問題主要有以下幾方面：

（1）不少大學生對智慧校園概念認識不足，導致了智慧校園的應用推廣受到了阻礙;

（2）系統的重復建設，從而造成了資源的浪費。

（3）普遍存在重環境建設，輕內容建設，以技術和管理為中心，缺乏用戶思維，與用戶（教師、學生）粘合度低。

（4）雖然各部門都在進行信息化，但是溝通存在障礙，各管理部門之間存在業務不整合、不共享等問題比較普遍，因此存在嚴重的“信息孤島”局面。

（5）物聯網、云計算等的安全隱私保護和數據處理也應受到廣泛的關注，師生以及管理人員的相關信息，由于物聯網、云計算等的使用，相關數據頻繁傳輸，因此如何保證數據在傳輸過程中的安全性十分必要;

3 A高校智慧校園建設方案

3.1 A高校智慧校園建設思路

針對A高校信息化現狀，學校智慧校園建設以服務為重點，以互聯互通、數據共享為目標，給學生、教職工提供及時、準確、高效的智能化服務。實現學校各系統、平臺等的整合與優化，進一步提高學校的教學管理水平，使A高校信息化達到較高水平。

從圖1可以看出，學?，F階段的基礎設施分散，并且重復建設;存在信息孤島和信息荒島的問題;服務分散并且統計分析孤立;各部門只關注內部業務，服務質量低。A高校智慧校園建設從基礎設施、信息數據、應用服務、業務價值四個方面著手，采取標準規范、統一平臺、安全體系、信息集成的方式，改善A高?，F階段的校園信息化水平，使A高校智慧校園信息化水平顯著提高。

3.2 A高校智慧校園建設總體架構

對A高校智慧校園建設情況的研究，由于缺乏足夠的統計數據，也沒有歷史事件可以借鑒，所以采用定性的分析方法德爾菲法來進行分析預測。

參照德爾菲法的統計結果，A高校智慧校園建設，首先是將現有的數據中心改造成云數據中心，并建設廣泛的物聯感知設施;然后建設應用支撐平臺，整合現有系統的數據，完成資源的共享和交換;此外，開發出更加適合學生、教職工使用的智慧應用系統;實現電腦、手機、平板等方式的智慧校園信息的“服務展現”;同時要建設智慧校園的安全保障體系。

從圖2可以看出，智慧校園在信息標準和安全保障體系的支撐下，自下而上依次為基礎設施建設、應用支撐平臺建設、應用系統建設，最終以服務的形式通過電腦，手機，平板等智能設備展現給用戶，實現智慧校園的服務展現。

3.3 A高校智慧校園建設內容

3.3.1 A高校智慧校園信息標準化建設

信息標準化建設是高校智慧校園基礎建設的有力保障，能夠推動智慧校園建設，并且能夠保證信息的交流與共享，因此，A高校智慧校園建設需要統一的信息標準。A高校的信息標準包含代碼集和數據集兩部分，代碼集和數據集又分別包括國家行業標準分類和A高校自己所需的標準分類。

3.3.2 A高校智慧校園基礎施建設

（1）云數據中心建設

云計算按照部署方式分為三類，公有云，私有云和混合云。公有云是指第三方提供商為用戶提供的云服務，用戶通過互聯網訪問云服務，但不是云資源基礎設施的所有者;私有云是為特定組織單獨構建，該組織擁有云資源基礎設施，對數據安全和服務質量擁有最有效的控制。A高校下屬學院等分支機構眾多，對數據安全及服務質量要求較高，因此選擇采用私有云的部署方案，私有云架構如圖3：

基礎設施服務能夠實現硬件資源的虛擬化聚合管理，是云計算的基礎平臺;平臺服務依托于基礎設施服務動態基礎架構的隨需應變的優勢，為用戶提供豐富的應用運行支持;服務管理對基于云數據中心的應用服務進行統一的配置、變更、容量等管理。

（2）物聯感知設施建設

物聯感知設施主要負責信息的采集，信息采集智能化是智慧校園有別于數字校園的顯著特征，智能化設備具有能夠進行校園中的信息自動采集，減少信息采集中的人力投入，提高采集的準確性和可靠性。物聯設備分布如圖4：

在校園內廣泛安裝ZigBee節點產品、無線聲光報警、RFID門禁考勤、無線設備控制、智能水表、智能電表、設備防出入檢測、無線震動檢測、無線門磁、紅外對射、設備定位檢測、光照度檢測、煙霧檢測、電源控制等，實現數據信息采集的智能化，從而提高信息采集的準確性、完整性、高效性。

3.3.3 A高校智慧校園平臺建設

（1）數據共享中心平臺

數據共享中心平臺是統一的信息交換共享應用服務平臺，是對智慧校園中的各種結構化數據進行統一管理的平臺，是實現校園信息共享，提供深層次數據挖掘與分析的重要基礎。

（2）統一身份認證平臺

統一的身份認證平臺能夠實現用戶管理與權限控制的一元化管理，是高校智慧校園建設的重點之一，通過給不同系統提供統一的身份認證功能，能夠有效提高系統的安全性，然后制定統一的認證技術規范，給用戶提供統一的管理接口，從而實現用戶認證的集中化管理。

（3）手機APP平臺

手機APP平臺是在校園各種信息系統整合的基礎上，通過無線通訊網絡、3G、4G網絡等傳輸途徑，為學生、教職工提供無線智慧校園服務。用戶可以不受時間和空間的束縛，隨時使用手機等移動終端查閱信息、處理工作事務、處理課業活動、實時互動交流等，提高學生的使用粘度。手機APP平臺能夠給學校帶來泛在管理，提高學校的服務效率，同時加強了學校的管理工作。

3.3.4 A高校智慧校園應用系統建設

根據A高?，F有信息系統的現狀，目前需要新建智能教務管理系統，智能教室系統和智能實驗室系統。

（1）智能教務系統

現有教務系統無法滿足學生和教師的需求，因此需要設計開發一套更加高效有用的智能教務管理系統。將繁重復雜的教務日常管理工作信息化、模塊化，從而能夠高效穩定、安全可靠的支撐教務管理工作，提高教學教務管理的效率，同時在新的智能教務系統中應用物聯網技術提高教學質量。

（2）智能教室管理系統

應用物聯網技術，采用軟件系統和硬件設備相結合的模式，對教室的環境信息和學生考勤信息進行實時采集和處理，實現教室管理的安全和智能化。

（3）智能實驗室系統

通過使用智能實驗室管理系統，完成實驗室儀器及耗材管理的信息化和規范化，提高實驗教學管理和服務水平，給實驗室建設、評估及教學質量管理等提供數據支持，同時為實驗室管理、實驗教學管理、設備儀器管理、耗材管理、數據報表等相關事務進行信息化的規范管理。

3.3.5 A高校智慧校園安全及信息集成

a.安全設施

在A高?，F有的安全設施的基礎上，增加基于安全套接層協議建立遠程安全訪問通道的VPN技術和數字證書來加強信息的安全。

通過數字證書提供電子認證，不僅能夠實現校園內各用戶通信的安全，而且通過使用數字證書，能夠實現電子信息加密和身份識別。數字證書中含有所有者的身份識別信息，證書所有人通過身份信息的驗證，能夠辨別真偽，從而保證校園內外的信息安全。

b.信息集成

信息集成包含各應用系統與門戶的對接，與共享數據中心的對接，與統一身份認證平臺的對接。A高校已基本上將現有系統集成到現有的校園門戶網站，因此，目前A高校的工作重點是完成各應用系統與共享數據中心及統一身份認證平臺的對接。

與共享數據信息對接的首要任務是對目前應用系統的數據結構及共享數據中心庫里的數據結構之間的區別進行分析，從而制定一個雙方都能認可的標準，然后通過數據整合中間件，依據數據交換集成標準，建立數據交換集成任務，最終實現應用系統與共享數據中心的對接。

4 小結

“教育信息化建設保障措施”指為保證教育信息化建設工作協調發展、持續推進、實現預期建設目標而采取的各種措施，如建立組織、健全制度、完善機制、科學投入、科研支撐、考核評估等[7]。A高校從實際需求和系統維護的視角出發，提出智慧校園建設與研究的保障措施：政府在信息化發展中的政策引導、建立統一的建設標準，實現資源的共建共享、制定智慧校園評價激勵機制。這些措施旨在為A高校智慧校園建設提供保障。

【參考文獻】

[1]新華社.國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）.[OL].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_166

7143.htm，2016.

[2]胡欽太，鄭凱，林南暉.教育信息化的發展轉型：從“數字校園”到“智慧校園”.中國電化教育[J].2014，（324）：35-39.

[3]蔣東興、付小龍、袁芳、吳海燕、劉啟新.大數據背景下的高校智慧校園建設探討.華東師范大學學報[J].2015，（S1）：119-125.

[4]陳張榮.物聯網技術在智慧校園中的應用.電腦知識與技術[J].2014，10（27）：6052-6053.

[5]宋繼承.物聯網技術在智慧校園建設中的應用.自動化與測控儀表[J]，2015，（3）：208-210.

[6]趙佩華.基于云計算的“智慧校園”探析.常州信息職業技術學院學報[J]，2012（4）：8-10.

[7]卜開祥.中職學校教育信息化建設保障措施研究——基于淮安市中等職業學校信息化建設的思考.中國教育信息化[J].2015，（3）：71-73.