基于云服務(wù)的智慧校園設(shè)計(jì)方案

引言

目前，大多數(shù)高校現(xiàn)已具備校園網(wǎng)，甚至有些高校的校 園網(wǎng)規(guī)模相當(dāng)大，這就為構(gòu)建智慧校園奠定了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。但 是，高校存在資源共享的局限性，因?yàn)椴煌脑合抵g常常會(huì) 使用不同的操作系統(tǒng)與不同的軟件環(huán)境，從而形成“信息孤島”, 以至于信息互通成為難題。為了促進(jìn)高校健康快速發(fā)展，改 變現(xiàn)有的資源分配狀況勢在必行。本文利用云計(jì)算技術(shù)、虛 擬化技術(shù)等構(gòu)建校園云，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID等技術(shù)來 構(gòu)建智慧校園，使高校校園智能化成為現(xiàn)實(shí)。

1云計(jì)算

要了解云服務(wù)首先要了解云計(jì)算的概念。云計(jì)算（Cloud Computing）和物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things，IoT）是兩個(gè)新 興的名詞，云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)之間是平臺(tái)與應(yīng)用的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng) 的發(fā)展依賴于云計(jì)算系統(tǒng)的不斷完善，以便為海量物聯(lián)網(wǎng)信 息的處理和整合提供可能的條件，對(duì)于云平臺(tái)而言物聯(lián)網(wǎng)是其 所支持的所有應(yīng)用中的一種。同時(shí)，云計(jì)算也促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)和 互聯(lián)網(wǎng)的智能融合，為構(gòu)建智慧校園（Smart Campus）乃至智 慧地環(huán)奠定了基礎(chǔ)。

云計(jì)算的基本原理是，通過使計(jì)算分布在大量的分布式 計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心 的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需 要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。云也是網(wǎng)絡(luò)、 互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。它有狹義與廣義兩種定義。廣義云計(jì) 算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展 的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng) 相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)。這將意味著計(jì)算能力也能作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。

云計(jì)算通常包括以下3個(gè)服務(wù)：laaS （基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）， PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）和SaaS （軟件即服務(wù)）。

2智慧校園

自2008年IBM提出了 “智慧地球”概念，世界各國紛 紛響應(yīng)。2009年溫家寶總理的無錫之行，提出了 “感知中國” 日本“I-Japan"計(jì)劃；韓國"U-Korea"戰(zhàn)略；歐洲"e-Europe" 計(jì)劃等?；谶@種“智慧”的理念，浙江大學(xué)在2010年信息 化“十二五”規(guī)劃中提出“智慧校園”（Smart Campus）的概念， 它描繪的藍(lán)圖是:無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、 透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園 生活。

安徽郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院構(gòu)建智慧校園的整體目標(biāo)是：以 云服務(wù)為支撐，構(gòu)建一個(gè)基礎(chǔ)教育的智能化校園管理平臺(tái)，以 優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享和應(yīng)用、資源整合為中心，融入到教學(xué)、 學(xué)習(xí)、管理等工作領(lǐng)域，最終實(shí)現(xiàn)教育公平、提高教育質(zhì)量目 標(biāo)，推動(dòng)教育教學(xué)改革的發(fā)展。

2. 1 “智慧校園"的總體架構(gòu)

2.1.1智慧校園的建設(shè)框架

智慧校園總體框架如圖1所示，從下而上可分為應(yīng)用基礎(chǔ) 層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層和統(tǒng)一門戶服務(wù)。安全維護(hù)體系和信 息標(biāo)準(zhǔn)體系作為智慧校園的支撐保障體系。

2.1.2智慧校園建設(shè)方案的核心

智慧校園建設(shè)方案核心是加快建設(shè)泛在網(wǎng)絡(luò)：加大無線 覆蓋，按照校園移動(dòng)用戶容量和業(yè)務(wù)策略建設(shè)Wi-Fi網(wǎng)；實(shí) 現(xiàn)Wi-Fi、有線寬帶時(shí)長區(qū)隔；通過多SSID運(yùn)行，考慮校內(nèi) Wi-Fi區(qū)域免費(fèi)；推進(jìn)云校園的建設(shè)：學(xué)校私有云與電信公共云的結(jié)合，建立電信搭載云平臺(tái)，整合學(xué)校資源，實(shí)現(xiàn)區(qū)域 資源共享及合理利用；拓展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)：物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與 服務(wù)與智能3G手機(jī)關(guān)聯(lián)，拓展信息化應(yīng)用模塊，擴(kuò)大翼支付 在社會(huì)資源的應(yīng)用（公交、娛樂）

2.1.3智慧校園建設(shè)前景預(yù)期

智慧校園建設(shè)使校園的工作與生活發(fā)生徹底的變化。行 政管理人員：智能化系統(tǒng)，助力學(xué)校高效管理；教師：提升 教學(xué)水平，協(xié)助教學(xué)科研；學(xué)生：方便學(xué)生學(xué)習(xí)與生活；培訓(xùn) 工作人員：混合式培訓(xùn)助力培訓(xùn)效果。校務(wù)管理之校園一卡 通一翼機(jī)在手，走遍校園；校務(wù)管理之校園監(jiān)控調(diào)度一全校 實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度；校務(wù)管理之校務(wù)通一融合通信，創(chuàng)造 便捷高效溝通；校務(wù)管理之綜合監(jiān)控系統(tǒng)一動(dòng)力、環(huán)境實(shí)時(shí) 監(jiān)測；校務(wù)管理之綜合辦公一網(wǎng)上辦公、手機(jī)辦公融合；校 務(wù)管理之會(huì)議云一高效會(huì)務(wù)管理；教學(xué)提升之掌上校園一無 處不在的校園；教學(xué)提升之在線學(xué)習(xí)一改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式； 教學(xué)提升之視頻錄播一重整優(yōu)質(zhì)的教育資源；教學(xué)提升之教 學(xué)應(yīng)用管理一實(shí)現(xiàn)一站式教學(xué)新發(fā)展；教學(xué)提升之桌面云一 基于云計(jì)算的統(tǒng)一桌面服務(wù)。

2. 2 “智慧校園”的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1關(guān)鍵技術(shù)概述

“智慧校園”系統(tǒng)用到關(guān)鍵有計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、 RFID、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)融合 技術(shù)等。其中“智慧校園”中用到的虛擬化技術(shù)，是將在用的 硬件資源整合形成資源池，以便實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配、達(dá)到 動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡，最終提高資源利用率；數(shù)據(jù)及服務(wù)融合技術(shù)是 “智慧校園”建設(shè)的關(guān)鍵，可以通過統(tǒng)一門戶服務(wù)提供統(tǒng)一的 接入與業(yè)務(wù)界面，并根據(jù)不同的角色進(jìn)行區(qū)別授權(quán)，其中統(tǒng)一 的主題數(shù)據(jù)庫建設(shè)是其最重要的基礎(chǔ)。

另外，“智慧校園”建設(shè)中，信息標(biāo)準(zhǔn)制定及安全維護(hù)體 系是其重要保障。信息標(biāo)準(zhǔn)為建立規(guī)范的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 提供保障，并為后期的數(shù)據(jù)融合及服務(wù)融合奠定了基礎(chǔ)；安 全維護(hù)體系為“智慧校園”正常運(yùn)行建立完備的安全維護(hù)機(jī)制。 2.2.2校園云構(gòu)建

Cloud of Campus）平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用快速部署、服務(wù)快速提供, 并提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。依托安徽電信綜合辦公、平 安校園、翼機(jī)通、網(wǎng)上大學(xué)等成熟應(yīng)用，重點(diǎn)打造掌上校園、 在線學(xué)習(xí)等一批新產(chǎn)品，通過校園應(yīng)用平移（門戶網(wǎng)站、教務(wù) 系統(tǒng)等）、外部資源引入（就業(yè)信息、外部教學(xué)資源等）等方式, 構(gòu)建開放的智慧校園云應(yīng)用。以期達(dá)到改變原有校務(wù)管理方 式，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化、智能化、移動(dòng)化；引入新的教學(xué)方式, 實(shí)現(xiàn)多媒體教學(xué)、在線教學(xué)、在線備課;方便學(xué)生學(xué)習(xí)與生活, 讓學(xué)習(xí)更高效，讓生活更便捷。

3 “智慧校園”的應(yīng)用

智慧校園中的應(yīng)用主要包括在校人員的校園生活和教學(xué) 管理兩個(gè)方面，具體如圖2所示。

3.1校園生活

校園生活方面主要包括食堂消費(fèi)管理、水控消費(fèi)管理、 考勤管理等。

3.1.1食堂消費(fèi)管理

食堂消費(fèi)管理采用了 RFID技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)分為3個(gè)部分: 含有電子標(biāo)簽的卡：卡里面有用戶的基本信息；RFID讀寫器： 每個(gè)售飯窗口安裝一臺(tái)RFID讀寫器，讀寫器將讀到的數(shù)據(jù) 傳輸至后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫，讀取卡上金額，并扣除相應(yīng)的消費(fèi)金額。 這種含有RFID電子標(biāo)簽的卡可以封裝在智能手機(jī)里，這樣 的話在校日常消費(fèi)就可以通過刷手機(jī)來完成了。

3.1.2水控消費(fèi)管理

水控消費(fèi)管理主要有浴室的水控及開水房水控管理，是 利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。消費(fèi)是采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)方式，即讀卡時(shí) 出水，同時(shí)根據(jù)出水量實(shí)時(shí)扣費(fèi)。

3.1.3學(xué)生考勤管理

學(xué)生考勤是學(xué)校日常教學(xué)管理過程中必不可少的一個(gè)部 分。通?？记诠ぷ鞫加墒谡n教師來承擔(dān)的，浪費(fèi)了教師的時(shí)間 與精力，而基于RFID技術(shù)的考勤管理卻很方便。每次上課前, 學(xué)生用含RFID電子標(biāo)簽的手機(jī)（或校園卡）刷卡進(jìn)入教室, 對(duì)應(yīng)的讀寫器將數(shù)據(jù)通過安裝在教室內(nèi)的相關(guān)設(shè)備傳輸?shù)椒?務(wù)器上，服務(wù)器接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，以便相關(guān)人員通過瀏覽器登錄到考勤查詢網(wǎng)站上進(jìn)行查詢。每 個(gè)學(xué)期結(jié)束時(shí)，每門課程學(xué)生的出勤情況或者某個(gè)學(xué)生該學(xué) 期的出勤情況系統(tǒng)都可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出來，以便參考。

3.2教學(xué)管理

教學(xué)管理工作包括日常教學(xué)管理工作、智慧圖書館、實(shí) 驗(yàn)室管理和協(xié)同辦公等

3.2.1日常教學(xué)管理

日常教學(xué)管理工作是借助RFID技術(shù)的支持，完善日常 教學(xué)組織系統(tǒng)、教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)和教學(xué)考核系統(tǒng)，從而為提高 教學(xué)質(zhì)量提供了保障。同時(shí)，高質(zhì)量的教學(xué)管理系統(tǒng)也有利 于學(xué)生學(xué)習(xí)空間的拓展、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

3.2.2 ''智慧圖書館"

“智慧校園”中的"智慧圖書館”也是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來 實(shí)現(xiàn)圖書館智慧化的服務(wù)和管理。目前“智慧圖書館”的實(shí)現(xiàn) 主要是利用RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，通過移動(dòng)式的RFID文獻(xiàn)歸 架管理設(shè)備對(duì)圖書進(jìn)行定位、查詢、導(dǎo)航等功能，可以實(shí)現(xiàn)文 獻(xiàn)信息收藏、分揀、新文獻(xiàn)上架等功能，大大方便與提高了圖 書管理人員的工作效率。

3.2.3實(shí)驗(yàn)室管理

對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理主要是物聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控技術(shù)，主要包括 機(jī)房環(huán)境和動(dòng)力電源管理，機(jī)房環(huán)境包括溫濕度、煙感、水浸、 門禁、空調(diào)等，動(dòng)力電源包括開關(guān)電源、蓄電池、UPS等設(shè)備。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)以用戶需求為中心定制應(yīng)用，用各種傳感 器監(jiān)控機(jī)房動(dòng)力環(huán)境狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上報(bào)到集中式 數(shù)據(jù)庫。其以B/S模式為基本表現(xiàn)形式，同時(shí)為數(shù)據(jù)提供豐 富的報(bào)表、圖表，為業(yè)務(wù)分析提供支持。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理維護(hù)不便，維護(hù)費(fèi)用高、定期巡檢, 故障不能預(yù)知，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)。而利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室管 理可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端機(jī)房故障，保障通信主要設(shè)備的安全運(yùn) 行，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端機(jī)房無人化管理，節(jié)省大量維護(hù)成本。提高維 護(hù)水平的同時(shí)，維護(hù)人員數(shù)量低增長的要求符合業(yè)界規(guī)范要求。

3.2.4協(xié)同辦公

“智慧校園”云服務(wù)可實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備跨平臺(tái)多人協(xié)同在線辦 公。不同用戶可以在各種終端之間同步獲取個(gè)人所需數(shù)據(jù)，并 隨時(shí)與他人分享?！爸腔坌@”云服務(wù)平臺(tái)具有良好的共享性 和開放性，為高校提供容量大、數(shù)據(jù)安全的存儲(chǔ)中心，解決 了高校存儲(chǔ)資源不足的問題。同時(shí)，云服務(wù)平臺(tái)提供統(tǒng)一的門 戶為師生服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)計(jì)算、處理等功能，加快了 科研項(xiàng)目的完成速度，提高了科研水平及科研質(zhì)量。

4“智慧校園”應(yīng)用展示

4.1“智慧校園”應(yīng)用系統(tǒng)主界面

4.2 “智慧校園"應(yīng)用系統(tǒng)子模塊

圖3智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)主界面 圖4智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)子模塊

圖4所示是其“智慧校園”應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)子模塊圖, 該子模塊的相應(yīng)部分代碼如下：

//連接設(shè)備初始化數(shù)據(jù)庫

private void connDev() {

hf=new HighRFID()；

//連接高頻的RFID設(shè)備

hf.openAndConnect(2, 0，6)；

//數(shù)據(jù)庫初始化

myDatabaseUtils二new MyDatabaseUtils(this)； myDatabaseUtils.initdatabase。；

}

//初始化控件

//用戶注冊

buttonRegister.setOnClickListener(new OnClickListener()

{

public void onClick(View v) {

String]] cardID = new String[1]；

//尋卡

if (hf.selectCard(1, cardID) < 0) {

Toast.makeText(Main.this，"讀卡失敗，請(qǐng)重試！ "，Toast.

LENGTH_SHORT). show()；

return ；

}

if (myDatabaseUtils.registerdata(cardID[0]))

Toast.makeText(Main.this，“ 注冊成功！ "，Toast.

LENGTH_SHORT).show()；

else

Toast.makeText(Main.this，“注冊失敗或當(dāng)前學(xué)生卡已注

冊！"，Toast.LENGTH_SHORT).show()；

}

})；

//刷卡驗(yàn)證

buttonSearch.setOnClickListener(new OnClickListener() { public void onClick(View v) {

String]] cardID = new String[1]；

//尋卡

if (hf.selectCard(1, cardID) < 0) {

Toast.makeText(Main.this, “讀卡失敗，請(qǐng)重試！，Toast.

LENGTH_SHORT).show()；

return ；

}

if (myDatabaseUtils.selectdatabase(cardID[0])) { dooropen = true ；

}else {

Toast.makeText(Main.this, “ 此卡 未注冊", Toast.

LENGTH_SHORT).show()；

}

}

});

//數(shù)據(jù)庫清空

//退出

//銷毀

//返回監(jiān)聽

5結(jié)語

“智慧校園”是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)校園的智慧化，實(shí) 現(xiàn)了校園內(nèi)任何人、任何物在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、通過任何信息載體的互聯(lián)互通，做到翼機(jī)在手走遍校園，大大方便了各種人員的在校期間的各種活動(dòng)。同時(shí)，基于云平臺(tái)的海量信息的聚合為廣大師生提供了智慧化的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式。當(dāng)然，“智慧校園”建設(shè)也存在一些問題有待解決，如技術(shù)規(guī)范問題、隱私安全問題等。相信隨著云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，智慧校園的建設(shè)在不久的將來定會(huì)成為人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。

20211120_6198f0eba7a10__基于云服務(wù)的智慧校園設(shè)計(jì)方案