A高校智慧校园建设方案研究

曹雪红

【摘 要】《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》[1]中多次提到：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”，同时，纲要提到了加大教育经费的投入。A高校智慧校园建设相对较晚，正处于规划立项或建设初期，其信息化水平还不算太高，如网络基础设施建设的滞后、安保系统的不完善等， 因此A高校目前急需建设智慧校园。

【关键词】高校;校园建设;智慧校园

中图分类号： G647;TP399-C1 文献标识码： A 文章编号： 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园建设的关键技术

1.1 智慧校园的概念

智慧校园是随着智慧地球概念之后提出的，关于智慧校园的概念，不用学者有不同的理解。胡钦太等，蒋东兴等学者认为，“智慧校园”是“数字校园”的高级形态，是对数字校园的进一步扩展与提升[2-3]。陈张荣认为“智慧校园”指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合[4]。但大家关于智慧校园的核心是什么，基本看法一致：一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入到学校的各个应用服务领域，实现互联和协作;三是通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。

1.2 智慧校园建设的关键技术

a.物联网。物联网分为感知层、网络层和应用层。感知层利用二维码、RFID、传感器等感知手段识别物体，对数据信息进行有效搜集、整理，最后传送到网络层;网络层由互联网、各种网络和云计算平台等组成，对感知层获取的信息进行及时、准确地传递;应用层就是物联网与用户连接的端口，是目标达成的关键步骤，确保实现物联网的智能应用。

b.云计算

云计算是一种基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，一般通过互联网来提供动态的、易扩展的、虚拟化的资源，云计算是一个IT平台。狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义的云计算是指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务[5]。目前广为接受的是中国云计算专家咨询委员会副主任、秘书长刘鹏教授给出的定义：云计算是通过网络提供可伸缩的廉价的分布式计算能力[6]。

2 A高校智慧校园建设中存在的问题

2.1 学校智慧校园建设的现状

A高校是由省人民政府与工业和信息化部共建院校，是一所普通邮电通信类高等学校，学校占地1500余亩，建有两个校区，现有全日制在校生18000多人。随着A高校招生规模的不断扩大，其建设规模也在飞速增长，传统的校园环境、教学模式等已无法满足蓬勃发展的信息技术现状下学生的需求。充分运用移动互联网、云计算、大数据、物联网等新一代信息技术建设智慧校园，已经成为A高校建设的必然要求。

2.2 A高校智慧校园建设中存在的问题

通过对学校现状的分析，发现A高校目前教务系统不稳定，网络教学平台使用率低，各学院数据不共享，资源利用率不高。针对此类问题，本论文以实现A高校的智能化管理、智能化教学、智能化科研和智能化服务为目的，进行问卷设计，通过发放、收集和整理问卷，对学校各系统的使用情况有所了解。依据对各系统的了解情况，再根据对调查问卷的进一步分析，最后得出A高校智慧校园建设中存在的问题主要有以下几方面：

（1）不少大学生对智慧校园概念认识不足，导致了智慧校园的应用推广受到了阻碍;

（2）系统的重复建设，从而造成了资源的浪费。

（3）普遍存在重环境建设，轻内容建设，以技术和管理为中心，缺乏用户思维，与用户（教师、学生）粘合度低。

（4）虽然各部门都在进行信息化，但是沟通存在障碍，各管理部门之间存在业务不整合、不共享等问题比较普遍，因此存在严重的“信息孤岛”局面。

（5）物联网、云计算等的安全隐私保护和数据处理也应受到广泛的关注，师生以及管理人员的相关信息，由于物联网、云计算等的使用，相关数据频繁传输，因此如何保证数据在传输过程中的安全性十分必要;

3 A高校智慧校园建设方案

3.1 A高校智慧校园建设思路

针对A高校信息化现状，学校智慧校园建设以服务为重点，以互联互通、数据共享为目标，给学生、教职工提供及时、准确、高效的智能化服务。实现学校各系统、平台等的整合与优化，进一步提高学校的教学管理水平，使A高校信息化达到较高水平。

从图1可以看出，学校现阶段的基础设施分散，并且重复建设;存在信息孤岛和信息荒岛的问题;服务分散并且统计分析孤立;各部门只关注内部业务，服务质量低。A高校智慧校园建设从基础设施、信息数据、应用服务、业务价值四个方面着手，采取标准规范、统一平台、安全体系、信息集成的方式，改善A高校现阶段的校园信息化水平，使A高校智慧校园信息化水平显著提高。

3.2 A高校智慧校园建设总体架构

对A高校智慧校园建设情况的研究，由于缺乏足够的统计数据，也没有历史事件可以借鉴，所以采用定性的分析方法德尔菲法来进行分析预测。

参照德尔菲法的统计结果，A高校智慧校园建设，首先是将现有的数据中心改造成云数据中心，并建设广泛的物联感知设施;然后建设应用支撑平台，整合现有系统的数据，完成资源的共享和交换;此外，开发出更加适合學生、教职工使用的智慧应用系统;实现电脑、手机、平板等方式的智慧校园信息的“服务展现”;同时要建设智慧校园的安全保障体系。

从图2可以看出，智慧校园在信息标准和安全保障体系的支撑下，自下而上依次为基础设施建设、应用支撑平台建设、应用系统建设，最终以服务的形式通过电脑，手机，平板等智能设备展现给用户，实现智慧校园的服务展现。

3.3 A高校智慧校园建设内容

3.3.1 A高校智慧校园信息标准化建设

信息标准化建设是高校智慧校园基础建设的有力保障，能够推动智慧校园建设，并且能够保证信息的交流与共享，因此，A高校智慧校园建设需要统一的信息标准。A高校的信息标准包含代码集和数据集两部分，代码集和数据集又分别包括国家行业标准分类和A高校自己所需的标准分类。

3.3.2 A高校智慧校园基础施建设

（1）云数据中心建设

云计算按照部署方式分为三类，公有云，私有云和混合云。公有云是指第三方提供商为用户提供的云服务，用户通过互联网访问云服务，但不是云资源基础设施的所有者;私有云是为特定组织单独构建，该组织拥有云资源基础设施，对数据安全和服务质量拥有最有效的控制。A高校下属学院等分支机构众多，对数据安全及服务质量要求较高，因此选择采用私有云的部署方案，私有云架构如图3：

基础设施服务能够实现硬件资源的虚拟化聚合管理，是云计算的基础平台;平台服务依托于基础设施服务动态基础架构的随需应变的优势，为用户提供丰富的应用运行支持;服务管理对基于云数据中心的应用服务进行统一的配置、变更、容量等管理。

（2）物联感知设施建设

物联感知设施主要负责信息的采集，信息采集智能化是智慧校园有别于数字校园的显著特征，智能化设备具有能够进行校园中的信息自动采集，减少信息采集中的人力投入，提高采集的准确性和可靠性。物联设备分布如图4：

在校园内广泛安装ZigBee节点产品、无线声光报警、RFID门禁考勤、无线设备控制、智能水表、智能电表、设备防出入检测、无线震动检测、无线门磁、红外对射、设备定位检测、光照度检测、烟雾检测、电源控制等，实现数据信息采集的智能化，从而提高信息采集的准确性、完整性、高效性。

3.3.3 A高校智慧校园平台建设

（1）数据共享中心平台

数据共享中心平台是统一的信息交换共享应用服务平台，是对智慧校园中的各种结构化数据进行统一管理的平台，是实现校园信息共享，提供深层次数据挖掘与分析的重要基础。

（2）统一身份认证平台

统一的身份认证平台能够实现用户管理与权限控制的一元化管理，是高校智慧校园建设的重点之一，通过给不同系统提供统一的身份认证功能，能够有效提高系统的安全性，然后制定统一的认证技术规范，给用户提供统一的管理接口，从而实现用户认证的集中化管理。

（3）手机APP平台

手机APP平台是在校园各种信息系统整合的基础上，通过无线通讯网络、3G、4G网络等传输途径，为学生、教职工提供无线智慧校园服务。用户可以不受时间和空间的束缚，随时使用手机等移动终端查阅信息、处理工作事务、处理课业活动、实时互动交流等，提高学生的使用粘度。手机APP平台能够给学校带来泛在管理，提高学校的服务效率，同时加强了学校的管理工作。

3.3.4 A高校智慧校园应用系统建设

根据A高校现有信息系统的现状，目前需要新建智能教务管理系统，智能教室系统和智能实验室系统。

（1）智能教务系统

现有教务系统无法满足学生和教师的需求，因此需要设计开发一套更加高效有用的智能教务管理系统。将繁重复杂的教务日常管理工作信息化、模块化，从而能够高效稳定、安全可靠的支撑教务管理工作，提高教学教务管理的效率，同时在新的智能教务系统中应用物联网技术提高教学质量。

（2）智能教室管理系统

应用物联网技术，采用软件系统和硬件设备相结合的模式，对教室的环境信息和学生考勤信息进行实时采集和处理，实现教室管理的安全和智能化。

（3）智能实验室系统

通过使用智能实验室管理系统，完成实验室仪器及耗材管理的信息化和规范化，提高实验教学管理和服务水平，给实验室建设、评估及教学质量管理等提供数据支持，同时为实验室管理、实验教学管理、设备仪器管理、耗材管理、数据报表等相关事务进行信息化的规范管理。

3.3.5 A高校智慧校园安全及信息集成

a.安全设施

在A高校现有的安全设施的基础上，增加基于安全套接层协议建立远程安全访问通道的VPN技术和数字证书来加强信息的安全。

通过数字证书提供电子认证，不仅能够实现校园内各用户通信的安全，而且通过使用数字证书，能够实现电子信息加密和身份识别。数字证书中含有所有者的身份识别信息，证书所有人通过身份信息的验证，能够辨别真伪，从而保证校园内外的信息安全。

b.信息集成

信息集成包含各应用系统与门户的对接，与共享数据中心的对接，与统一身份认证平台的对接。A高校已基本上将现有系统集成到现有的校园门户网站，因此，目前A高校的工作重点是完成各应用系统与共享数据中心及统一身份认证平台的对接。

与共享数据信息对接的首要任务是对目前应用系统的数据结构及共享数据中心库里的数据结构之间的区别进行分析，从而制定一个双方都能认可的标准，然后通过数据整合中间件，依据数据交换集成标准，建立数据交换集成任务，最终实现应用系统与共享数据中心的对接。

4 小结

“教育信息化建设保障措施”指为保证教育信息化建设工作协调发展、持续推进、实现预期建设目标而采取的各种措施，如建立组织、健全制度、完善机制、科学投入、科研支撑、考核评估等[7]。A高校从实际需求和系统维护的视角出发，提出智慧校园建设与研究的保障措施：政府在信息化发展中的政策引导、建立统一的建设标准，实现资源的共建共享、制定智慧校园评价激励机制。这些措施旨在为A高校智慧校园建设提供保障。

【参考文献】

[1]新华社.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）.[OL].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_166

7143.htm，2016.

[2]胡钦太，郑凯，林南晖.教育信息化的发展转型：从“数字校园”到“智慧校园”.中国电化教育[J].2014，（324）：35-39.

[3]蒋东兴、付小龙、袁芳、吴海燕、刘启新.大数据背景下的高校智慧校园建设探讨.华东师范大学学报[J].2015，（S1）：119-125.

[4]陈张荣.物联网技术在智慧校园中的应用.电脑知识与技术[J].2014，10（27）：6052-6053.

[5]宋继承.物联网技术在智慧校园建设中的应用.自动化与测控仪表[J]，2015，（3）：208-210.

[6]赵佩华.基于云计算的“智慧校园”探析.常州信息职业技术学院学报[J]，2012（4）：8-10.

[7]卜开祥.中职学校教育信息化建设保障措施研究——基于淮安市中等职业学校信息化建設的思考.中国教育信息化[J].2015，（3）：71-73.