基于智慧校园的大数据平台建设方案设计

摘  要： 伴隨5G时代的到来，大数据的作用体现的愈加明显，大数据平台的建设也深受各个领域专业人士的重视。在校园建设与发展过程中，传统的校园管理方法已经落后，依靠大数据技术为依托的智慧校园逐渐走入人们的视野。通过加强大数据平台的建设，数据信息中的价值能够得以充分挖掘，进而帮助教育工作者改进教育方法，取得令人满意的教学效果。基于此，本文主要围绕大数据与智慧校园的特点与内涵展开分析，在此基础上设计了智慧校园总体框架体系，并针对智慧校园的大数据平台建设方案进行总结。

关键词： 智慧校园;大数据;方案设计

中图分类号： TP3    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.07.052

本文著录格式：徐晨清. 基于智慧校园的大数据平台建设方案设计[J]. 软件，2020，41（07）：251-254

Design of Big Data Platform Construction Scheme Based on Smart Campus

XU Chen-qing

（School of Information Science and Engineering， Linyi University， Linyi， Shandong， 276000）

【Abstract】： With advent of 5G era， big data has been showing more and more obvious role. Construction of big data platforms has received great attention from professionals in various fields. During process of campus construction and development， traditional campus management methods have fallen behind， while smart campuses based on on big data technology have gradually entered horizons of people. By strengthening construction of a big data platform， data information value has been tapped fully， which can help educators improve education methods and achieve satisfactory teaching results. Based on this， the article mainly analyzes characteristics and connotations of big data and smart campuses， designs overall framework system of smart campuses， and summarizes big data platform construction scheme of smart campuses.

【Key words】： Smart campus; Big data; Scheme design

0  引言

近几年，涌现了很多的信息网络技术，这对于各个行业的发展造成了一定的冲击与影响。尤其物联网、云计算以及大数据技术的应用，极大地推动了社会的变革，校园教育以及管理方式也都发生了很大的改变。同时，“智慧校园”一词被人们提了出来。为达到预期的智慧校园建设目的，有关校方需要结合网络信息技术构建大数据平台，如何科学建设智慧校园大数据平台就显得极为重要。所以，本文主要对大数据平台建设方案设计进行探究，以   便搭建出智能高效的智慧校园平台，为师生提供  便利^[1]。

1  大数据的4“V”特征

（1）大量（Volume）

大量即数据体量大。顾名思义，也就是指数据数量庞大。在时代发展的今天，每天的数据量都要以亿，甚至是百亿、千亿计算。而这些庞大的数据量不仅仅需要采集，还需要进行存储与分析，其中所涉及的数据量也非常大。此外，在大数据的应用过程中，企业用户也都尽量将多个数据集放处理，这都受到其体量巨大的影响。因此，大数据具有数据体量大的特点。

（2）多样（Variety）

多样即数据类型多。实际上，大数据的数据类型较为繁杂，包含视频、文字、图片、网络日志等类型，这也是人们日常生活与工作中常接触的数据类型。这些不同的数据类型有各自的特点，来源也多样化，主要由结构化、半结构化和非结构化的数据形式组成^[1]。因此，大数据具有类型多样化的特点^[2]。

（3）高速（Velocity）

高速即数据处理快。信息时代下对于数据处理要求也有所提高，大数据技术就具有这方面的优点。通过采用大数据处理技术，几乎秒速处理各类数据信息，从而帮助人们获取价值较高的信息。不同于以往的传统信息挖掘技术，大数据主要体现“快”的优势与特点，这与专用技术和机器算法的融入有很大的关系，便于进行数据信息的实时挖掘与分析。因此，大数据具有信息处理快的特点^[3]。

（4）价值（Value）

价值即数据信息利用密度低。信息的分类有很多，提炼出具有价值的信息才是关键。但是大数据信息容量较多，其中可以利用的价值信息偏少。例如，一小时的视频中，可能人们可以利用的数据仅有几十秒。但是，这些较少的价值信息可能最后会带来较高的价值回报。因此，大数据具有价值密度低、回报高的特点。

2  智慧校园

2.1  概述

大数据背景下，智慧家园、智慧建筑物等频频涌现，智慧校园也被人们提及，甚至已经出现在全国各地。智慧校园主要突出的是“智慧”二字，这里的“智慧”指的是高新技术背景下的智能综合体。与以前的数字化校园不同，智慧校园的建设依靠新一代信息技术，所以在智慧校园设计理念中也融入了很多新技术应用原理。而这些新一代信息技术的应用，使得传感器能够嵌入到校园各个角落中，各类系统功能得以有效发挥，促使数据信息系统与校园得到整合。在这种格局下，师生管理方面可以更为精细，能够更好的满足校方数据处理的需要，为师生提供智能的校园系统，方便学校进行高效管理。

2.2  智慧校园的特点

（1）参与者定位明确

智慧校园中的每个人都是参与者，且参与者都有具体的定位。因为智慧校园是为培养人才而建设，师生固然是其中最为关键的角色，但是教育部门人员、决策层的领导者以及社会人员等同样不能忽略。智慧校园中，学生作为学习者进行参与，老师作为教育者参与其中，职能部门为智慧校园管理提供支撑，领导者以数据信息统计结果作出决策，社会方面可以读取人才信息。这使得各个参与者的定位都十分鲜明^[4]。

（2）易全面感知

智慧校園是依托新一代信息技术而建设的综合体。这些新一代信息技术包含大数据技术、二维码技术以及传感器技术等^[2]，通过嵌入这些技术以及相关设备，方便校园管理者感知校园教育环境。此外，由于智慧校园平台中系统服务用户不同，权限也有所不同。智慧校园背景下，数据系统可以利用先进的信息技术进行全面感知，为不同的人群智能推荐不同类别的信息，所以不同的人读取的数据信息内容也不一致。

（3）泛在教学活动

智慧校园平台的功能一部分体现在教学活动中。在教育工作开展阶段，老师可以在任何地点、时间进行连续教学，而教育系统、学习系统以及管理系统等都能实现无缝连接，师生们可以登录APP、微信以及各种客户端参与教学活动。针对学生而言，这种形式下的教学活动会出现更多碎片化的时间，有利于提高学习效率，取得较好的学习效果。

（4）利于培养学生的个性

智慧校园平台的建设容易帮助教育工作者了解学生的个性，为因材施教提供可能。此背景下的数据信息连接比较便捷，学生们的学习、消费情况等在数据中心都会有所记录。教育工作人员可以利用大数据等技术对数据轨迹进行追踪，并挖掘出应有用的信息，对于学生们的个性进行培养，进而促进学生走上更好的未来发展道路。

（5）虚实结合

智慧校园平台充分体现了虚实结合的特点。目前而言，传统教育方式已经难以满足教学工作要求，受到信息技术的影响，很多虚拟社区、班级、云课堂等得以建立。通过合理分配网络资源，学生与老师都可以在线上参与课堂活动，甚至考核也可以在线上完成，真正达到虚实结合的目的，充分发挥出智慧校园平台的优势^[5]。

3  基于智慧校园的大数据平台建设方案设计

3.1  需求分析

（1）消除信息孤岛

大数据平台建设方案设计之前，设计人员必须要考虑到校园用户的信息需求，消除信息孤岛就是需求之一。实际上，智慧校园是基于原有业务处理系统与大数据技术基础上，采用数据系统集成、改造升级等方式构建而成的。一般在智慧校园建设之前，学校自身就存在较多的业务处理系统，这些单独的服务器以及数据库往往会分布在不同的位置，数据都被独立保存，导致底层架构难以统一。正是由于这些信息孤岛的存在，一定程度上耗费了管理成本以及信息资源，同时维修难度较大。为此，消除信息孤岛则是智慧校园大数据平台建设中首要确立的目标。

（2）确保数据贯通

为满足智慧校园中所有用户的需求，必定要确保数据的贯通，这是智慧校园建设的基本要求，同时也是大数据平台建设方案设计人员应该考虑的重要方面。在原有校园信息化的基础上，通过融入大数据以及云桌面技术等，加强数据中心的建设，使得独立系统不再独立，可以共享服务器的硬盘资源，方便学校进行数据的贯通以及管理。因此，保证数据的贯通是智慧校园大数据平台建设的基本需求之一。

（3）统一门户

智慧校园的大数据平台应该满足统一门户、单点登录的需求。在实际进行方案设计时，就需要设计者加强对此的考量与分析。智慧校园中的用户数量以及类型较多，不仅包含师生、校领导，还包含社会访客等用户^[3]。所以，每个用户都应该配备唯一的账号与密码，不同用户的权限必须不一样，不同用户类型的界面显示的内容也要不一致，从而确保业务系统集成效果良好，可以自由切换不同信息处理模块，促使学校进行统一管理。

（4）数字化考核评价

教育发展阶段，各大院校会重视教育活动的开展，同时也会注重师生的考核与评价。传统的考核评价方式较为落后，信息化时代下，数字化考核评价方式得以诞生。所以，基于智慧校园的大数据平台应该满足数字化考核评价的需求，学生用户可以登录智慧校园平台进行考试、自我评价。教师用户也可以登录该平台上传资源、批阅作业等。通过对历史数据的追踪和记录，自动生成指标体系，方便有效开展教师考核与评优等工作，凸显数字化的优势。

（5）教学改革和管理手段智能化

智慧校园大数据平台的建设还应该满足教学与管理方面的需求。近几年，各地都在进行教学改革，管理手段也在不断创新，这是为了更好的迎合时代发展的需求，培养出更为优秀的人才。而大数据平台的建设则可以为其提供助力，促使教学改革与管理手段更加智能化。在这种模式中，学生为中心，数据平台为他们提供学习资源与技术支持;老师为主导，积极开展多元化教学，改变传统教学模式，弥补线下课堂教学的不足之处;各部门为后盾，利用大数据平台加强数据信息管理^[6]。

3.2  智慧校园的总体框架设计

智慧校园的总体框架设计内容应该包含基础设施、信息服务、数据采集/数据处理、业务系统四个模块^[4]，具体框架体系如图1所示。在智慧校园总体框架体系中，不同模块有各自的功能和特点。其一，基础设施模块与感知层相对应。感知层的存在主要是为师生提供智能感知与综合服务，以便了解和满足师生设备资源等方面的需求;其二，信息服务模块与网络接入层相对应。利用各類网络的信息服务功能进行用户身份验证，同时为用户提供服务应用，从而实现信息的高效互联，使得校园内外用户都能进行有效沟通;其三，数据采集/数据处理模块与数据层相对应。系统利用大数据技术集成数据信息，使得数据信息更具有全面性，数据的处理也更为智能化以及便捷化;其四，业务系统模块与应用层相对应。业务系统中的业务有很多，包含学习、生活与管理，属于应用层的范畴，方便调度资源与智能决策。

3.3  智慧校园的大数据平台建设方案

（1）网络基础设施平台

网络基础设施平台主要采取专网专用的方式，具体可以分为四部分：一是接入网。主要实施有线为主、无线为辅的方案，同时引入5G校园网络通道。二是教学网。针对高带宽专网、数字媒体网络等进行融合，形成教学专用线路，从而为教学工作提供强有力的支撑。三是科研网。科研网的存在是为科学研究提供专用网络。这部分的网络设施与技术比较先进，主要结合IPv6网络和无线网络，同时高速接入云计算平台等。四是资源网。资源网的建设目的是为支持资源沉淀与信息传播。为此，光纤网络、异地备份存储网络都包含在内。

（2）物联感知系统平台

物联感知系统平台是智慧校园大数据平台建设中的关键内容之一，方案设计人员可以采用一些物联感知技术，进一步加强校园环境管理。这些感知技术种类较多，包含传感器、采集器、RFID、二维码以及视频监控技术等。在实际平台建设过程中，先进行传感器的部署与网络连接，再利用二维码等技术进行标识，最后构建校园的信息数据库，从而完成智能物联感知网络系统平台的建设。

（3）大数据分析处理系统平台

大数据分析处理系统平台是智慧校园平台方案设计中的关键之处。该平台主要承担数据集成、分析与处理的功能。用户可以利用该平台对非结构化、半结构化或结构化数据进行分析和处理，从而积极开展智慧教学，并有利于实现数字化管理。在该平台建设阶段，主要采用大数据的路径分析、时间序列分析、图分析、what—if分析方式进行整合^[5]，最终形成智力资源，为用户们提供最佳决策^[7]。

（4）云计算业务平台

云计算业务平台也是智慧校园大数据平台建设方案中不可或缺的内容。云计算业务平台中的基础设施很多，主要包含计算平台、存储平台以及容灾系统等，这些基础设施为云计算业务平台的运行提供支撑。在该平台建设时，先建立云计算管理系统，再打造安全网络环境以及相关服务团队，最终组成

资源池，统一为用户提供信息服务，满足用户学习、管理以及生活方面的需要，发挥出智慧校园业务系统的优势。

4  结语

实际上，智慧校园的建设离不开云计算、大数据等信息技术的助力。特别是在信息时代背景下，以往的校园数据架构已经跟不上学校发展的需要，为了挖掘出大数据中的潜在价值，各类院校都在抓紧建设智慧校园。然而，智慧校园的建设具有一定的复杂性^[8]。为此，设计人员应该结合大数据等信息技术构建合理的大数据平台建设方案，确保设计的方案具有科学性、可行性以及智能性，使得校园管理更为便捷，教育方面也能得到优化，真正促进学校未来的良好发展。

参考文献

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2. 王鸿雁. 浅谈基于云计算和大数据的智慧校园方案设计[J]. 技术与市场， 2018， 25（11）： 180.

3. 黄力波， 姚志超. 基于物联网和大数据的智慧校园体系设计[J]. 信息通信， 2019， （2）： 163-164.

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