趙佩華

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇常州 213164)

基于云計算的“智慧校園”探析

趙佩華

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇常州 213164)

當(dāng)今智慧城市的框架已日漸清晰和具體，“智慧校園”也逐漸從一個美麗愿景變成現(xiàn)實(shí)并融入大學(xué)校園生活?！爸腔坌@”以“智能+互聯(lián)+協(xié)同”為理念，為廣大師生提供一個全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺，為師生的個性化需求提供定制服務(wù)，為學(xué)校與外部世界信息的相互交流和感知提供接口。

云計算;智慧校園;大學(xué)校園

當(dāng)前，世界的基礎(chǔ)架構(gòu)正在向著智慧的方向發(fā)展，各種創(chuàng)新的感應(yīng)科技被嵌入手機(jī)、汽車、家電、城市的設(shè)施中，令物質(zhì)世界數(shù)據(jù)化，使世界可以進(jìn)行更透徹的感應(yīng)和度量。隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，將有20億人和無數(shù)事物以不同的方式聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，并產(chǎn)生海量信息;同時，先進(jìn)技術(shù)和海量存貯的信息可幫助人類做出正確的行動決策，這意味著人類中的任何東西都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和互聯(lián)的現(xiàn)實(shí)，從而人類將最大化的利用信息資源，獲得前所未有的能力和洞察力，以建設(shè)智慧的系統(tǒng)、智慧的企業(yè)、智慧的校園、智慧的國家，甚至智慧的地球。今天，人類已經(jīng)站在一個全新發(fā)展的門檻之上，跨越這一階段，就能走向更加智慧的明天，創(chuàng)造智慧的世界。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，截至2011年5月，我國在建的智慧城市數(shù)量已達(dá)36個，智慧城市的框架已經(jīng)描繪得日漸清晰和具體，智慧的概念由點(diǎn)及面已開始蔓延。因此，建設(shè)“智慧校園”的大環(huán)境已經(jīng)形成，通過“智慧校園”建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智能化教學(xué)和提高管理效率，建立服務(wù)型校園環(huán)境，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面，都具有積極的促進(jìn)作用［1］。

1 關(guān)于“智慧校園”

1)“智慧校園”的詮釋?！爸腔坌@”作為一個嶄新的概念，不同的提出者給予不同的詮釋。“智慧校園”即擁有智慧的教師，智慧的課堂，智慧的校園文化，整個校園從教師的教到學(xué)生的學(xué)，從完整的管理體系到評價體系等，都是以智慧為指導(dǎo)思想和核心。它以“智能+互聯(lián)+協(xié)同”為理念，以安全、便捷、高效、綠色為目標(biāo)，以“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫+應(yīng)用數(shù)據(jù)庫”和信息開放、云計算、服務(wù)支持三大平臺為構(gòu)架，以各種信息化技術(shù)，包括感知、智能、挖掘、控制等技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)校園的安全監(jiān)控、校園的網(wǎng)絡(luò)管理和個性化學(xué)習(xí)環(huán)境、智能化管理等［2］。這意味著“智慧校園”必須要有一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，有線與無線雙網(wǎng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時還要有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺和綜合信息服務(wù)平臺。因此，“智慧校園”描繪的是無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，透明高效的校務(wù)治理，豐富多彩的校園文化，方便周到的校園學(xué)習(xí)和生活。比如人們拿著一臺手提電腦就可以在校園各地實(shí)現(xiàn)無線學(xué)習(xí)、辦公;借助手機(jī)支付、遠(yuǎn)程無線抄表等方式，方便地完成各項(xiàng)費(fèi)用的支付;利用手機(jī)短信、彩信、呼叫等享受校園和社區(qū)的各項(xiàng)服務(wù);利用現(xiàn)代化的視頻監(jiān)控、無線定位、空氣檢測、紅外感應(yīng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對校園及周邊環(huán)境的全天候監(jiān)控檢測、預(yù)防犯罪;通過3G、4G等移動終端，隨時共享教學(xué)、生活和服務(wù)信息，發(fā)布和接收任務(wù)。

2)“智慧校園”的核心特征。在“智慧校園”中，教師應(yīng)該是充滿教育智慧的，課堂應(yīng)該是智慧的課堂，管理應(yīng)該是智慧的管理。智慧教育的真諦是給予學(xué)生以智慧，以教師的智慧激發(fā)學(xué)生的智慧潛能，更關(guān)注學(xué)生的未知世界，學(xué)生生命的智慧，而不是只關(guān)注學(xué)生的知識、技能、分?jǐn)?shù)。“智慧校園”主要有以下三個核心的特征:一是依靠云計算平臺，構(gòu)成智能化的數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)。要有一個為廣大師生提供全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺，提供基于角色的個性化定制服務(wù)，為學(xué)生和教師的數(shù)字化、智能化學(xué)習(xí)和教學(xué)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)時時、處處的個性化教學(xué)方式;二是構(gòu)建服務(wù)支持平臺，形成全方位的信息服務(wù)系統(tǒng)。利用數(shù)據(jù)庫和海量存儲器，將基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學(xué)校的各個服務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作;三是利用高品質(zhì)的寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)成信息開放系統(tǒng)。通過智能感知環(huán)境和高品質(zhì)寬帶的網(wǎng)絡(luò)平臺，為學(xué)校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。

目前，許多廠商的參與使得“智慧校園”可以與特定的產(chǎn)品捆綁，如江蘇省電信的校園“翼機(jī)通”，它通過將物聯(lián)網(wǎng)與3G技術(shù)的有機(jī)融合，構(gòu)建信息化應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)手機(jī)集門禁卡、借書證、零錢包等用途于一身。可以預(yù)見，在運(yùn)營商對學(xué)校市場高度青睞的今天，相關(guān)企業(yè)也一定會積極參與“智慧校園”產(chǎn)品的競爭與合作［2］。

2 基于云計算的“智慧校園”架構(gòu)設(shè)計

廣義云計算是指服務(wù)的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。云計算(Cloud Computing)作為一種分布式系統(tǒng)，又與傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)有所區(qū)別，它具有以下特征:無所不在的網(wǎng)絡(luò)，資源匯聚和共享共用，自助式服務(wù)，迅速機(jī)動的調(diào)配資源和計算服務(wù)。云計算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。“云”中的資源對于使用者來說可以隨時獲取，并且可以無限擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)按需使用并按使用付費(fèi)。這樣可把云計算分為三層:云軟件、云平臺、云設(shè)備。未來的“智慧校園”應(yīng)該是無處不在的便捷的上網(wǎng)環(huán)境，擁有一個計算環(huán)境、存儲環(huán)境的數(shù)據(jù)環(huán)境，一個支持各種智能終端、設(shè)施、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)接入環(huán)境。所對應(yīng)的就是物聯(lián)感知—感知層、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施—傳輸層、資源數(shù)據(jù)庫—數(shù)據(jù)層、智能個性化的各種服務(wù)—應(yīng)用層等四個部分，而“智慧校園”的應(yīng)用支持平臺主要由信息開放平臺、云計算和物聯(lián)感知系統(tǒng)三個平臺構(gòu)成?；谠朴嬎愕摹爸腔坌@”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于云計算的“智慧校園”

1)校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。校園網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“智慧校園”的重要基礎(chǔ)，應(yīng)具有高速、QoS、支持高清多媒體傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。即擁有SAN光纖網(wǎng)絡(luò)，異地備份存儲網(wǎng)絡(luò)，集中、安全、高速的IDC網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，數(shù)字媒體網(wǎng)絡(luò)，做到高帶寬、安全、冗余可靠，并且要進(jìn)行三網(wǎng)融合嘗試，從而為“智慧校園”提供高速接入云計算平臺;同時在智能方面要做到物聯(lián)感知，覆蓋廣泛，接入靈活。校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)主要包含以下幾種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建:建設(shè)好校園接入網(wǎng)。要以高速寬帶、海量資源存取、方便師生上網(wǎng)和對外交流為目標(biāo)，提供高速、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。一般可分為三步規(guī)劃建設(shè)，先要建設(shè)以有線為主、無線為輔的網(wǎng)絡(luò)，打好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)基礎(chǔ);然后進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，促進(jìn)有線無線融合，并將3G引入校園網(wǎng)絡(luò)通道;最后依據(jù)學(xué)校實(shí)際，將校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成無線為主、有線專用、移動網(wǎng)絡(luò)作為補(bǔ)充的多功能環(huán)境。二是建設(shè)好教學(xué)網(wǎng)，便于教師將各種教學(xué)信息放于網(wǎng)上，學(xué)生可在網(wǎng)上進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并方便各項(xiàng)教學(xué)活動的開展。第三是進(jìn)行科研網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為學(xué)校開展科研活動和社會服務(wù)提供平臺。第四是開展資源網(wǎng)建設(shè)，支撐學(xué)校專業(yè)、課程等各種資源沉淀和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上傳播。第五是建設(shè)校園智能網(wǎng)，為建設(shè)平安、和諧、生態(tài)校園提供保障。

2)云計算平臺是支撐智慧校園的關(guān)鍵要素。云計算為智慧校園提供了支撐平臺。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相比，云環(huán)境里的用戶群體，服務(wù)提供商數(shù)目龐大，用戶和服務(wù)提供商可以動態(tài)地加入或退出，且安全機(jī)制各不相同，這對云計算環(huán)境提出了更高更廣泛的安全要求。首先要建設(shè)云計算管理系統(tǒng)，構(gòu)建云計算安全環(huán)境，培養(yǎng)管理、運(yùn)維、服務(wù)團(tuán)隊;然后在此基礎(chǔ)上形成按資源使用付費(fèi)的新型服務(wù)模式，鼓勵云計算服務(wù)應(yīng)用。作為一種信息服務(wù)模式，云計算可以把大量的高度虛擬化的計算和存儲資源管理起來，組成一個大的資源池，用來統(tǒng)一提供服務(wù)。云計算平臺基礎(chǔ)設(shè)施包括機(jī)房環(huán)境、計算平臺、存儲平臺、容災(zāi)系統(tǒng)等［3］。

3)“智慧校園”的物聯(lián)感知系統(tǒng)。物聯(lián)感知系統(tǒng)應(yīng)是整個“智慧校園”中最常用的一部分。利用傳感器、采集器、RFID、二維碼、高清視頻監(jiān)控等感知技術(shù)和設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)校園環(huán)境的數(shù)字化管理和全天候監(jiān)控。首先應(yīng)根據(jù)學(xué)校具體物體部署傳感器、高清視頻等數(shù)據(jù)采集設(shè)備并聯(lián)網(wǎng);其次是利用采集器、RFID、二維碼等技術(shù)標(biāo)志校園環(huán)境;三是構(gòu)建校園環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用平臺，依據(jù)校園智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)［4］。具體可包括以下四個方面環(huán)境的建設(shè)。①基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建設(shè)。應(yīng)充分考慮IPV6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，部署IP有線核心網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，光纖匯聚交換到大樓，并著重在各樓群的出入口、校園電話亭、圖文信息樓、機(jī)房、控制室等數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)等重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行接入網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)，并對學(xué)校各主要出入口、核心交通干道、停車場等區(qū)域進(jìn)行高速無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋，為各個區(qū)域感知信息的獲取與有效傳輸提供保證;②樓宇能耗監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)。主要包括對各大樓所有水電氣抄表點(diǎn)配置各類自動抄表儀，對主要樓宇的大型空調(diào)等用電設(shè)備安裝用電采集裝置，對重要管道閥門配置遠(yuǎn)程可控接口等實(shí)現(xiàn)所有水電氣的自動能耗監(jiān)控;③平安校園網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建設(shè)。對主要實(shí)訓(xùn)室、書庫、危險品倉庫等場所安裝溫度等檢測傳感裝置，對各大樓的出入口安裝高清視頻監(jiān)控并聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)安全信息的采集、分析與危害報警等功能;④智能圖書網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建設(shè)。構(gòu)建自助化智能型圖書館，充分利用射頻、傳感等技術(shù)，創(chuàng)建學(xué)習(xí)共享空間、智慧書庫和智能讀者服務(wù)大廳，實(shí)現(xiàn)自動圖書借閱管理以及自動超期費(fèi)用結(jié)算等［5］。

3 結(jié)束語

目前數(shù)字化校園建設(shè)正如火如荼進(jìn)行，“智慧校園”的建設(shè)也已悄然走來，應(yīng)充分認(rèn)識到智慧的概念已經(jīng)來到人們的身邊，并正日益影響著人們的工作、學(xué)習(xí)和生活。因此，應(yīng)抓住建設(shè)“智慧校園”的契機(jī)，充分發(fā)揮資源的作用，為師生搭建一個良好的工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境，不斷提高學(xué)校的教育質(zhì)量、管理效率和決策能力，建設(shè)一個平安、和諧、幸福的校園。

［1］趙鈞構(gòu).構(gòu)建基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營平臺［J］.電信科學(xué)，2010(6):48-52.

［2］劉化君.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.計算機(jī)時代，2010(7):4-6.

［3］趙惠怡.試論云計算在智慧物聯(lián)網(wǎng)中的滲透［J］.科技致富向?qū)В?011(3):43-44.

［4］孔凡娟.云計算帶給圖書館的影響與思考［J］.圖書與情報，2010(2):93-95.

［5］張巧超，王德靈.展望云計算技術(shù)帶給教育行業(yè)的變革［J］.寧德師專學(xué)報:自然科學(xué)版，2009(4):382-385.

Study on"Smart/Wisdom Campus"Based on Cloud Computing

ZHAO Pei-hua
(Changzhou College of Information Technology，Changzhou 213164，China)

With the increasingly clear and specific depiction of the framework of wisdom city，wisdom campus has been gradually changing from a wishful idea into a reality and has also been merging into our campus life.With the philosophy of"intelligence+interconnection+coordination"，the wisdom campus can provide a comprehensive intelligent perceptive environment and an information service platform via which it can provide individualized service and an interactive and inter-perceptive interface to all staff and students with the world outside the campus.

cloud computing;wisdom campus;university campus

TP 311.52

A

1672-2434(2012)02-0008-03

2011-12-14

趙佩華(1957-)，男，高級工程師，從事研究方向:計算機(jī)應(yīng)用、教學(xué)管理