代興梅（武漢理工大學(xué)，430070）

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基于云計(jì)算的智慧校園規(guī)劃設(shè)計(jì)

代興梅
（武漢理工大學(xué)，430070）

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷完善，智慧校園已經(jīng)成為了多媒體校園建設(shè)的新模式。本文基于多媒體校園建設(shè)的現(xiàn)狀，提出了一種基于云計(jì)算的智慧校園規(guī)劃設(shè)計(jì)，為師生提供了一個(gè)智能化綜合信息服務(wù)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)校園的可視化管理，是師生可以全面感知校園資源，提高資源的利用率，縮小校際距離。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；智慧校園；規(guī)劃設(shè)計(jì)

0　引言

自從IBM公司推出“智慧地球”概念以后，在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)一股“智慧城市”口號(hào)熱潮，我國(guó)許多城市也將“智慧城市”建設(shè)作為新型城市建設(shè)模型，而“智慧校園”是“智慧城市”建設(shè)的重要組成部分。智慧校園是信息化發(fā)展的新階段，而云計(jì)算等技術(shù)為智慧校園的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，推動(dòng)著信息化教育的跨越式發(fā)展。智慧校園通過(guò)綜合信息服務(wù)平臺(tái)，集中了校園的系統(tǒng)信息資源，為師生提供了全面協(xié)同的智能化感知環(huán)境，并最終實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的動(dòng)態(tài)分配和信息服務(wù)的自助化獲取。

1　智慧校園內(nèi)涵特征與云計(jì)算技術(shù)

1.1智慧校園內(nèi)涵特征

智慧校園的建設(shè)遵循了“服務(wù)指導(dǎo)、強(qiáng)化協(xié)同、分步實(shí)施”的基本原則，融合服務(wù)和管理理念，整合教育資源，為師生提供了便捷的學(xué)習(xí)、生活、教學(xué)等信息化服務(wù)。該智慧校園的設(shè)計(jì)就是要充分的整合信息教育的軟硬件資源，實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配和均衡負(fù)載，有效提高資源利用率。同時(shí)，要有效管理各個(gè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)之間的關(guān)系，統(tǒng)一管理應(yīng)用接口，搭建校園公共服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的產(chǎn)品化。在設(shè)計(jì)中，要充分重視數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和數(shù)據(jù)的重復(fù)建設(shè)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，構(gòu)建一體化的綜合平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能化管理，并為校園提供科學(xué)化的決策。

1.2云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算是基于網(wǎng)絡(luò)的一種計(jì)算模式，利用非本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器的分布式計(jì)算機(jī)，通過(guò)并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等技術(shù)，將很多的計(jì)算機(jī)整合到一起，通過(guò)平臺(tái)即服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)等模式實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)，讓用戶可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和應(yīng)用的共享。同時(shí)，云計(jì)算還具有高可靠性、超大規(guī)模、可擴(kuò)展性等特征。隨著云計(jì)算的發(fā)展和普及，學(xué)校、教育和個(gè)人都在逐漸的向“云”上遷徙，這對(duì)建設(shè)智慧校園帶來(lái)了積極的影響。

2　智慧校園的設(shè)計(jì)需求和原則

2.1 統(tǒng)一的管理平臺(tái)

智慧校園的建設(shè)包括很多的子系統(tǒng)，其建設(shè)周期長(zhǎng)、規(guī)模大。智慧校園的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)包含資源共享、信息匯集、應(yīng)用整合和綜合運(yùn)營(yíng)的統(tǒng)一管理平臺(tái)，可以提供集成服務(wù)，有效改善學(xué)校各部門(mén)信息資源的封閉和壟斷的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)校園資源的共享，整體提高教育信息化的建設(shè)水平。

2.2建立信息融合平臺(tái)

信息融合是智慧校園建設(shè)的核心，包括身份標(biāo)識(shí)、感知信息和應(yīng)用數(shù)據(jù)等的融合，可以為智慧校園提供綜合的信息集成應(yīng)用能力，信息融合平臺(tái)通過(guò)重組、加工、變換等方式整合信息數(shù)據(jù)，統(tǒng)一信息管理，提供信息服務(wù)。該平臺(tái)能夠更好的為智慧校園的建設(shè)教學(xué)資源共享體系，為學(xué)生提供全面感知的靈活教學(xué)資源。

2.3智慧校園設(shè)計(jì)原則

（1）統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享；

（2）堅(jiān)持開(kāi)放性原則，智慧校園建設(shè)要對(duì)各應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)/數(shù)據(jù)庫(kù)等進(jìn)行統(tǒng)一的考慮；

（3）建設(shè)一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的、先進(jìn)的智慧校園；

（4）在智慧校園建設(shè)中要充分考慮系統(tǒng)安全性問(wèn)題；

3　智慧校園的建設(shè)架構(gòu)

智慧校園的建設(shè)關(guān)鍵是打破傳統(tǒng)的將IT基礎(chǔ)設(shè)施和物理基礎(chǔ)設(shè)施分裂開(kāi)的方法，將各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息資源進(jìn)行有效的整合與集成，從數(shù)字校園到智慧校園，不但要融合全新的服務(wù)理念，還要具備全面的管理信息和業(yè)務(wù)的共享機(jī)制，不斷優(yōu)化流程、提升管理水平。在借鑒很多國(guó)內(nèi)外智慧校園的規(guī)劃設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于云計(jì)算的智慧校園規(guī)劃設(shè)計(jì)模型。

4　智慧校園建設(shè)技術(shù)

4.1基于云計(jì)算技術(shù)的智慧校園體系架構(gòu)

云計(jì)算技術(shù)是通過(guò)強(qiáng)大的實(shí)體基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)提供云計(jì)算服務(wù)，主要內(nèi)容有：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IAAS、平臺(tái)即服務(wù)PAAS、軟件即服務(wù)SAAS，云計(jì)算技術(shù)引入學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)和個(gè)人信息存儲(chǔ)，這將對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來(lái)很大影響。一方面，學(xué)習(xí)著可以通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)自由的選擇各種形式的學(xué)習(xí)資源，更好的利用網(wǎng)絡(luò)中的信息資源和服務(wù)。另一方面，教育管理人員和教育科研人員能更好的管理教學(xué)資源，了解教育效果，還可以科學(xué)的開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程。采用云計(jì)算的模式可以充分利用整合現(xiàn)有的硬件資源，降低軟件的開(kāi)發(fā)和采購(gòu)成本，在有限的資金和時(shí)間等條件下進(jìn)行校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

4.2基于云計(jì)算的智慧校園解決方案

智慧校園應(yīng)該是在數(shù)字化校園基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種校園模式，智慧校園的解決方案應(yīng)該從軟硬兩個(gè)方面來(lái)考慮，硬件方面，要充分利用具有智能感知特點(diǎn)的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，從實(shí)驗(yàn)室、教室、圖書(shū)館、學(xué)生宿舍、食堂等各個(gè)生活、學(xué)習(xí)區(qū)域進(jìn)行布局和建設(shè)，建立校園一卡通，把師生飯卡、水卡、電卡、手機(jī)卡、圖書(shū)閱借閱卡、宿舍教室實(shí)驗(yàn)室鑰匙等實(shí)行集成統(tǒng)一，構(gòu)建智慧校園后勤管理與服務(wù)信息化校園環(huán)境。另外，有了各種智能感知的硬件建設(shè)基礎(chǔ)，學(xué)校教學(xué)管理人員就可以自動(dòng)收集各類(lèi)教學(xué)數(shù)據(jù)，例如，師生到課、實(shí)驗(yàn)室多媒體教室使用率等，在課題申報(bào)、科學(xué)研究、項(xiàng)目結(jié)題、財(cái)務(wù)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)生成海量數(shù)據(jù)并分析。

軟件建設(shè)方面，實(shí)質(zhì)就是各類(lèi)通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用、整合與優(yōu)化技術(shù)，例如“云計(jì)算”“物聯(lián)網(wǎng)”“互聯(lián)網(wǎng)”“信息技術(shù)”“3G互聯(lián)網(wǎng)”“傳感技術(shù)”等?？蛻絷P(guān)心的是使用體驗(yàn)和智慧校園帶來(lái)的便利，軟件建設(shè)是智慧校園技術(shù)員考慮的問(wèn)題，目標(biāo)是在智慧校園下，各類(lèi)資源、軟件、系統(tǒng)要融通，統(tǒng)一接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成與共享，消除信息孤島，建立開(kāi)放、互動(dòng)、協(xié)作的智能化綜合信息服務(wù)平臺(tái)。智慧校園底層的支持模塊由WEB服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器群和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)組成，這些設(shè)備通過(guò)“云計(jì)算”網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，各種復(fù)雜應(yīng)用都封裝到多個(gè)虛擬機(jī)上，不同類(lèi)型和層次的應(yīng)用分類(lèi)安裝在不同的虛擬機(jī)模塊，相應(yīng)的，根據(jù)節(jié)點(diǎn)代理不同要選擇不同的中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)DB的訪問(wèn)。

5　結(jié)束語(yǔ)

本文中我們基于云計(jì)算技術(shù)，提出了一種基于云計(jì)算的智慧校園的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化校園向智慧校園的順利過(guò)渡。整合教育資源，實(shí)現(xiàn)了資源的動(dòng)態(tài)分配、合理負(fù)載、數(shù)據(jù)高度集中共享，進(jìn)一步優(yōu)化了校園的教學(xué)手段，提高了學(xué)生的自學(xué)能力，推動(dòng)了校園制度的創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)了教學(xué)信息化、管理決策科學(xué)化的目標(biāo)。

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2.3物聯(lián)網(wǎng)在高校能源資源管理中的應(yīng)用

高校是一個(gè)能源消耗的大單位，主要是照明、空調(diào)用電、校園網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)中心用電以及各類(lèi)教學(xué)機(jī)房用電、實(shí)驗(yàn)室用電以及校園各區(qū)域自來(lái)水使用情況。如何建立一套集能耗采集調(diào)控、數(shù)據(jù)分析和實(shí)施管理系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)智能校園互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的體現(xiàn)。（1）目前是采用RFID自動(dòng)抄表系統(tǒng)對(duì)區(qū)域各功能損耗進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，并將計(jì)量數(shù)據(jù)采集到系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣就可以實(shí)時(shí)或定時(shí)完成系統(tǒng)計(jì)量表的抄、核、收、查、控等功能。（2）根據(jù)環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度，建立一些設(shè)備電子標(biāo)簽如辦公室空調(diào)，教室空調(diào)，實(shí)驗(yàn)室，機(jī)房空調(diào)，教室照明設(shè)備，居室照明和路燈照明設(shè)備等，逐漸完善無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，在重要的位置安裝無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，設(shè)備采集，分析的能耗，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，節(jié)約高校的能量消耗。

3　結(jié)束語(yǔ)

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是建設(shè)高校智慧校園系統(tǒng)最好運(yùn)用體現(xiàn)，能夠顯著提高提升高校教育信息化、智能化和數(shù)字化的進(jìn)程，利用云技術(shù)等平臺(tái)，逐漸能實(shí)現(xiàn)高校的硬件和軟件的整合，真正為學(xué)生和教師提供共享資源。但是目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖廣泛用在高校的教學(xué)管理、學(xué)生管理等各方面，但是仍然存在一定差距，需要廣大研究人員的不斷探索，進(jìn)一步完成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校建設(shè)中的應(yīng)用。

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The wisdom of the campus planning and design based on Cloud Computing

Dai Xingmei
（Wuhan University of Technology，430070）

Abstract：Along with the Internet,cloud computing,the continuous improvement of the technology,such as data,the wisdom of the campus has become the new mode of multimedia campus construction.This paper based on the present situation of multimedia campus construction proposed a wisdom of the campus planning and design based on cloud computing,and provided for an intelligent integrated information service platform, can realize the visualization management of campus,teachers and students can be fully aware of the campus resources, improve resource utilization rate and reduce the distance between schools.

Keywords：cloud computing;intelligent campus;planning and design