代興梅 隨州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 441300

基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字化校園建設(shè)研究

代興梅 隨州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 441300

隨著當(dāng)代信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)數(shù)字化校園已經(jīng)成為教育信息化發(fā)展的重要課題。基于目前數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀以及存在的問題，本文從云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)出發(fā)，提出了一種基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化校園建設(shè)模型，對數(shù)字化校園的實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行了闡述，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研發(fā)能力、加強(qiáng)師生互動(dòng)和區(qū)域資源的共享具有重要的意義。

云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)字化

0　引言

目前我國數(shù)字化校園建設(shè)取得了驚人的成績，但是在建設(shè)當(dāng)中仍然存在著很多的問題，如資源利用率低、資源不平衡、共享不夠、缺乏維護(hù)、規(guī)劃不科學(xué)等。數(shù)字化校園如果沒有很好的適應(yīng)性、拓展性和靈活性，就不能滿足現(xiàn)代化校園建設(shè)與教育發(fā)展需要。數(shù)字化校園的建設(shè)要遵循教育信息化帶動(dòng)教育現(xiàn)代化的原則，采用創(chuàng)新的管理、建設(shè)與運(yùn)行機(jī)制，統(tǒng)籌規(guī)劃、分層推進(jìn)?；谠朴?jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化校園建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了資源的統(tǒng)一管理和靈活分配，降低了數(shù)字化校園建設(shè)的運(yùn)維成本，提高了數(shù)字化校園的安全性能。

1　云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字化校園中的應(yīng)用

1.1云計(jì)算在數(shù)字化校園中的應(yīng)用

云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、用戶參與的一種技術(shù)手段和實(shí)現(xiàn)模式，具有超大規(guī)模，擁有大量的服務(wù)器，其賦予用戶的計(jì)算能力是前所未有的；云計(jì)算是虛擬化的，沒有有形實(shí)體，實(shí)現(xiàn)了資源的整合，讓軟硬件相分離；云計(jì)算具有高可靠性和通用性。云計(jì)算將所有的數(shù)據(jù)集中到云中進(jìn)行統(tǒng)一的管理，使應(yīng)用與終端設(shè)備毫無關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了人們用最低成本獲取最大利益的愿望。

1.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化校園中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)被定義為：一種利用各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的巨大網(wǎng)絡(luò)，其中傳感設(shè)備包括射頻識(shí)別裝置、全球定位系統(tǒng)、紅外線傳感器、激光掃描等，為學(xué)校管理層的教學(xué)管理、決策、分析和規(guī)劃提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)支持。如果說云計(jì)算技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中是軟件配置，那么，物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字化校園建設(shè)中就是硬件基礎(chǔ)，只有軟件和硬件積極配合，才可以成功建設(shè)數(shù)字化校園。物聯(lián)網(wǎng)的目的就是將所有物品都與互聯(lián)網(wǎng)連接到一起，便于識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了物與物之間的聯(lián)通，真實(shí)世界物品、虛擬世界物品的相互聯(lián)通，有效的支持了人與人之間的交互、人與物之間的交互和人機(jī)交互?？偠灾锫?lián)網(wǎng)是一個(gè)物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是數(shù)字化校園建設(shè)的主要組成部分。

2　基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化校園建設(shè)模型

結(jié)合數(shù)字化校園建設(shè)的實(shí)際情況，本文提出了一種基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化校園建設(shè)模型，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。該設(shè)計(jì)采用模塊化的方法對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1建立云計(jì)算技術(shù)平臺(tái)

在數(shù)字化校園建設(shè)中，云計(jì)算是基于網(wǎng)絡(luò)的一種計(jì)算模式，是由計(jì)算機(jī)集群構(gòu)成的，建立云計(jì)算平臺(tái)可以提供高集成、高智能、高效率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)。結(jié)合虛擬技術(shù)、以網(wǎng)絡(luò)為載體，將大量的虛擬化資源管理起來，形成一個(gè)龐大的計(jì)算和資源中心進(jìn)行協(xié)調(diào)工作，統(tǒng)一向用戶提供服務(wù)。

2.2物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)

在數(shù)字化校園建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)該是一個(gè)硬件基礎(chǔ)建設(shè)，它是利用感知技術(shù)，例如，利用傳感器、采集器、二維碼、 RFID、視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)采集技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園的智能化管理。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建校園信息平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫，推動(dòng)數(shù)字化校園建設(shè)，包括自助圖書網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、平安校園網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、樓宇能耗監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。

2.3建設(shè)傳感器網(wǎng)

傳感器網(wǎng)是數(shù)字化校園建設(shè)的控制與協(xié)調(diào)技術(shù)，可以提供小范圍或局域內(nèi)物與物之間的信息交換，是物聯(lián)網(wǎng)末端采用的關(guān)鍵技術(shù)之一，是數(shù)字化校園建設(shè)的核心技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和延伸的基礎(chǔ)。傳感器網(wǎng)絡(luò)主要包括三個(gè)方面：感應(yīng)、通信和計(jì)算，其中無線數(shù)據(jù)庫技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。

2.4服務(wù)支持和接入系統(tǒng)

作為數(shù)字化校園建設(shè)的系統(tǒng)承載平臺(tái)，提供跨平臺(tái)的框架和底層通信服務(wù)，為各系統(tǒng)的開發(fā)、運(yùn)行和部署提供支撐作用。使用應(yīng)用服務(wù)器和門戶服務(wù)器作為基層支撐軟件，這樣有利于數(shù)字化校園的應(yīng)用系統(tǒng)的功能和內(nèi)容上的統(tǒng)一。其中門戶服務(wù)的功能包括用戶管理與授權(quán)、單點(diǎn)登錄、個(gè)性化服務(wù)、內(nèi)容管理、支持多種設(shè)備的接入等。主要通過校園門戶網(wǎng)站W(wǎng)EB和校園移動(dòng)網(wǎng)站W(wǎng)AP來作為服務(wù)接入方式進(jìn)行接入入口的統(tǒng)一登入。

3　云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字化校園中的實(shí)現(xiàn)途徑

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園的建設(shè)目標(biāo)，為廣大教師和學(xué)生提供云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的數(shù)據(jù)共享互聯(lián)和協(xié)作，利用虛擬化技術(shù)、構(gòu)建校園云，結(jié)合RFID和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)學(xué)校數(shù)字化校園建設(shè)跨越式發(fā)展。

為了滿足用戶和應(yīng)用規(guī)模的增長需要，云的規(guī)模要?jiǎng)討B(tài)伸縮，實(shí)施數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、節(jié)點(diǎn)計(jì)算同構(gòu)可互換等方法保證數(shù)據(jù)的高可靠性。云的最大好處在于大數(shù)據(jù)爆發(fā)環(huán)境下的瘦終端，利用虛擬化技術(shù)將各種資源集合在一起，提供一個(gè)信息數(shù)據(jù)的龐大資源池，可以動(dòng)態(tài)伸縮，提高資源的利用率。具體措施有：

（1）設(shè)備虛擬化技術(shù)；

（2）資源監(jiān)控與負(fù)載管理；

（3）采用冗余備份技術(shù)將數(shù)據(jù)損壞和丟失幾率降到最低；

（4）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)部署和快速部署；

（5）資源調(diào)度和多租戶技術(shù)；

（6）海量數(shù)據(jù)處理與大規(guī)模分布式存儲(chǔ)。

4　結(jié)束語

云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了數(shù)字化校園的建設(shè)，為學(xué)校的發(fā)展提供了廣闊的空間?；谠朴?jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化校園建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了校園的可視化管理和校園內(nèi)的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通，大量的資源和信息在云計(jì)算平臺(tái)聚合并產(chǎn)生新的信息，為廣大的師生提供了智能化的業(yè)務(wù)和服務(wù)平臺(tái)，具有科學(xué)化、人性化、智能化的特點(diǎn)。建立和發(fā)展數(shù)字化校園是優(yōu)化教育環(huán)境、深化教育改革的重要途徑，是未來教育的發(fā)展方向。建設(shè)基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化校園是一項(xiàng)復(fù)雜而龐大的工程，需要巨大的資金投入和長期的技術(shù)支持和后期維護(hù)。學(xué)校應(yīng)結(jié)合實(shí)際，充分利用社會(huì)資源提高和完善數(shù)字化校園建設(shè)。

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