鄧一輝 蔡翠翔

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院，廣東 東莞 523960）

基于云計算的智慧校園網(wǎng)建設(shè)

鄧一輝 蔡翠翔

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院，廣東 東莞 523960）

利用泛在網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)極大地推動了數(shù)字校園向智慧校園發(fā)展。本文介紹了智慧校園研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，闡述了智慧校園系統(tǒng)內(nèi)涵、目標及體系架構(gòu)，提出運用先進的教育理念，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算等先進信息技術(shù)，構(gòu)建智慧校園平臺的建設(shè)方案和運營規(guī)劃。以廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院為例，提出了智慧校園整體解決方案。

智慧校園；云計算；智能感知

1 引言

根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》(2010-2020年)，國家明確對各級各類高校要求應(yīng)“把教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)”，“建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺，促進優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享”，“充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進技術(shù)，創(chuàng)新運行機制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進、高效、實用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施”[1]。于是，各高校開始邁入了基于云計算的智慧校園網(wǎng)建設(shè)階段。

2 智慧校園網(wǎng)內(nèi)涵

智慧校園指建立在以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的校園網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用系統(tǒng)如教學(xué)、科研、管理和校園生活充分融合在同一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。智慧校園網(wǎng)提供一個智能感知環(huán)境和云服務(wù)平臺，為在校師生和管理部門提供個性化服務(wù)平臺；將校務(wù)管理和學(xué)生生活的各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)匯聚于云端進行集中處理，以實現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作；通過云服務(wù)平臺和智能感知系統(tǒng)，為學(xué)校與外部世界提供交互接口。

作者所在的廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院數(shù)字校園建設(shè)存在幾方面的缺陷，如各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)單獨部署，沒有形成統(tǒng)一標準，難以優(yōu)化資源構(gòu)建共享數(shù)據(jù)平臺；各種應(yīng)用系統(tǒng)大多僅滿足本地業(yè)務(wù)需求，缺乏對未來長期規(guī)劃；隨著多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)化在線學(xué)習(xí)等新型教育平臺的發(fā)展，已建成的校園網(wǎng)在性能、業(yè)務(wù)支撐能力和可靠性等方面難以滿足需求。對此，提出我校智慧校園整體設(shè)計方案，促進數(shù)字化校園建設(shè)。

3 智慧校園網(wǎng)體系架構(gòu)

智慧校園平臺采用多層次架構(gòu)模式進行規(guī)劃和設(shè)計，將人、財、物和信息按模塊化方式統(tǒng)一進行整合和分解。智慧校園平臺架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

3.1 感知層

感知層是整個智慧校園的神經(jīng)末梢，用于對各領(lǐng)域進行全方位智能感知和數(shù)據(jù)采集，并按照一定的規(guī)范對數(shù)據(jù)進行簡單封裝、傳輸和處理，實現(xiàn)對校園內(nèi)各活動個體的狀態(tài)、環(huán)境以及各類設(shè)備的運行狀態(tài)的感知，并為智慧校園提供海量數(shù)據(jù)。

3.2 傳輸層

傳輸層是利用現(xiàn)有校園網(wǎng)、無線局域網(wǎng)和各類移動網(wǎng)絡(luò)傳輸感知層的海量數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.3 云計算中心

云計算中心是智慧校園網(wǎng)的重要數(shù)據(jù)平臺，具有良好的穩(wěn)定性和擴展性，對感知的數(shù)據(jù)、教學(xué)資源和業(yè)務(wù)資源的海量數(shù)據(jù)進行集中處理和存儲，并利用虛擬化技術(shù)對資源集中管理、分配和控制，降低運營成本。

圖1 智慧校園網(wǎng)云平臺架構(gòu)設(shè)計

校園云計算中心應(yīng)嚴格遵循《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》(GB50174-2008)標準進行施工，建成后將通過虛擬化、網(wǎng)格計算、負載均衡等技術(shù)為用戶提供個性化和集約化管理服務(wù)。

3.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層處在云平臺的頂層，對數(shù)據(jù)進行處理，作出最終的分析、決策和輸出結(jié)果。該層有4類重點應(yīng)用系統(tǒng)，包括校務(wù)管理系統(tǒng)、教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)、校園文化系統(tǒng)和公共服務(wù)系統(tǒng)。

4 智慧校園網(wǎng)三大規(guī)范體系建設(shè)

4.1 網(wǎng)絡(luò)信息安全體系

隨著云計算和虛擬化技術(shù)的普及，基于物聯(lián)網(wǎng)的安全體系建設(shè)尤為重要。從網(wǎng)絡(luò)安全體系考慮，必須重點加強物理級、系統(tǒng)級、網(wǎng)絡(luò)級、應(yīng)用級和數(shù)據(jù)級的安全建設(shè)。

4.2 編碼與數(shù)據(jù)標準體系

在智慧校園網(wǎng)中各上層應(yīng)用開發(fā)都必須和計算資源、存儲資源和虛擬資源池之間有規(guī)范的接口，為了給上層開發(fā)及應(yīng)用提供更好的支撐、解決云端數(shù)據(jù)的互操作、增強架構(gòu)的可擴展性，必須對信息編碼與數(shù)據(jù)進行標準化建設(shè)。目前傳輸網(wǎng)絡(luò)單一的編碼方法難以支持整個智慧校園的運行，在建立一套行之有效的編碼標準體系時必須參考國標、部標等文件，如《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》(CELTS-41.1)、《體系架構(gòu)與參考模型》(CEI TS-1)、《基于云計算的大數(shù)據(jù)需求與能力標準》(ITu-TY.3600)等文件，以形成統(tǒng)一的編碼和解析機制。

4.3 平臺開發(fā)開放體系

智慧校園網(wǎng)云計算平臺構(gòu)建時就將應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)標準、接口標準、數(shù)據(jù)標準、性能標準、安全標準等形成應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范，并通過基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)，構(gòu)建標準化的云計算服務(wù)體系，確定信息化的標準作業(yè)流程，為高校信息標準的建設(shè)提供管理保障。

5 智慧校園網(wǎng)建設(shè)步驟

筆者所在的廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院新校區(qū)的數(shù)字校園網(wǎng)已建成了各類應(yīng)用子系統(tǒng)，云計算中心也正在籌建中。通過學(xué)習(xí)其他兄弟院校的建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合新校區(qū)智慧校園網(wǎng)整體建設(shè)規(guī)劃，學(xué)校提出了三步走方案。

5.1 智慧校園網(wǎng)傳輸層建設(shè)

先完成智慧校園網(wǎng)傳輸層建設(shè)，理順全校信息化發(fā)展機制，制定信息化建設(shè)標準和應(yīng)用政策。

5.2 智慧校園網(wǎng)感知層、應(yīng)用層和云計算中心建設(shè)

根據(jù)智慧校園網(wǎng)總體建設(shè)規(guī)劃要求，再完成感知層建設(shè)目標，重點建設(shè)云計算數(shù)據(jù)中心。校園云計算中心作為整個智慧校園網(wǎng)的核心工程，由學(xué)校信息中心承擔規(guī)劃和建設(shè)。在條件允許的情況下，可以向校內(nèi)學(xué)生開放部分層面的應(yīng)用接口，由學(xué)生自行開發(fā)，其開發(fā)成果經(jīng)研發(fā)中心審核后并入現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)。

5.3 智慧化服務(wù)建設(shè)與應(yīng)用優(yōu)化

通過云計算平臺，并且使用大數(shù)據(jù)加強數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，以支持智慧管理、個性化服務(wù)和決策類建設(shè)目標。繼續(xù)擴大校園功能區(qū)的感知層建設(shè)，強化數(shù)據(jù)分析和共享。

6 結(jié)語

從數(shù)字校園網(wǎng)到智慧校園網(wǎng)建設(shè)，是一項系統(tǒng)工程，不能一蹴而就。面向云計算平臺的物聯(lián)網(wǎng)智慧校園網(wǎng)建設(shè)方案，通過利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)，構(gòu)建智慧校園網(wǎng)，支持校務(wù)管理、校園文化、公共服務(wù)環(huán)境、教育教學(xué)、科研支持等，使智慧校園網(wǎng)更好地服務(wù)于師生。

[1]何志強．以科學(xué)管理推進民辦高校信息化建設(shè)[J]．中國教育網(wǎng)絡(luò)，2012(3)：29-30．

[2]黃榮懷，張進寶，胡永斌，等．智慧校園：數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢[J]．開放教育研究，2012，18(4)：12-17．

[3]覃飛．面向智慧校園的情景感知系統(tǒng)研究[D]．太原：太原理工大學(xué)，2015．

[4]智慧化校園[EB/OL]．http：//baike．baidu．corn/view/5478486.Htm，2012-03-06．

[5]楊德鵬，郎為民，李虎生．云計算服務(wù)模型研究[J]．網(wǎng)絡(luò)與通信，2011(5)：3-6．

The Construction of Wisdom Campus Network Based on Cloud Computing

Deng YihuiCai Cuixiang
(Guangdong Innovative Technical College,Dongguan 523960,Guangdong)

With the ubiquitous network,the Internet of Things technology greatly promotes the development of digital campus to wisdom campus.This paper introduces the research and application status of wisdom campus,expounds the connotation,objectives and architecture of wisdom campus system.It proposes to use the advanced educational concept and combines with the Internet of Things,mobile Internet and cloud computing and other advanced information technologies to build the platform of wisdom campus. Taking Guangdong Innovative Technical College as an example,this paper proposes the wisdom campus scheme.

wisdom campus;cloud computing;intelligent perception

TP393.18

A

1008-6609(2016)12-0044-02

鄧一輝（1990-），男，廣東湛江人，本科，助教，研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全與電腦維護。