王 曦

(南陽(yáng)師范學(xué)院 軟件學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061)

“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的立體架構(gòu)及應(yīng)用研究 *

王 曦

(南陽(yáng)師范學(xué)院 軟件學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)為智慧校園建設(shè)帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+智慧校園”意味著將互聯(lián)網(wǎng)和智慧校園深度融合，具有新的技術(shù)形態(tài)、數(shù)據(jù)形態(tài)、組織形態(tài)、空間形態(tài)、結(jié)構(gòu)形態(tài)和關(guān)系形態(tài)。該文構(gòu)建了由校園感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)智能處理與存儲(chǔ)層、支撐服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層、智慧應(yīng)用層6個(gè)橫向的層次，標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估體系、安全保障體系2個(gè)縱向體系組成的“六橫兩縱”智慧校園立體技術(shù)體系架構(gòu)，并以智慧管理、智慧實(shí)驗(yàn)室為例介紹了智慧校園的智慧應(yīng)用，對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”建設(shè)進(jìn)行了初步探討，旨在為“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的智慧校園建設(shè)提供參考。

“互聯(lián)網(wǎng)+”；智慧校園；智慧管理；智慧實(shí)驗(yàn)室

一、引言

2015年3月5日，十二屆全國(guó)人大三次會(huì)議上李克強(qiáng)總理首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。2015年10月，中國(guó)共產(chǎn)黨第十八屆中央委員會(huì)第五次全體會(huì)議公報(bào)指出：實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源開(kāi)放共享。由此，“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)入了越來(lái)越多人的視野，也引起了各行各業(yè)的探討，正處在信息化高速發(fā)展的教育行業(yè)也包含其中。

目前，大多數(shù)高校處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，人數(shù)逐年遞增，規(guī)模逐漸擴(kuò)大，校園建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)了諸多新問(wèn)題、新現(xiàn)象、新特性。如何優(yōu)化和整合校園現(xiàn)有資源，構(gòu)建便捷、高效、安全、人性化、低碳化的智慧校園，如何將互聯(lián)網(wǎng)思維、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧校園深度融合，解決“互聯(lián)網(wǎng)+”視閾下智慧校園建設(shè)中出現(xiàn)的諸多問(wèn)題，是需要關(guān)注和進(jìn)一步探討的問(wèn)題[1]。本文將“互聯(lián)網(wǎng)+”與智慧校園結(jié)合在一起，概括出“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的內(nèi)涵、特征，嘗試構(gòu)建了“六橫兩縱”的“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”立體技術(shù)體系架構(gòu)，并對(duì)智慧管理、智慧實(shí)驗(yàn)室兩個(gè)智慧應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計(jì)，期望能對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的未來(lái)建設(shè)帶來(lái)一些啟發(fā)。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的內(nèi)涵特征

“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)，并非是把互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單疊加到傳統(tǒng)行業(yè)上，而是要把物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)高度融合，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將互聯(lián)網(wǎng)思維、信息通信技術(shù)融入傳統(tǒng)行業(yè)的形態(tài)演進(jìn)和深入應(yīng)用。過(guò)去的信息化校園建設(shè)，著重點(diǎn)在于校園內(nèi)各個(gè)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的更新、優(yōu)化，解決的是物理校園內(nèi)的問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)只是作為一種工具加入其中。“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，我們面臨的并非是利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)校園業(yè)務(wù)進(jìn)行補(bǔ)充、修補(bǔ)，更多的是用互聯(lián)網(wǎng)思維完全顛覆和重塑傳統(tǒng)校園，使其與互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)地融為一體，從而實(shí)現(xiàn)校園頂層設(shè)計(jì)的“轉(zhuǎn)型”和底層架構(gòu)的“升級(jí)”，最終產(chǎn)生大量的創(chuàng)新和實(shí)用價(jià)值[2]。將“互聯(lián)網(wǎng)+”與智慧校園疊加起來(lái)，是指以學(xué)習(xí)、科研、生活、管理為中心，實(shí)現(xiàn)校園這一教育載體和以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的新技術(shù)的連接和融合，構(gòu)建智能化學(xué)習(xí)、科研、生活、管理的過(guò)程，又指在此過(guò)程中打造的一個(gè)開(kāi)放、共享、創(chuàng)新的智能化校園環(huán)境本身。

結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”與智慧校園的內(nèi)涵和實(shí)際，“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的特征可概括為以下幾點(diǎn)：

(一)以泛在網(wǎng)和“云”“端”為核心的技術(shù)形態(tài)

“互聯(lián)網(wǎng)+”與智慧校園強(qiáng)調(diào)的是無(wú)所不在、無(wú)所不包、無(wú)所不能的泛在網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“人人”“人物”等各類(lèi)終端之間信息的獲取、傳輸、存儲(chǔ)、分析、管理、使用，提供隨時(shí)、隨地、隨意的順暢通信?！霸啤敝冈破脚_(tái)、云存儲(chǔ)、云計(jì)算，“端”指各類(lèi)移動(dòng)終端、智能終端。通過(guò)“端”連接“云”與用戶之間的數(shù)據(jù)、信息傳輸，使用戶獲得智能化、個(gè)性化便捷服務(wù)。

(二)以海量多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)形態(tài)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的極速發(fā)展，校園內(nèi)每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量級(jí)將從現(xiàn)在的GB(Gigabyte)和TB(Terabyte)逐漸增長(zhǎng)到PB(Petabyte)甚至EB(Exabyte)級(jí)。這些數(shù)據(jù)具有4V特性、時(shí)空多維特性、多尺度與多粒度、多元異構(gòu)性，以半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主[3]。通過(guò)大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)活化、數(shù)據(jù)挖掘等數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用和分析技術(shù)，從繁雜的數(shù)據(jù)中提取、整合信息，服務(wù)智慧校園建設(shè)。

(三)以實(shí)時(shí)感知、智能融合為目的組織形態(tài)

通過(guò)無(wú)所不在的傳感器、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能終端，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的數(shù)據(jù)獲取、感知和普適計(jì)算。通過(guò)校園中人與人、人與物、物與物之間的全面互聯(lián)，將新技術(shù)滲透到學(xué)校的各項(xiàng)業(yè)務(wù)中，在各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)個(gè)性定制、功能整合，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能融合、隨需隨意的個(gè)性化應(yīng)用，充分發(fā)揮智慧校園的整體效能。

(四)物理空間和數(shù)字空間無(wú)縫銜接的空間形態(tài)

在原來(lái)的校園體系中，受地理區(qū)域、物理空間的限制，校園與外界涇渭分明。在“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”體系中，由于互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，學(xué)習(xí)、科研、生活、管理已不局限于校園的物理邊界內(nèi)，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突破了有限的校園視閾，形成廣闊的數(shù)字空間，呈現(xiàn)出一種新型的大學(xué)校園空間形態(tài)。

(五)“六橫兩縱”立體架構(gòu)的結(jié)構(gòu)形態(tài)

智慧校園的概念由“智慧城市”衍生而來(lái)，智慧校園也是智慧城市的一個(gè)縮影。借鑒科技部“863計(jì)劃”智慧城市(一期)項(xiàng)目組提出的“六橫兩縱”的智慧城市技術(shù)框架，將“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的技術(shù)體系框架分為校園感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)智能處理與存儲(chǔ)層、支撐服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層、智慧應(yīng)用層等6個(gè)橫向的層次，即“六橫”；同時(shí)貫穿全局的有標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估體系、安全保障體系，即“兩縱”[4]。

(六)高度開(kāi)放、交互的關(guān)系形態(tài)

借助互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，智慧校園中的各類(lèi)信息化應(yīng)用和“云”深度融合、自由交互，最大程度上發(fā)揮其應(yīng)用過(guò)程中的智慧化。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，校園中的教學(xué)和科研資源打破固有的邊界和區(qū)域，不再局限于校園內(nèi)部，而是向社會(huì)延伸和開(kāi)放，例如慕課、微課等。在這種關(guān)系形態(tài)中，學(xué)習(xí)個(gè)體來(lái)源的多樣性、個(gè)體學(xué)習(xí)的自主性、個(gè)體之間的交互性、學(xué)習(xí)范圍的廣闊性都得到了前所未有的拓展。

三、“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的立體架構(gòu)

在“六橫兩縱”的智慧校園立體技術(shù)體系架構(gòu)中，詳細(xì)介紹了各層的技術(shù)集合，也確定了以校園數(shù)據(jù)的感知、獲取、傳輸為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)的分析、處理為核心，以校園內(nèi)各種服務(wù)應(yīng)用為目的的基本架構(gòu)模型?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+智慧校園”的“六橫兩縱”立體技術(shù)體系架構(gòu)如圖1所示[5]。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的“六橫兩縱”立體技術(shù)體系架構(gòu)

(一)該架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的功能需求

1.全方位的智慧聯(lián)通

隨著高校地域、人員擴(kuò)充，校區(qū)與校區(qū)之間、部門(mén)與部門(mén)之間的聯(lián)系、溝通顯得尤為重要。智慧校園作為一個(gè)感知信息、整合信息、傳播信息的綜合平臺(tái)，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)時(shí)無(wú)處不聯(lián)通、長(zhǎng)尾聚合、資源高效利用，提高校園的智慧效能。

2.業(yè)務(wù)融合的智慧支撐

智慧校園的建設(shè)目標(biāo)就是為了實(shí)現(xiàn)各類(lèi)業(yè)務(wù)的智慧融合，打破原有相對(duì)封閉、低效的信息化架構(gòu)。該架構(gòu)利用目前比較成熟的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能設(shè)備等高科技手段，打造一個(gè)開(kāi)放、高效、統(tǒng)一的信息化平臺(tái)，通過(guò)“云”的超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、按需服務(wù)等特征，為各類(lèi)業(yè)務(wù)的使用者提供個(gè)性化、智能化服務(wù)，提升業(yè)務(wù)管理者的決策水平和業(yè)務(wù)使用者的學(xué)習(xí)能力。

3.無(wú)縫集成的智慧應(yīng)用

無(wú)縫集成校園內(nèi)新舊各類(lèi)智慧應(yīng)用，消除信息孤島和數(shù)據(jù)冗余，促進(jìn)數(shù)據(jù)利用最大化。利用IT技術(shù)，把數(shù)據(jù)交換、用戶管理、身份認(rèn)證、資源共享、業(yè)務(wù)整合等融合起來(lái)，建設(shè)一個(gè)開(kāi)放性、兼容性、先進(jìn)性、安全性、持續(xù)發(fā)展性的智慧校園。例如，將智慧校園中的各類(lèi)智慧應(yīng)用集成起來(lái)，開(kāi)發(fā)成APP，實(shí)現(xiàn)一鍵操作。

(二)“六橫兩縱”的立體架構(gòu)

1.校園感知層

通過(guò)感知設(shè)備、傳感網(wǎng)和各類(lèi)移動(dòng)終端對(duì)校園實(shí)施實(shí)時(shí)感測(cè)，對(duì)校園內(nèi)人的活動(dòng)狀態(tài)、物的運(yùn)行狀態(tài)、人與物之間的互動(dòng)狀態(tài)等實(shí)時(shí)感知，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。校園感知層是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”架構(gòu)中的先決條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.數(shù)據(jù)傳輸層

采用泛在網(wǎng)中的有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)、傳輸控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)自由全面的互聯(lián)，對(duì)校園中的數(shù)據(jù)、聲音、圖像、視頻等信息進(jìn)行隨時(shí)隨地的傳輸。數(shù)據(jù)傳輸層是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

3.數(shù)據(jù)智能處理與存儲(chǔ)層

利用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、清洗、挖掘、分析、活化、建模及安全等相關(guān)技術(shù)，對(duì)匯聚的智慧校園中各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、管理，向上層提供智能處理后的數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)智能處理與存儲(chǔ)層是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”架構(gòu)中的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.支撐服務(wù)層

利用各種通用、專(zhuān)用技術(shù)軟件，構(gòu)建面向各類(lèi)校園應(yīng)用的公共服務(wù)支撐平臺(tái)，向應(yīng)用服務(wù)層和智慧應(yīng)用層提供共性服務(wù)支持。支撐服務(wù)層是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”架構(gòu)中的技術(shù)基礎(chǔ)。

5.應(yīng)用服務(wù)層

該層匯聚了不同校園業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)，提供了連接智慧應(yīng)用層的平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)，是構(gòu)建校園內(nèi)各智慧應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)，也實(shí)現(xiàn)了校園內(nèi)外跨地域、跨部門(mén)、跨業(yè)務(wù)的交互應(yīng)用。應(yīng)用服務(wù)層是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”架構(gòu)中的應(yīng)用基礎(chǔ)。

6.智慧應(yīng)用層

包括校園內(nèi)各個(gè)智慧型應(yīng)用，直接面向各類(lèi)終端和各級(jí)用戶，為各類(lèi)用戶、系統(tǒng)提供具體的智慧應(yīng)用。根據(jù)“軟”“硬”件區(qū)分，智慧應(yīng)用可歸納為下面兩大類(lèi)[6]：“智慧軟件”側(cè)重于過(guò)程的智慧化，“智慧硬件”側(cè)重于物理技術(shù)架構(gòu)的智慧化。

7.標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估體系、安全保障體系

“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”中，標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估體系主要由信息技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系、信息資源標(biāo)準(zhǔn)體系、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系、信息安全標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系、管理標(biāo)準(zhǔn)體系等組成，安全保障體系包括網(wǎng)絡(luò)安全、操作系統(tǒng)安全、服務(wù)器安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全以及應(yīng)用系統(tǒng)安全等，為智慧校園高效、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行提供了保障。

四、“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的應(yīng)用實(shí)例

(一)智慧管理

智慧管理是智慧校園的重要組成部分，是智慧校園架構(gòu)中的重要模塊，也是智慧校園中充分體會(huì)便捷、人性化、智能化服務(wù)的重要平臺(tái)。智慧管理是指將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)運(yùn)用到學(xué)校管理的各個(gè)部門(mén)，受眾到學(xué)校內(nèi)外每一個(gè)用戶，在打造一個(gè)智能化管理平臺(tái)的同時(shí)，讓每一個(gè)受眾者體會(huì)到便捷、高效、安全、人性化服務(wù)的管理過(guò)程，在各種管理系統(tǒng)的信息化平臺(tái)上，對(duì)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新等高校職能提供智能化服務(wù)。

目前，大部分學(xué)校的教育管理信息化水平都比較高，但是也存在著部門(mén)之間系統(tǒng)不兼容、數(shù)據(jù)共享程度低、數(shù)據(jù)冗余度大、信息利用不充分等問(wèn)題。各個(gè)學(xué)校建成的信息化系統(tǒng)龐雜繁復(fù)，導(dǎo)致用戶被動(dòng)地去適應(yīng)系統(tǒng)，便捷性、高效性大打折扣。在“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”的發(fā)展階段，更強(qiáng)調(diào)用戶的核心地位，注重系統(tǒng)和用戶之間交互性的開(kāi)發(fā)，強(qiáng)調(diào)在交互開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，各類(lèi)智慧應(yīng)用的數(shù)據(jù)、信息以個(gè)性化、按需地推送給用戶，提供動(dòng)態(tài)、高效服務(wù)。

為了提升校園管理的智慧水平，充分利用管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，需要建立統(tǒng)一的智慧管理云平臺(tái)，對(duì)用戶需求進(jìn)行智能分析、響應(yīng)、處理，提供資源配置、數(shù)據(jù)集成、信息管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、管理質(zhì)量監(jiān)控等業(yè)務(wù)支持，實(shí)現(xiàn)教育管理的資源配置預(yù)測(cè)、智能決策、過(guò)程管控、科學(xué)評(píng)估和安全預(yù)警等[7]。參考上述架構(gòu)，結(jié)合高校智慧管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，給出某高?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的智慧管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 智慧管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在該架構(gòu)中，以攝像頭、傳感器、RFID、手機(jī)移動(dòng)終端等感知設(shè)施為基礎(chǔ)，采集的視頻、語(yǔ)音、圖片、文字、數(shù)據(jù)通過(guò)3G/4G通信、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信傳輸，在校園云平臺(tái)利用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、計(jì)算、分析、備份等。涉及校園智慧管理相關(guān)內(nèi)容，數(shù)據(jù)資源包括了“人、事、物、地”的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化類(lèi)型的數(shù)據(jù)。支撐服務(wù)層具體細(xì)化為應(yīng)用集成環(huán)境、數(shù)據(jù)支撐服務(wù)和決策支持服務(wù)等內(nèi)容。在智慧管理的應(yīng)用服務(wù)層，以智慧管理涵蓋的業(yè)務(wù)管理和處置過(guò)程為依據(jù)，設(shè)計(jì)了OA應(yīng)用系統(tǒng)、人事信息管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)、綜合財(cái)務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)、教務(wù)管理平臺(tái)等應(yīng)用模型。通過(guò)智慧管理應(yīng)用平臺(tái)，在PC和移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，對(duì)全校數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、協(xié)同，隨時(shí)隨地提供智能化服務(wù)，并自動(dòng)生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，為智慧決策提供大數(shù)據(jù)支持。

(二)智慧實(shí)驗(yàn)室

高校實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力的重要任務(wù)，也是教師教學(xué)、科研、創(chuàng)新能力提高的重要平臺(tái)。目前，大部分高校實(shí)驗(yàn)室還存在著信息管理碎片化、設(shè)備管理人工化、安全管理非智能化、環(huán)境管理非低碳化、資源管理非共享化等諸多問(wèn)題。智慧實(shí)驗(yàn)室作為智慧校園的重要組成部分，以物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、射頻識(shí)別、云技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，為師生提供一個(gè)智能化實(shí)驗(yàn)環(huán)境和綜合信息管理系統(tǒng)，打造一個(gè)泛在互聯(lián)、互動(dòng)協(xié)作、高度開(kāi)放、信息共享、智能化、可視化、低碳化、安全化的智慧應(yīng)用平臺(tái)[8]。

結(jié)合智慧實(shí)驗(yàn)室的功能需求，智慧實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。智慧實(shí)驗(yàn)室體系主要由三部分構(gòu)成：第一部分由實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息系統(tǒng)、設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)、智能水電管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、智能門(mén)禁系統(tǒng)、智能環(huán)境系統(tǒng)等七個(gè)功能子系統(tǒng)組成；第二部分是總控系統(tǒng)，采集存儲(chǔ)傳感器節(jié)點(diǎn)信息，并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)收集的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)、分析、處理；第三部分是客戶端訪問(wèn)控制設(shè)備，由觸摸控制臺(tái)、PC、手機(jī)等移動(dòng)終端組成，用戶通過(guò)這些終端進(jìn)行操作和控制[9]。

圖3 智慧實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)

在七個(gè)功能子系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息系統(tǒng)安裝在客戶端，用于顯示實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)、課程名稱(chēng)、課程時(shí)間、授課老師、專(zhuān)業(yè)班級(jí)，便于查詢、統(tǒng)計(jì)。設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽、RFID讀卡器和配套軟件組成，設(shè)備、儀器、耗材、藥劑上帶有RFID標(biāo)簽，實(shí)驗(yàn)室門(mén)口安裝有超高頻RFID讀卡器，對(duì)設(shè)備等采購(gòu)、出入庫(kù)、使用操作、維修進(jìn)行統(tǒng)一管理。智能水電管理系統(tǒng)對(duì)用電、用水、用氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能控制，并將其用量與上一周期進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)，如有異常，及時(shí)發(fā)出警告提示。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)攝像頭能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控室內(nèi)及周邊防范系統(tǒng)(公共區(qū)域監(jiān)控、出入口管理聯(lián)動(dòng))、紅外柵欄/門(mén)窗報(bào)警系統(tǒng)(區(qū)域監(jiān)視、報(bào)警聯(lián)動(dòng)管理)、實(shí)驗(yàn)室安防(燃?xì)鈭?bào)警、火警、緊急觸發(fā))等功能，并對(duì)采集的實(shí)時(shí)安防信息進(jìn)行分析處理[10]?？记谙到y(tǒng)由RFID考勤機(jī)、考勤卡和配套軟件組成，對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行身份識(shí)別、考勤統(tǒng)計(jì)，對(duì)非法用戶進(jìn)行警告提示，并對(duì)考勤情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、存檔打印。智能門(mén)禁系統(tǒng)具有身份認(rèn)證、遠(yuǎn)程控制開(kāi)門(mén)、來(lái)訪視頻監(jiān)視、預(yù)警報(bào)警等功能。智能環(huán)境系統(tǒng)是基于溫濕度、光線、煙霧傳感器和空調(diào)、電視、電燈、窗簾的開(kāi)關(guān)控制器搭建的，通過(guò)傳感器對(duì)溫度、濕度、采光、煙霧等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、分析、處理，通過(guò)總控系統(tǒng)連接空調(diào)、電視、電燈、窗簾等，執(zhí)行相應(yīng)的操作。

五、結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)的洶涌浪潮不斷沖擊著教育行業(yè)，迫使教育行業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)、整合、創(chuàng)新。面對(duì)此嚴(yán)峻形勢(shì)，將“互聯(lián)網(wǎng)+”與智慧校園高度融合，體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)：資源高效利用、無(wú)界線信息交流、綠色低碳化發(fā)展、全方位一體化智能服務(wù)。但在該架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中會(huì)遇到諸多問(wèn)題：硬件不匹配、軟件不兼容、管理隊(duì)伍不專(zhuān)業(yè)、使用者信息化水平不高等瓶頸問(wèn)題。下一步的研究主要關(guān)注上述問(wèn)題的解決和網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題的防范。“互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園”不僅是校園信息化建設(shè)的新階段，更是新形勢(shì)下校園建設(shè)的新變革。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧校園將借助互聯(lián)網(wǎng)和新技術(shù)的力量，把搭建智能化信息平臺(tái)和構(gòu)建智能化教學(xué)、科研、管理、生活過(guò)程作為目標(biāo)，積極面對(duì)高等教育的轉(zhuǎn)型發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)。

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Three-dimensional Construction and Application Study on “Internet+ Smart Campus”

Wang Xi
(School of Software, Nanyang Normal University, Nanyang Henan 473061)

With “Internet+” age coming, Internet brings about opportunity as well as challenge to the construction of smart campus.Uniting internet and smart campus, “Internet+ Smart Campus” possesses new forms of technology, data, organization, space,structure and relationship, and constructs a three-dimensional technological framework of six horizontal levels including campus perception, data transmission, intelligent data processing and storage, supportive services, application services, smart application,and two longitudinal systems including standard and evaluation, security assurance. This thesis presents the application of smart administration and smart lab, making a preliminary discussion of “Internet+ smart campus” construction, in order to provide a reference for smart campus construction in the context of “Internet+”.

“Internet+”; Smart Campus; Smart Administration; Smart Lab

G434

A

王曦：碩士，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全(nanyangwangxi@163.com)。

2016年7月28日

責(zé)任編輯：趙興龍

1006—9860(2016)10—0107—05

* 本文受到河南省科技廳基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)與云計(jì)算環(huán)境下智慧校園架構(gòu)及應(yīng)用研究”(項(xiàng)目編號(hào)：142300410397)資助。