廖 濤 周 旭 陳 輝

（安徽理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系，安徽 淮南232001）

隨著科技的不斷發(fā)展，各個(gè)高校信息化不斷提升，傳統(tǒng)的校園管理模式已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在高校對(duì)信息化的需求，智慧校園的建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)今高校建設(shè)的潮流,同時(shí)這也是衡量教育現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,這些年來已經(jīng)引起了了人們的廣大的關(guān)注。智慧校園是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智能化教育、智慧化的生活的校園模式。學(xué)校的相關(guān)人員都可以通過智慧校園獲得自己所需要的資源，同時(shí)也能分享自己的資源，這樣就極大的實(shí)現(xiàn)了資源的共享，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了相關(guān)信息資源的有效的采集與分析、高效的應(yīng)用和便捷的服務(wù)。

1 智慧校園的內(nèi)涵

智慧校園是中國(guó)教育研究者提出具有中國(guó)特色的概念。由于高等教育和基礎(chǔ)教育在學(xué)校形式上存在差異，因此他們的信息技術(shù)解決方案有很大差異[1]。對(duì)于其內(nèi)涵，不同研究領(lǐng)域的專家和學(xué)者給出的定義有不同的側(cè)重點(diǎn)。從物聯(lián)網(wǎng)的角度來看，智慧校園是一種同時(shí)具有信息、網(wǎng)絡(luò)和廣泛的感知信息終端的校園模式[2]。從智慧教育的角度來看，智慧校園是依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智慧教育所劃分的一部分，同時(shí)也服務(wù)于智慧教育[3]。有一些專家認(rèn)為，從不同的專業(yè)方向來看，智慧校園是指開放的生活環(huán)境和舒適的教學(xué)環(huán)境。該環(huán)境為全校師生提供極大的便捷，同時(shí)全校覆蓋的網(wǎng)絡(luò)為老師教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)提供有效的支持[4]。綜上所述，高校智慧校園是當(dāng)代教育的高級(jí)形態(tài)的表現(xiàn)。

2 智慧校園的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

自21 世紀(jì)以來，西方國(guó)家的智慧校園發(fā)展進(jìn)程已經(jīng)非常快樂。具體而言，國(guó)外智慧校園建設(shè)的現(xiàn)狀如下：

國(guó)外智慧校園的建設(shè)是通過相關(guān)的交流平臺(tái)來營(yíng)造出社會(huì)學(xué)習(xí)環(huán)境。國(guó)外智慧校園有許多學(xué)生社交平臺(tái)如Facebook 等媒體手段，還有學(xué)校內(nèi)部的服務(wù)交流平臺(tái)可供學(xué)生交流。國(guó)外利用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建云平臺(tái)，該平臺(tái)讓學(xué)習(xí)可以隨時(shí)在線學(xué)習(xí)，方便快捷。

雖然國(guó)內(nèi)智慧校園建設(shè)起步晚于國(guó)外，但近年來，它得到了政府的大力支持。目前，國(guó)內(nèi)校園基本構(gòu)建了完整的網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)，可以在校園的任何地方上網(wǎng)。目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧校園的應(yīng)用非常廣泛，由于現(xiàn)在學(xué)生老師信息過于龐大，我國(guó)許多大學(xué)都采用大數(shù)據(jù)技術(shù)來進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。便于學(xué)校進(jìn)行管理和決策。同時(shí)大學(xué)中也是需要相應(yīng)的硬件設(shè)施。南京郵電大學(xué)搭建了一套完善的綜合信息服務(wù)平臺(tái)，提供各種科研、教學(xué)、溝通、管理和生活服務(wù)[5]。

3 智慧校園的規(guī)劃

對(duì)智慧校園提出了規(guī)劃，主要包括智慧校園建設(shè)目標(biāo)，智慧校園的建設(shè)原則，智慧校園的體系架構(gòu)三個(gè)模塊。

3.1 智慧校園建設(shè)目標(biāo)。在統(tǒng)一開發(fā)平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一資源管理、的基礎(chǔ)上運(yùn)用智慧校園平臺(tái)將學(xué)習(xí)、研究、管理、生活等活動(dòng)集成到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下，使智慧校園達(dá)到四個(gè)智能化，即領(lǐng)導(dǎo)決策智能化、學(xué)習(xí)過程智能化、管理服務(wù)智能化、教學(xué)過程智能化；智慧校園的構(gòu)建提高了學(xué)校人員的工作效率。

3.2 智慧校園的原則。以“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、軟硬兼施、高效管理、資源共享”為原則，按照要求以及領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)一安排建設(shè)一個(gè)智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的智慧校園。

3.3 智慧校園的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來進(jìn)行整體建設(shè)[6]。將嵌入傳感器的的物品通過學(xué)校布置的一些基站和射頻的技術(shù)，尋找離自己最近的基站，從而實(shí)現(xiàn)物物相聯(lián)的目的。

4 智慧校園的設(shè)計(jì)方案

總體框架的最頂層是與用戶直接交互的統(tǒng)一門戶服務(wù)；其次是服務(wù)整合；再之則是數(shù)據(jù)整合；最底層是硬件整合。

4.1 硬件支撐層。感知層涉及數(shù)據(jù)采集，在校園網(wǎng)中已有設(shè)備基礎(chǔ)上，額外安裝一些傳感器等智能終端，如環(huán)境感應(yīng)器、視頻傳感器、位置傳感器等。

4.2 應(yīng)用支撐層。支撐平臺(tái)以數(shù)字化校園中軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)，開發(fā)了如信息整合平臺(tái)和應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)等，對(duì)各類身份角色信息、傳感器所得到的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。

4.3 應(yīng)用層。主要以相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)為主：教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、校企合作系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、科研系統(tǒng)。這些系統(tǒng)供給接入層的用戶使用，大大的提升的效率。

4.4 服務(wù)層。綜合服務(wù)是智慧校園的表現(xiàn)形式，是在之前一系列的的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)站、客戶端的方式展現(xiàn)給人們看到，再由此構(gòu)建相關(guān)的校園服務(wù)平臺(tái)。

4.5 接入層。這一層主要就是提供給學(xué)生，老師，學(xué)校管理人員以及社會(huì)人員進(jìn)行登陸，這一層也是非常關(guān)鍵，因?yàn)楹竺娴亩际枪┻@一層人員使用的。

5 智慧校園系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

在上述的智慧校園的設(shè)計(jì)方案匯總的應(yīng)用層與服務(wù)層包含了智慧校園系統(tǒng)的六個(gè)功能模塊，具體內(nèi)容如圖所示。

智慧校園系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

5.1 身份管理模塊。身份管理模塊認(rèn)證和管理全校師生身份。通過學(xué)校智慧校園校務(wù)中心，在校師生沒人都可以申請(qǐng)（轉(zhuǎn)下頁）一張SIM卡，卡上使用RFID電子標(biāo)簽來存儲(chǔ)個(gè)人基本信息，這張SIM卡就存儲(chǔ)每個(gè)人在校的對(duì)應(yīng)信息，從而智能管理身份的目的。

5.2 智慧教學(xué)模塊。智慧教室感知并監(jiān)控教室中的人、設(shè)備等，將獲取的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，同時(shí)考慮教學(xué)內(nèi)容中具體情況，使用現(xiàn)代教育技術(shù)等科學(xué)教學(xué)手段和一定硬件條件，從而使智慧教室中教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化性呈現(xiàn)、課堂教學(xué)深度性互動(dòng)、教學(xué)情景感知性體驗(yàn)。

5.3 智慧科研模塊。智慧科研模塊由4 個(gè)子模塊組成，項(xiàng)目管理子模塊提供科研項(xiàng)目的相關(guān)服務(wù)。政策法規(guī)子模塊保證全校老師與學(xué)生第一時(shí)間了解科技的最新或相關(guān)的政策法規(guī)。學(xué)術(shù)交流子模塊提供校內(nèi)學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)，組織校內(nèi)單位或個(gè)人管理學(xué)術(shù)團(tuán)體的活動(dòng)與工作。

5.4 智慧圖書模塊。智慧圖書模塊分為2 個(gè)模塊：書籍管理就是可以通過圖書館平臺(tái)自助的借還書，并將借還書信息存入RFID-SIM卡中，同時(shí)還包括圖書館的占座系統(tǒng)，可以通過手機(jī)端在圖書館系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)定座位。

5.5 智慧后勤模塊。智慧后勤模塊包括4 個(gè)子模塊：智慧安防子模塊借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲取的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，大大提高了校園的安全系數(shù)。智慧醫(yī)療模塊借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方便師生進(jìn)行醫(yī)療感知與處理，同時(shí)教師與學(xué)生能享受智慧體檢等服務(wù)。智慧樓宇模塊通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方便管理教學(xué)樓和宿舍樓。路燈管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)校園內(nèi)所有路燈的智慧管理，實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)根據(jù)時(shí)間不同，來進(jìn)行開啟與熄滅的操作。

5.6 智慧消費(fèi)模塊。智慧消費(fèi)模塊包含2 個(gè)模塊：如今的大部分學(xué)校內(nèi)提供了很多消費(fèi)服務(wù)，例如：食堂就餐、開水房打水等，全校師生員工使用RFID-SIM卡能方便地進(jìn)行消費(fèi)與娛樂。所以這兩個(gè)卡主要就是余額充值和卡丟失后的掛失處理。

給出了智慧校園的優(yōu)勢(shì)和智慧校園建設(shè)的思路，并且從三個(gè)方面分析智慧校園的規(guī)劃,并且設(shè)計(jì)了智慧校園系統(tǒng)的六個(gè)功能模塊，從校園系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。便于智慧校園系統(tǒng)在校園更好的推廣和應(yīng)用。但智慧校園依然存在不足，由于硬件支撐層的原因，在全校園達(dá)不到全部覆蓋智慧校園系統(tǒng)，同時(shí)可能在有些校園區(qū)域智慧校園系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)有問題，所以以后的工作可在智慧校園的全覆蓋和智慧校園的維護(hù)方面繼續(xù)研究。