王 淼，馮衛(wèi)剛

（咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

0 引 言

21 世紀(jì)以來，信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。國外很多教育機(jī)構(gòu)積極構(gòu)建信息化教學(xué)新模式，以求通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等高新技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智慧校園體系下的師生網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、學(xué)習(xí)新模式，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更為科學(xué)的個(gè)性化教學(xué)、智慧化教學(xué)管理及跟蹤評價(jià)[1]。目前，全國不少高校也處在智慧校園的建設(shè)階段或計(jì)劃建設(shè)中，但由于各個(gè)高校對智慧校園的理解存在差異以及智慧校園建設(shè)的內(nèi)容涉及廣泛、涉及部門眾多，因此智慧校園建設(shè)的周期相對漫長。雖然每個(gè)學(xué)校建設(shè)的側(cè)重點(diǎn)不同，但基本都涵蓋了綜合信息平臺(tái)、校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面的內(nèi)容?？傮w來看，我國現(xiàn)階段智慧校園建設(shè)主要注重的還是對校園空間的構(gòu)建。

1 智慧校園建設(shè)的意義

智慧校園旨在建立一個(gè)更加現(xiàn)代化、智能化、快捷化的校園。如目前常用的校園一卡通系統(tǒng)、無線學(xué)校、訪客管理系統(tǒng)等，都屬于面向校園應(yīng)用場景的智慧型產(chǎn)品[2]。這些產(chǎn)品能夠?yàn)閹熒峁┮粋€(gè)更加現(xiàn)代化的環(huán)境，使整座學(xué)校利用信息技術(shù)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。智慧校園建設(shè)使得教學(xué)模式和教務(wù)管理模式更加多樣化，能夠更好的適應(yīng)實(shí)際需求，不必再局限于單調(diào)的課堂講授，基于多維度教學(xué)模式的課堂內(nèi)容更有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和思維創(chuàng)造能力。

2 智慧校園建設(shè)存在的問題

2.1 教育信息化不足

計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)[3]。盡管我國過去在這些方面處于相對落后的局面，但隨著技術(shù)的快速發(fā)展，智慧園校建設(shè)的條件逐漸成熟。智慧校園的主要建設(shè)目標(biāo)是建立一個(gè)現(xiàn)代化的智慧型校園管理體系，智慧管理涉及生活、學(xué)習(xí)、教育等各個(gè)方面。在智慧校園建設(shè)初期，由于理論體系尚未形成，大部分學(xué)校的建設(shè)都是以探索為主，通過不斷的實(shí)踐來尋找標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的方式，所面臨的主要問題表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是技術(shù)、業(yè)務(wù)及資源的融合度不高，鑒于新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的局限性，技術(shù)從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化率過低，因此前期的智慧校園建設(shè)進(jìn)展緩慢；二是在教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)初期，由于信息化教學(xué)機(jī)制不完善，使得智慧校園的整體建設(shè)面臨更多難題。

2.2 信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

目前，高校各職能部門之間的業(yè)務(wù)統(tǒng)籌管理未形成成熟的體系，部門內(nèi)部的信息化建設(shè)往往只局限于所轄業(yè)務(wù)，信息管理系統(tǒng)也只針對部門業(yè)務(wù)特點(diǎn)，功能定制較為單一。各單位的信息化建設(shè)具有一定的獨(dú)立性，而整體關(guān)聯(lián)度較低，信息共享難以實(shí)現(xiàn)，最終形成嚴(yán)重的信息孤島現(xiàn)象，以致一體化信息管理平臺(tái)難以發(fā)揮實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢，整體業(yè)務(wù)效率水平難以提升。

3 5G 背景下智慧校園建設(shè)需求分析

在新時(shí)代背景下，智慧校園的建設(shè)仍然需要貫徹“以人為本”的建設(shè)理念，將師生的實(shí)際需求作為建設(shè)的重心，全面分析師生在智慧校園建設(shè)中產(chǎn)生的新需求，基于用戶的角度來嘗試全新的建設(shè)方案。

在目前階段，智慧校園基礎(chǔ)硬件建設(shè)中，師生對于改善校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求尤為迫切[4]。隨著通信技術(shù)的升級(jí)，校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也必將全面應(yīng)用5G技術(shù)和WiFi6 技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行全面升級(jí)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)速度，給用戶帶來更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

4 基于5G 通信技術(shù)的智慧校園建設(shè)規(guī)劃

5G 背景下，智慧校園建設(shè)共分為三個(gè)層次，分別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、系統(tǒng)支撐平臺(tái)建設(shè)以及業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊建設(shè)，如圖1 所示。

圖1 智慧校園建設(shè)三層結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以校園網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)為核心內(nèi)容，為上層體系建設(shè)提供基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持和數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

支撐平臺(tái)建設(shè)中，主要的建設(shè)方向是建立統(tǒng)一用戶平臺(tái)和統(tǒng)一認(rèn)證平臺(tái)。統(tǒng)一用戶平臺(tái)實(shí)現(xiàn)組織流程、組織機(jī)構(gòu)管理，統(tǒng)一認(rèn)證平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能管理、統(tǒng)一授權(quán)管理以及統(tǒng)一接口管理。

業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)為最上層服務(wù)內(nèi)容，是5G背景下智慧校園建設(shè)的核心部分。業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)包括智慧管理系統(tǒng)、智慧教學(xué)系統(tǒng)、智慧科研系統(tǒng)、智慧學(xué)生服務(wù)、智慧圖書館等業(yè)務(wù)應(yīng)用內(nèi)容，通過各業(yè)務(wù)平臺(tái)之間的聯(lián)合數(shù)據(jù)分析，打造出智能校園服務(wù)一體化平臺(tái)，解決信息孤島問題。

5 基于5G 通信技術(shù)的智慧校園建設(shè)實(shí)例

5.1 智慧圖書館服務(wù)系統(tǒng)

在5G 信息技術(shù)應(yīng)用背景下，智慧圖書館的服務(wù)系統(tǒng)可以融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等多項(xiàng)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，改變傳統(tǒng)圖書館的服務(wù)模式，打造出更符合用戶需求的新一代智慧型圖書館服務(wù)體系。其建設(shè)目標(biāo)是建立用戶個(gè)性化需求的創(chuàng)新型服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、智庫服務(wù)、科研保障以及學(xué)科建設(shè)等多項(xiàng)任務(wù)目標(biāo)[5]。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用背景下，數(shù)據(jù)收集的形式會(huì)更趨向于多樣化，其收集媒介可以是門禁系統(tǒng)，也可以是電子學(xué)生證等具備數(shù)據(jù)交互功能的智能終端。通過數(shù)據(jù)的收集、挖掘和分析，實(shí)現(xiàn)對圖書館人流量以及每個(gè)人讀書習(xí)慣的大數(shù)據(jù)分析處理，達(dá)到智慧化的人員、物資調(diào)配的目的。另外，基于統(tǒng)一信息管理平臺(tái)，智慧圖書館服務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)D書館服務(wù)數(shù)據(jù)與其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，深度挖掘用戶個(gè)性化需求，制定出更加符合用戶需求的圖書館發(fā)展管理規(guī)劃。

5.2 智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

在智慧科研服務(wù)體系建設(shè)中，智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是重要組成部分。智慧實(shí)驗(yàn)室是以“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”為硬件基礎(chǔ)，以“云平臺(tái)智慧中心”為軟件核心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、環(huán)境監(jiān)控、安全防護(hù)、信息發(fā)布、實(shí)訓(xùn)課程等多個(gè)方面的智能化管理。在設(shè)備管理方面實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全面監(jiān)控和智能危險(xiǎn)預(yù)警，通過智能燈光系統(tǒng)自動(dòng)控制燈光的亮度、色彩以及開關(guān)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保、延長燈具使用壽命的目的。在安全防護(hù)方面，借助傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)、近距離無線通信技術(shù)等，動(dòng)態(tài)檢測實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全并提供異常入侵分析和自動(dòng)報(bào)警功能。

智慧實(shí)驗(yàn)室屬于應(yīng)用層架構(gòu)，以Web 應(yīng)用及移動(dòng)App 為用戶服務(wù)入口，瀏覽器客戶端通過Http post/get 協(xié)議與應(yīng)用平臺(tái)相連接。與班牌系統(tǒng)配合使用時(shí)，班牌系統(tǒng)通過消息隊(duì)列遙測傳輸（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）發(fā)布/訂閱的方式與應(yīng)用平臺(tái)相連接。應(yīng)用平臺(tái)主架構(gòu)包括軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）應(yīng)用，經(jīng)典平臺(tái)即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）平臺(tái)（云管理服務(wù)）以及基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service，Iaas）平臺(tái)（云基礎(chǔ)架構(gòu)），在5G 高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的背景下，學(xué)生和教師可使用移動(dòng)App 接收應(yīng)用平臺(tái)通過MQTT 發(fā)布/訂閱推送的即時(shí)消息。

應(yīng)用層通過云邊路由器以及有線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)z像頭智能管理、煙感、可燃?xì)獗O(jiān)測、CO 氣體監(jiān)測、門磁檢測、燈光智能控制、窗簾智能控制以及門禁信息智能分析等智慧化管理方案。

6 結(jié) 語

5G 網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展使得智慧校園建設(shè)有了新的路徑。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的融合應(yīng)用，智慧校園的服務(wù)內(nèi)容將會(huì)進(jìn)一步向著多維度、個(gè)性化、高效化的方向發(fā)展，通過多方數(shù)據(jù)的整合統(tǒng)一，全面分析智慧校園服務(wù)對象的用戶需求，為廣大師生打造出一個(gè)全新的學(xué)習(xí)生活環(huán)境。通過基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)建設(shè)、管理平臺(tái)設(shè)施、聯(lián)合數(shù)據(jù)庫建設(shè)等方式，全面改善校園內(nèi)部管理模式，提升智慧校園建設(shè)質(zhì)量，加速教育信息化建設(shè)步伐，推動(dòng)我國教育事業(yè)向著現(xiàn)代化、智慧化方向發(fā)展。