高校教育信息化的发展不断深入,智慧校园理念在数字校园以及网络校园的发展实践基础上将高校教育信息化建设推向了新的阶段。本文从智慧校园理念的提出环境以及其发展过程分析入手,简要分析智慧校园的组成结构以及典型模块,结合已有智慧校园的应用示例效果,对智慧校园建设进程中出现的问题予以归纳,在此基础上,对今后我国高校智慧校园理念的进一步建设趋势进行阐述,以供相关人士参考。
【关键词】高校智慧校园应用效果策略研究
高校教育信息化建设的推进将高校教育功能推向了网络校园、数字校园的阶段,这两个阶段的实践过程已经取得一些成绩,而智慧校园则是继数字校园建设后的又一阶段目标。智慧校园的建设需要在网络校园以及数字校园的基础上进行,集合网络校园、数字校园在实践应用中的效果分析,寻求可行途径解决网络校园及数字校园在应用中出现的典型问题,不断优化校园教育信息化配置,为高校学生提供一个更加便捷、现代化的学习生活氛围。
1高校智慧校园的提出背景及发展历程
高校教育信息化建设的着眼点在于现代信息化技术与高效校务管理的有机结合,随着云理念及云计算技术的不断革新,新一代网络技术俨然成为智慧校园建设的支撑引擎。现阶段我国智慧校园建设仍旧处于较为初期的阶段,需要各界人士加大智慧校园建设进程中的努力程度,实现高效能、低成本、多角度、全方位的可为高校师生提供智慧服务的校园环境。
1.1智慧校园的提出环境
进入现代化社会,随着社会进程的不断推进,各行各业掀起了信息化升级的浪潮,对于高校校园信息化建设而言,其所需要达到的应用需求越来越高。智慧地球、智慧城市等智慧系列理念的提出,推进了信息化时代的智慧演化进程,高等院校作为知识和信息服务的重要媒介,其势必会加入智慧化转型大军,借助先进相关技术信息手段的发展与应用,建设智慧校园。
智慧校园理念的正式提出源自2010年浙江大学在信息化十二五规划中提出的议题,其建议宗旨在于创建无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多样的校园文化生活、便利舒适的校园生活。也就是说,智慧校园概念自诞生以来,便伴随着安全、稳定、环保、节能等特征。浙江大学提出智慧校园建设意见后,便引起了教育领域众多高等院校的积极响应,在不断的探索与研讨过程中,人们在智慧校园的核心特征上达成了共识。智慧校园理念中包含三个核心特征:
(1)智慧校园建设工作旨在为高校环境中的广大师生营造一个全面的、智能感十足的、综合的信息服务品台氛围,并根据师生及校务相关的不同角色、诉求,提供个性化定制服务;
(2)智慧校园建设的技术支撑为融入高校的各个服务领域的计算机网络信息服务技术,其技术目标在于实现校务相关的互联以及即时写作;
(3)智慧校园的建设主体在于通过智能感知环境和校务综合信息服务平台的有效结合,为学校内部与外部环境提供一个可供师生之间、学生之间以及其与高校相关角色之间相互交流、相互感知的接口。
智慧校园建设的理念内涵与智慧地球理念如出一辙,其与当前流行的物联网技术有着密切关联,智慧校园的首要目标也是将物联网技术与校园应用进一步融合,借助物联网技术连接高校局域网中的各类型物件。
关于智慧校园在实际应用中的概念解析,不同应用目的的组织或企业有着不同的看法,有些企业认为智慧校园与特定的产品之间有着捆绑关系,有些企业则认为智慧校园的主要载体是运营商的相关产品。但从高校角度看,智慧校园是数字校园建设发展到一定阶段的表现形式,因此,智慧校园的概念可以理解为是数字校园的发展版。从这一理解方式看,智慧校园建设的首要任务便是建立一个具有统一性的基础设施平台以及具有统一性的数据共享平台和校务相关综合信息服务平台。
1.2智慧校园的发展历程
我国在“十二五”以来对高等院校的教育投入比例有明显增加,越来越多的高校逐渐将革新眼光放在信息化特色与教育环境的结合上。教育信息化这一概念便应运而生,在众多高校响应国家政策号召兴建的新校区配置中,不乏一些具有典型现代社会信息化特色的教育资源,完成了教育教学环境逐步向网络化、信息化、数字化、智能化、多元化的转型雏形。这也为智慧型校园建设奠定了背景基础。信息化校园的建设目标在于培养集合创新性、应用性、复合型的综合人才,通过为学生提供良好的学习和生活环境的方式提升学生培养的多元化转型力度。
网络校园建设阶段回顾:从技术层面看,高校教育信息化建设中的网络校园阶段将原有校园网进行双栈式网络升级,实行IPv4与IPv6并存的校园局域网环境。引进了有线网络和无线网络的技术,为高校学生构建了一个连接所有校园内教学楼、支持多种数据终端访问校内资源的技术途径。在网络校园建设阶段,应用重点在于高校门户站点、校内邮件系统、职能部门管理信息系统互通、视听教学、网络课程、教学资源库共享、图书馆文献资源系统查阅、网络办公等网络技术支持的项目建设。虽然在网络化高校校园建设阶段,师生们体会到网路化学习环境的优势,但不能忽略的是,在网络校园阶段存在着信息门户与身份认证方面有效的统一手段。
数字校园建设阶段回顾:数字校园理念出现于网络校园实践之后,其在网络校园建设成果的基础上以壮大信息化校园为核心目标,进一步整合了网络校园MIS系统、实现身份认证与信息系统的统一。可以说,数字校园建设阶段的应用重点在于校园内网络相关资源的统一化建设,从校园基础数据库、校园数据交换系统、校园信息门户站点到校园管理信息平台登录的身份认证,都实现了网络化校园阶段并未出现的统一化转变。从高校教育资源的整合及优化方面看,数字校园将校园一卡通以及包含智能决策支持系统在内的高校教育资源计划系统引入建设体系中,创建了数字图书馆、网络视听课程以及网络协同工作等应用系统,进一步方便了高校师生的日常工作及学习。
智慧校园构建设想概况:智慧校园的发展依托于已经有明显成效的数字校园实践成果,是高校教育信息化发展的创新目标,也是教育信息化建设的新兴模式。目前,智慧校园的应用尚处于构建阶段,其将尝试以有线无线一体化校园网、物联网、移动网等多类型网络进行融合,并以此为基础,采用近年来兴起且势头正猛的云计算技术,配合应用层数据交换技术以及应用集成框架技术等高端计算机技术,进一步推进教育信息化建设的力度。智慧校园的建设目标在于实现高校校园环境内的物物之间、物人之间、人人之间的感知互通、互联,从而改变传统静态状态中的校园管理模式,实现高校教学以及其他方面的动态管理,并通过一系列高端技术作为保障手段,不断提升教育信息化建设应用过程中的精细化程度。智慧校园目前在我国南方多所高校有所应用,例如,浙江大学将智慧校园建设的范围确立在平安校园建设、绿色校园建设、和谐校园建设、生态校园建设、科学校园建设等项目上;上海交通大学在国内高校首次提出“智慧泛在课堂”的智慧校园建设理念,将图书馆电子教参资源融入学校教务系统之中,方便师生在教学课程信息与教参资源之间的即时互通操作。
2高校智慧校园建设的架构介绍
结合智慧校园的概念解析以及其在实际应用中的实践整合成果,按照鲁东明在《信息化VS高等教育创新-融合-发展》文中的观点,将智慧校园的定义所蕴含的总体架构可以分为基础网络、公共支撑、数据资源、共享服务、应用服务、用户访问等六个环节,具体的结构展示图如图1所示。
按照顺序对于高校智慧校园建设的结构中的典型主要模块的具体细节做如下分析:
(1)基础网络环节主要包括三个部分:数据通信、语音通信、电视传输。基础网络环节所依托的技术手段主要是超高速局域网技术,利用有线网络以及无线网络的相关计算机技术,构建智慧校园建设的基础平台,可支持包括文本、图形、图像、语言、媒体等多类型、大规模的数据之间的传输与共享,并支持校园一卡通的数据传输。前文提到的平安校园的视频流传输也可以通过智慧校园结构中的基础网络环节实现。而电视传输的主要对象则是数字化有线电视和校本电视,语音通信则是依托电信建设,实现有线电话以及近年来兴起的4G移动通信等。
(2)公共支撑环节主要包括多业务融合的高性能复合云计算、数据中心智能机房环境、校内楼宇集合的智能大楼以及智能场馆、协同感知相关设施等。
数据资源缓解主要包括基础数据库、办学资源库、图书文献库、物资环境数据库、人文环境数据库五类。其中,基础数据库包括教务管理、科技管理、人事管理、财务管理、学生管理、校务资产设备管理、高校体育运动管理、高校后勤服务管理、校园卡管理等。而办学资源库包含高校教学及辅助用场地、高校办公行政用房及场地、高校学生宿舍、高校学生食堂等数据库以及高校教育科研仪器资产数据库等。图书文献库主要指的是数字图书文献、学报校刊数据库等。物资环境数据库包含高校校园建设规划、高校校园卫生、高校校园绿化、高校校园景观等。人文环境数据库则主要包含高校校容校貌、高校班级风范、校规校纪、高校环境下的师生礼仪和人际关系等。
(3)共享服务环节包含六个模块:公共数据交换系统、统一身份认证、公共通讯系统、校园卡系统、平安校园监控系统、应用服务层、用户访问层。其中需要格外注意的是统一身份认证环节,其支持用户、权限管理以及应用服务注册等功能,保障平台使用的每一个用户均具有一个唯一的电子身份。统一化的身份认证也是智慧校园区别于网络校园的重要指标。
3高校智慧校园建设的应用示例展示
高效智能校园建设在一些地区的高校应用所取得的成绩是令人们欣慰的,针对其中几项较为典型的应用及其效果,笔者将作如下分析:手机开门:鹰潭某学院施行了凭借手机扫描门禁读卡器的智慧校园建设项目,让学生们体会到了在校园生活的便利。手机考勤:对于高校学生而言,用手机进行考勤可以不用花费过多的时间在点名上,缺勤与出勤的确定可以在短时间内完成,尽可能少的占用课程时间,从某种程度上促进了学生上课的积极性。
校园一卡通:作为网络校园、数字校园的产物,在智慧校园中的校园一卡通相对于此前有更进一步的升级,不仅结合了多类型计算机高端网络技术,更在原有基础上,添加了网络校园以及数字校园建设中所缺少的统一身份认证,实现高校校务数据管理的集成和共享。
4高校智慧校园建设应用中的问题分析
虽然智慧校园建设的应用成果展示了其方向的正确性,但对于高校智慧校园应用过程中出现的一些问题也不能忽略,对于其中的典型问题及结合实际的可行对策分析如下:
首先,智慧校园参与师生对于现代化信息素养程度有待提升。信息化技术的迅猛发展令高校师生在具体操作中对于相关技术的适应程度与智慧校园建设的要求之间出现差距。由于技术限制,造成智慧校园建设中的相关部门对于信息化的接受热情并不是很高,造成新进系统资源的利用率下降。现阶段我国高校在智慧校园建设的具体操作中多数将精力放置于外包网络技术公司完成,这一现状并不利于智慧校园建设的深入进行。正确的操作模式应该是外包公司与本校信息化部门共同完成,根据学校的不同需求将网络高端计算技术进行本土化、个性化加工、开发。
其次,可以尝试校企合作的模式推动智慧校园建设的发展。结合智慧校园建设的实践情况可以发现,高校环境下的师生对于技术性智慧校园的应用参与度并不高,一方面源于高校环境的影响,一方面源于缺乏有效激励手段。而校企合作的模式不仅可以提升办学水平,也可以推进信息技术在高校中的快速发展,更能通过人才培养计划吸引学生的对于智慧校园建设的参与热情。也就是说,高校可以通过认真调研以及与企业之间的商谈过程,确定合作企业,借助校企合作在高校人才培养方面的优势,推进本校智慧校园的信息化建设。
5结语
基于本文分析不难看出,智慧校园建设已经成为未来较长时间内我国高校教育信息化建设的主要任务,虽然就目前智慧校园在国内高校的应用效果看,仍然存在一些不足,但对于问题原因的准确分析可以有效改善现状,通过参与师生观念的更新以及操作模式的多样化转变,进一步推进高校内智慧校园的渗透程度。
参考文献
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关键词:中等职业学校;智慧校园;数字化校园;小区短信技术
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2013)05-1244-02
《国家中长期教育改革和规划纲要》指出,在整个教育结构和教育布局当中,必须把职业教育摆到更加突出、更加重要的位置,到2022年形成现代职业教育体系。而中等职业教育是我国职业教育的重要组成部分,推进中等职业教育的信息化建设是实现《纲要》中“加快教育信息化进程”的重要步骤之一。中等职业学校是实施中等职业教育的学校,目前共有三类:1)中等专业学校(简称“中专”);2)技工学校(简称“技校”);3)高级职业中学(简称“职业高中”、“职高”)。
中等职业学校从传统校园到建设并建成数字化校园,已经经过了多个阶段及多个层面的研究,在代替了传统校园的纸笔和电教后,数字化校园也完成了计算机化、信息化、网络化的进程建设。随着传感技术、云计算、虚拟化技术、人工智能等技术的发展和应用,智慧校园的建设已掀起一股浪潮,改变以往人们传统的生活与工作方式,改善了人与社会的关系。
1数字化校园的缘起
数字校园是在传统校园的基础上,以网络为基础,从环境、资源、到活动全部数字化,实现网上办公、网上管理和网上服务。它最早起源于20世纪70年代的美国。1990年,美国的格林发起了科研项目“信息化校园计划”。1998年,美国前副总统戈尔发表演讲,明确提出“数字地球”的概念,在此之后全世界普遍接受了数字化概念,并引申出“数字城市”、“数字校园”等概念。学校在开展教育、科研和管理及对外通讯工作全过程中运用宽带、交互性和专业性的局域网络实现数字化教学和学校办学数字化、信息化和智能化。
2智慧校园的内涵与特征
2008年,IBM公司首次提出了“智慧地球”的理念。在“智慧地球”的概念提出后,国内不少学者提出了“智慧校园”的概念和建设思路,西南大学、成都大学等高校都在筹划、实施智慧校园的建设。浙江大学在信息化“十二五”规划中,提出建设一个“令人激动”的智慧校园,这种智慧校园支持无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活(吴颖骏,2010)。
在理论研究方面,国内也有不少学者从多个角度对智慧校园的内涵进行了解读。沈洁等在2011年认为,智慧校园是一种将人、设备、环境、资源以及社会因素,在信息化背景下有机整合的一种独特的校园系统,它以物联网技术为基础,以信息的相关性为核心,通过多平台的信息传递手段提供及时的双向交流平台,简单说,就是更智能更智慧的学校;黄荣怀等在2012年认为,智慧校园能感知物理环境,识别学习者的个体特征,提供无缝互通的网络通信,有效支持教学过程,智能决策的开放教育教学环境和便利舒适的生活环境。智慧校园的发展及应用如图1如示:
智慧校园的发展是数字化校园的高端形态,是数字化校园发展的理想追求,也已成为一种共识。然而智慧校园是一个系统工程,国内的中等职业学校一般来说物力有限,要在两者之间找一个切合实际应用的结合点,既能结合中等职业学校财力物力构建一定规模的智慧校园实践项目,又能将学校的智慧校园建设成为市级领先、省内一流的职业教育信息化高地,因此本文准备以本校数字化校园中已部分建成的智能办公管理系统和教学资源建设为突破口,采用小区短信技术,进行智慧校园建设的实践研究,探索智慧校园在中职学校的实践之路。
3小区短信技术
3.1小区短信概念
利用手机用户进出特定范围需与交换机交换位置信息的特性,结合目前短消息平台,实现在特定区域范围、特定时间对特定客户群,发送特定服务短信。其原理利用移动信号的信令监测系统监测信令过程,获得手机用户当前的位置信息。小区短信系统主要由信令采集、信令分析、短信业务应用三部分组成。用户从进入小区到收到短信所经历的流程如图2所示:
3.2小区短信系统流程
1)用户手机进入热点范围,向基站发送信令消息,产生信令过程;2)基站与基站控制器交互用户信令消息;3)基站控制器与移动服务中心交互用户信令消息;4)小区短信系统的信令采集部分从基站控制器与移动服务中心之间采集到原始信令消息,进行信令分析;5)小区短信系统将预先准备的短信写入短信网关;6)短信网关为手机用户下发短信。
3.3系统功能
在同一个热区同一用户,可控制对其每天发送的信息条数;同一条信息只发给同一个用户一次;系统可控制发送短信频次(如每天或者第月或每周),可控制发送短信时段(如每日早9晚5之间发送);过滤热区常驻人员屏蔽黑名单发送;系统提供用户拒绝接收功能。应用场景:小区短信从业务使用者来看,主要包括政府公益类、行业信息类。
4中等职业学校内进行智慧校园建设的实践研究
中等职业学校也属于传统校园的一种,在传统校园教育教学过程中也经历了从电教到数字化的过程,在当前社会都在进行数字化、信息化、网络化的进程中,中等职业学校也走到了将要建设智慧校园的阶段,在这一阶段如果落伍将会落后一个时代。只有跟上社会信息化的进程,积极构建“智慧型”的校园环境才有可能真正提升校园的信息化水平。因此,我们认为建设智慧校园应遵循以下原则:
1)智慧校园是数字化校园、信息化校园发展的最高阶段。智慧校园的发展是数字化校园发展的理想追求。
2)智慧校园建设时应遵循顶层设计,既可以先完成数字化校园建设,再扩展成为智慧校园,也可以直接进行智慧校园建设,只要作好长期规划,分步实施都能实现建设目标。
3)可以通过校企合作,校校合作等多种方式进行智慧校园的实践建设,实施跨越校园地理范围、空间范围层面上的智慧校园项目。
4)智慧校园建设依赖于通讯技术和网络技术,电信运营商网络设备生产商家的积极参与也是建设中的关键。
以某中等职业学校为例,在智慧校园的实践中,可以逐步建成以下智能网络平台:
1)网络教学平台(教学资源网络);2)科研支撑平台(教学科研网络);3)校务管理平台(智能办公网络);4)校园服务平台(高效接入网络);5)教学管理平台(远程及在线教学网络)。利用数字化校园中已部分建成的智能办公管理系统和教学资源平台,后期在校园内局部建成物联网络,有效获取人、财、物及产、学、研信息,进行资源整合、服务集成,逐渐实现智慧校园中的规范化管理、科学化决策。
实践项目里的智慧图书馆,有信息采集及信息推送两个过程,采用小区短信技术,通过采集手机信息的范围精准控制,建成一个智慧型的图书馆,能够实现手机短信的无目标推送,让每一个走进校园图书馆的读者,接收到最新一期图书简报、新书信息、会议厅、报告厅讲座信息等。具体流程如下:读者进入图书馆这个小区短信范围,产生信令过程,小区短信系统会从这个信令过程中采集到需要的资料进行信令分析,再将它与短信应用部分进行比对,最后由短信网关向用户发出信息。在此过程中,产生三个层面的数据,全面感知层相当于物理层、可靠传递层相当于网络层、智能处理层想当于应用层。读者进行图书馆的范围,就如同进入一个智慧网络,实时采集信息,推送有关数据,再与图书馆里的物联网相联,实现智能化、自动化。如资金容许,可以试点建设智慧实训工厂,采集走进实训工厂的师生手机信号,推送与实训相关的课程及实训场所使用情况等信息。实现智慧化相互交流和相互感知。推而广之,也就可以建设智慧宿舍、智慧餐厅,进而实现智慧校园,智慧信息无处不在。
参考文献:
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关键词:智慧校园云计算物联网虚拟化
1智慧校园
随着高校信息化进程的不断推进,“智慧校园”已不再只是个美好的理念,越来越多的高校开始着手进行智慧校园的建设与探索。
何为智慧校园?最早正式提出“智慧校园”概念的是“浙江大学”,2010年,在信息化“十二五”规划中,浙大描绘了这样一个智慧校园的蓝图:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。[1]
智慧校园有三个核心特征:一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个服务领域,实现互联和协作;三是通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部提供一个交互和感知的接口。[2]
智慧校园是数字校园发展的高级阶段,云计算、虚拟化和物联网等新技术的发展,为智慧构建提供了技术支撑。
2云计算
2.1云计算概念
云计算是一种通过互联网以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。云计算可谓当前炙手可热的技术名词,很多人甚至认为云计算将会改变整个互连网的基础,影响到整个产业的格局,被视为信息技术的第三次浪潮。[3]
云计算可分为3类服务形式:①IaaS基础设施即服务,用户通过网络获得硬件资源,可以是虚拟机、存储空间,网络连接,负载均衡和防火墙等硬件资源。②PaaS平台即服务,用户可以通过网络获得某种平台服务,平台通常包括操作系统、编程语言的运行环境、数据库和Web服务器等,用户可以在平台上部署和运行自己的应用。③SaaS软件即服务,用户无需购买软件,通过网络即可使用软件进行经营或管理活动。[4]云计算是个非常宽泛的概念,由此衍生出很多更多“云”概念,例如云服务,云存储,运安全,云物联,云会议,云游戏等等。
2.2云计算相关技术
云计算是一个比较宽泛和复杂的概念,技术涉及面相当广,相关的技术有:①编程模式。②海量数据分布存储技术。③海量数据管理技术。④虚拟化技术。⑤云计算平台管理技术。⑥信息安全管理技术等。要实现数以千计的硬件资源同时运行,并向用户提供API接口,实质是一件非常困难的事,是一个极为复杂的系统工程。
2.3云计算在智慧校园中的应用
智慧校园意味着更多的可用资源,更快捷的获取方式,云计算的应用将有助解决目前数字校园发展中的资源紧张,分配不均、更新速度慢、共享程度低等问题。作为一种信息服务模式,云计算把大量的高度虚拟化的计算和存储资源管理起来,组成一个大的资源池,用来统一提供服务。
在硬件资源方面,目前各大高校的硬件环境都有了很大发展,但实际利用率却极为低下、管理复杂、响应滞后,运行成本居高不下。基于Iaas架构的云计算的应用,将极大地降低硬件资源采购成本。通过整合学校硬件资源,形成一个公共资源池,应用虚拟化技术,将计算资源分配给需要的用户,还能够根据不同业务模块的资源消耗,自动地分配硬件资源,从而最大限度满足数据中心的高效率、高性价比和自动化管理等要求。
在应用系统方面,虽然各大高校目前都建设有大量系统,但由于缺乏前期统一规划,这些系统建立的标准和技术各不相同,各应用系统间不能很好互通,数据共享和交换都存在较大难度。智慧校园的目标是建立综合信息服务平台,这就要求校园网中的所有系统需要有个很好互通机制,将所有系统和数据整合成一个“校园云”,用户无需关心所需数据来自何系统,只要通过自己的角色界面即可访问到云中的数据,而不需要去面对一个个独立的应用系统,记忆一大堆的用户名和密码。
因此可以说云计算是支撑智慧校园的关键技术,云计算为智慧校园提供了支撑平台。智慧校园的建设离不开构建一个安全的云计算环境,以及在此基础上的运维和服务团队。
3物联网技术
3.1物联网概念
物联网是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[5]物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。
3.2物联网技术
物联网是一种建立在互联网上的泛在网络,它的技术核心和基础仍然是互联网,在应用中有三项关键技术:①传感器技术,计算机能够直接处理的是数字信号,而无法直接处理模拟信号,因此需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。②RFID技术,RFID也是一种传感器技术,RFID是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理方面有着广阔的应用前景。③嵌入式系统技术,综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术等。
从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成,可以是温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端,其主要功能是感知物体,采集信息。网络层由各种网络,包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
3.3物联网和智慧校园
智慧校园一个明显特征就是智能感知,基于物联网的智慧校园将借助物联网技术对校园环境(包括教室、门禁、宿舍等),设备、教学资源、教学活动等进行综合管理,智慧校园展示了一个更加高效、便捷、智能、绿色、低能耗的校园环境。
物联网技术在智慧校园网中的应用无处不在,基于RFID的校园交通管理可以实现车辆进出校门管理、车库出入管理、泊位引导等,全面提升校园安全。利用RFID技术整合校园一卡通,可以有效提高管理效率,降低管理成本。应用在校门出入管理时,可以做到自动身份识别,自动放行,学生管理部门就可以通过采集的数据进行统计分析,掌握学生出行情况。应用在宿舍出入管理上时,管理部门就能方便快捷地了解宿舍楼内人员的即时情况,类似学生夜不归宿的情况将得到有效控制,还可用于学生考勤、会议签到等场合。
智慧校园中将全面应用物联网技术,将时下热门的智能交通、安全监控、移动应用等多种应用,包括节能减排等理念融入到校园建设中来,物联网技术走进校园也是今后校园建设发展的必然趋势,将助力智慧校园的大力发展。
参考文献:
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关键词:无线射频识别;物联网;一卡通;智慧校园
中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:2095-1302(2016)03-00-03
0引言
随着各高校信息化建设的加速和升级,以及信息技术的发展与更新,学生和教师对无线网络通信、信息快速响应和智能管理的需求越来越大,为满足大学校园日益增长的生活和管理需求,可采用无线射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID)的校园一卡通系统来实现。目前很多高校使用普通磁卡作为学生生活的工具,在使用过程中经常会出现错误读卡、无法读卡、数据丢失等诸多安全问题,同时多个系统使用多种磁卡,导致运维成本增加,管理困难,这种技术和方式已无法满足现代生活和管理的需要。而在日益成熟的物联网技术下,无线射频识别的一卡通有着快速、安全和容量大的特点,不仅适合大型群体的集中消费、考勤和身份认证,还可方便校园管理和减少技术维护,是智慧校园建设方案的不二之选。
1无线射频识别技术的使用现状
一卡通系统选用国内外技术成熟的无线射频识别系统作为底层信息传输载体,采用非接触自动识别通信技术,其原理是基于变压器耦合模型,实现能量与信号传递。高频段的RFID是基于雷达探测目标的空间耦合模型,即雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机,本系统以高频段工作的RFID系统为例进行深入研究,而信息采集终端以非接触、高可靠、稳定传输的电子标签为主,对于可读范围内的电子标签,可在100ms内完成信号发送、时钟传递、数据发送和接收,以及安全加密、防碰撞检测等一系列高速处理过程。鉴于此类特性,RFID射频识别广泛应用于人员密集的消费场所、大型仓储物流管理、高速公路不停车收费、文档图书管理、特种装备制造等领域。实现了物品或人员的自动编号、跟踪、识别、信息交互,从而组成了一个物与物、人与物链接的网络,即当下主流的物联网。国际权威机构认为,RFID是继无线通信之后的又一次信息技术革命,由此产生的科学意义和应用价值将是巨大的。
无线射频识别技术目前已经得到比较广泛的应用,但在新技术不断成熟的背景下,RFID系统的应用范围仅用于单一系统,如学校食堂消费、公交刷卡,或出入大门,每个系统都有各自的电子读卡器,即使有互联互通,也是少数。不仅如此,在管理自己的业务时,只对数据进行了最初级的使用,由此产生的社会价值极其有限。这些问题极大地制约着RFID技术的发展和价值。而对于分布广泛的RFID数据节点,其产生的数据是海量的。RFID的技术原理图如图1所示,RFID的工作原理图如图2所示。
2校园一卡通系统组成与功能分析
2.1系统组成
校园一卡通系统的总体方案设计如图3所示。该方案利用“云服务”和“云计算”支持“教育云平台”,构建开放式教学平台,支持教师的在线/离线式教学和学生的自主学习,促进学生发散思维能力的培养和智慧校园的发展,充分利用云计算带来的服务为教学提供共享资源,提高教育质量。
以数据驱动的业务支撑服务,辅以校园人工管理,推进宿舍公寓、生活服务、充值消费、图书借阅、教学与课堂、系统公共安全管理等领域的业务协同系统建设,推动高效、客观、精简、公开的教育运作模式,向校园提供全方位、高质量的管理服务。
2.2各区功能分析
2.2.1数据处理中心
数据处理中心是园区核心计算和业务运营的支撑,负责收集、处理和分析各个子系统传送过来的数据,主要功能包括存储、计算、分析和响应(二级响应)四个部分,可实现数据的集中管理与运营,提供持续可靠的服务。
2.2.2充值消费子系统
通过学校后勤处设立的一卡通管理中心,实现学生的一卡通充值、消费和维护,管理学生、食堂商家、购物中心、零售店与一卡通管理中心消费结算和财务数据处理,实现消费者、商户与管理者的有机、良性结合。
学生只需持一张经过授权的电子白卡,即可完成充值和消费,而系统在后台强大的软件环境和完善的硬件基础上完成信息的加工处理。后台数据库统一进行RFID卡的发行、授权、取消、挂失、充值等工作,并可查询、统计、清算、打印消费相关信息。
2.2.3生活区子系统
生活区包括食堂、超市、服务区和运动场所,其特点是人流量大,交易量大,重点在消费和支付方面,所产生的数据是巨大的,同时也存在诸多安全隐患,加密的RFID卡可绑定个人信息和消费数据,增强安全审查,避免盗刷,确保资金安全。
2.2.4校舍区子系统
校舍安全一直是长期困扰管理者的症结,每学期都可能会发生多起偷盗、欺诈、非法闯入等恶性事件。配备了无线射频识别技术的电子系统,可对每个出入的行人做身份检测,若无卡则无法进入。对于校园公共场所,如教室、阅览室,亦可实行同样的技术管理作用,对出入身份认证加强了管理。
2.2.5教学区子系统
对于涉及校园与班级的活动,如上下课点名、签到、机考认证、比赛过程记录等,不仅要求必要的身份认证,还可实现活动记录、上课监测、报警管理以及安全越界等行为检测,把教和学的过程数字化,活动网络化,以实现数字校园、数字班级、数字管理的目标。
2.2.6图书馆子系统
大学图书馆是一个专门用于收集、整理、保存、传播文献并提供科学、文化、教育和科研的庞大机构。文献是图书馆开展一切学习和科研工作的物质基础,而图书馆子系统是由信息源、信息管理者、信息用户、信息处理器组成的综合系统,是一个能进行信息收集、加工、保存、传递、使用和维护的系统。利用信息监测手段,实现学生借阅管理,帮助学校图书馆实现文献信息化管理。
2.2.7园区安全子系统
园区安全子系统以维护校园公共安全为目的,运用安全设备构成出入口检测系统、消防安全检测系统、紧急安全响应系统、图像监控系统;由这些子系统组合成完备的电子安全系统,集中分析和处理各种敏感数据、信息,为园区安全提供有力保障。
2.3节点功能分析
2.3.1数据采集节点
在每个节点安装RFID接收器,主要包括各个生活和学习场所、食堂、超市、寝室、教室和机房等,这些节点分布都是学生必经的路径点,在这些地方设立卡点,采集到个人行为在某时刻的数据,获取到关键链路的第一手数据。
2.3.2数据处理节点
数据处理节点主要包括一卡通管理中心、图书阅览管理中心等,这些均由RFID读写器组成,负责对RFID获取到的数据进行读、写操作等数据交换工作,对频繁涉及到的场所设置自动响应装置。
2.3.3校园云平台
负责所有的云计算、数据处理和功能实现,主要由数据服务器、应用服务器和Web服务器组成,数据服务器负责处理RFID的交换信息,应用服务器处理响应事件,Web服务器负责给对象反馈处理结果,形成三位一体的系统。
3一卡通关键技术及数据处理流程
校园一卡通系统关键技术包括校园一卡通RFID的选型与规范、RFID数据加解密与安全传输、数据处理流程。
3.1校园一卡通RFID的选型与规范
从技术成熟度与读写器成本来看,把高频段的13.56MHz读写系统作为本系统首选,进而对电子标签的数据进行规范要求,对信息长度进行统一,避免冗余和出错,规范过滤和处理过程,RFID数据的读写过程如图4所示。
3.2RFID数据的加解密与安全传输
数据加密和解密伴随着数据的全部传输过程,其常用的TEA算法(TinyEncryptionAlgorithm,一种小型的对称加密解密算法)每次可操作64位数据,采用128位密钥,经过64次迭代的形式进行,图5所示为TEA算法的循环过程,其中“+”表示求和,“”表示异或,“y”表示右移y位。
首先采用半导体电子白卡读取控制密码的加密信息,对存入卡中的数据进行加密,其结果用Data_New表示为:
Data_New=BATEA(Key,n,Data)
式中,Key为密钥,n为数组元素的个数,Data是某个扇区的数据,而Key可动态的进行变化,BATEA为改进的TEA算法,整个传入路径如图6所示。
3.3数据处理流程
RFID数据流与处理方式如图7所示。
4结语
系统从无线射频识别的技术原理和特点入手,结合大学校园综合分布的特点和人员流动性质,对RFID进行了选型和技术分析,选择符合系统的设备型号,并从智慧校园建设方向进行了研究和剖析,得出了一种基于RFID技术的设计方案,把学生的消费数据、生活数据和学习数据条理化、规范化、数字化,大大提高了数字化管理的效率,促进了正常的生活、教学和研究,同时也加强了校园安全建设。此举为建设智慧校园打下了坚实的基础,真正做到了网络校园、数字校园、平安校园和智慧校园。
参考文献
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一、云计算与智慧校园概述
1.云计算的概念与特点
云计算是一种基于web的服务,通过整合、管理、调配分布在网络各处的计算资源,以统一的界面同时向大量用户提供服务。它有两个层次的含义,即云平台和云服务。云平台是指提供资源的网站,具有动态扩展性。云服务是指基于抽象的底层基础设施,可以弹性扩展的服务。云计算由三个架构组成,分别是:IaaS(基础架构即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)。它的作用原理是,将计算任务分配到大量的分布式计算机上,最后将计算结果输出到本地计算机上。这使得学校能够轻松地获取经过云计算平台处理的信息资源。将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。云计算的三个架构、相关厂商以及服务产品如图1所示。
2.智慧校园概述
什么是智慧校园?智慧校园中的校园卡可应用于统一的门禁管理,掌握公用房的使用情况,并与科研团队的绩效挂钩。提高办学资源的利用率。应用物联网等技术可以实现人员定位、食品溯源等新型服务。浙江大学信息中心负责人说:“未来的校园巡更将会是:应用物联感知、无线互联技术,安保巡更人员手持无线通讯装置,身配摄像头,哪里出现了异常,就可以实时捕捉哪里的‘现场’,并根据需要把它同步传回控制室或者各级决策领导的桌面。这样的巡更处理就变成了一种一体化、全方位的智能应对系统。”
南京邮电大学智慧校园的建设思路是以物联网为基础,以各种应用服务系统为载体而构建的教学、科研、管理和校园生活为一体的环境。这种环境是一种新型智慧化的环境,利用先进的信息技术手段使得人们能快速、准确地获得校园中人、财、研、管业务过程中的信息。同时通过综合数据分析为管理改进和业务流程再造提供数据支持,使学校教育信息化、决策科学化和管理规范化。通过云计算与物联网技术的融和,使校园管理智慧化、信息化。通过应用服务的集成与融合来实现校园的信息获取、信息共享和信息服务,从而推进智慧化的教学、智慧化的科研、智慧化的管理、智慧化的生活以及智慧化的服务的实现进程。
在高校智慧校园的应用中,一些大学校园、政府部门和企业进行体验推广手机一卡通,用来实现身份识别、刷卡消费、银行结算、信息服务等“一卡通”应用。用手机代替学生证、就餐卡等各种证件,实现身份识别。只要手机在手,就可以实现电子钱包的功能,就可以实现刷机消费,就可以实现银行结算还有信息服务以及校园学习空座位查询。还可以用手机代替学生证等实现身份识别,以手机作为信息服务终端,与学校图书馆、机房、教学、科研、学籍、人事、财务等相关信息系统链接,通过短信、手机上网等多种形式,实现校园各类信息通知、查询和互动,为学校师生员工的学习、工作和生活提供全方位的综合信息服务。同时,在与互联网相连的个人计算机上也能查询到很多相关信息。
智慧校园有三个方面的特征:一是为智慧校园的师生提供一个全面的信息服务平台,这种服务很个性化,是基于师生各自角色的个人化的一些定制服务;二是把这种基于云计算与物联网的信息服务引入到各种领域与服务,实现了信息交流中的互联、共享和协作;三是通过基于物联网的智慧校园感知环境和综合信息服务平台,为学校和外部世界提供一个相互交流和感知的接口。
二、云计算与智慧校园构建
云计算在应用方面有自身的特点,给智慧校园的建设带来便利。
1.给教育注入新血液
在智慧校园中可以利用云计算的特点,合理地利用软、硬件资源以及各地的教育信息和教学服务。比如:在中国有很多欠发达地区,可以通过云计算网络实现全国教育信息和资源的共享,为教育的发展提供更强大的动力。解决短期内无法解决的落后地区资源匮乏的问题。由此可见,云计算平台也能够更好地为智慧校园服务,给教育事业注入了新鲜血液。
2.最大幅度地减少资源重复建设
传统的远程教育系统由于各自属于不同的单位,所以,在很大程度上资源只能各自建设,很少能做到资源共享,由此造成大量资源重复建设。基于云计算的远程教育系统可建立全国统一的系统,各地的远程教育中心进行统一部署建设资源,有效地避免了资源重复建设。智慧校园的各种信息都可以很便捷地在云计算平台中得到存储。
3.资源共享和就近访问原则
智慧校园可以通过云计算平台实现高效的资源共享。资源共享使智慧校园的搭建更加流畅化。智慧校园的使用者无需知道资源在哪里,云计算平台的服务器能够统筹管理全部的资源,通过资源列表就可以提供最合理的服务。使用起来不再受地域、时间的限制。对于智慧校园平台的资源访问者,系统可以自动分析IP、确定路由,寻找离他最近的资源并建立好连接,提供最快最好的访问。云计算平台的服务器因此能够减少更多的时间和空间更加灵活地工作。
4.结构灵活性
不同用户用不同的基于云计算平台的智慧校园都无需做功能上的定制,不用再独立部署就可以提供灵活的自定义功能。组织机构、工作流程、文件管理体系和访问权限等均可由用户自定义,这样就可以使基于云计算的智慧校园系统满足不同学校的教学需求。系统还可方便地进行调整,以支持单位的变化与发展,达到按需使用和随处可用;如果用户数大量增加了,仅需增加硬件设备的数量,就可以支撑应用规模的增长。
5.成本低廉
基于云计算的智慧校园系统不再要求高性能的服务器,这朵“云”由各地普通的服务器组成来提供高性能的服务,节约了大量的硬件投资。云的出现使智慧校园的建设不再负担高昂的数据中心管理成本。云系统中资源的利用率也比传统的系统大幅提高。云计算平台给智慧校园系统的建设带来便利。
三、基于云计算的智慧校园信息资源管理策略
基于云计算的智慧校园信息资源经由云计算平台进入用户的电子终端设备中,使用户能够将更多的精力和开销投入到一些逻辑类的事物上。而这些运用数据库、程序编辑而成的信息资源,就是我们常说的虚拟资源,比如:网上图书馆、网上商城等。云计算平台所能提供的服务质量就取决于对虚拟资源的管理。因此,基于云计算的智慧校园的信息资源管理策略具有很强的虚拟化。首先,
耍收集虚拟资源,然后对虚拟资源进行划分,以后再对虚拟资源进行预留以及调度(借入/借出调度),来实现对虚拟资源的分配,确保用户对虚拟资源使用的有效性,从而实现资源的最大优化。
虚拟资源划分策略,是将基于云计算技术平台的具有相同特性的信息资源分组,用一个四元组G(Gname,Glist,Gunit,Gdoes)来描述,其中Gname为分组名字,Glist为分组中的一组数组主机,Gunit为可调度单元(slot)U,Gdoes为分组描述,通过分组G可以知道一个分组提供哪些特性及有多少可用虚拟资源。
虚拟资源预留及调度策略是为了能够为用户的复杂应用需求在特定的时间内提供所需的资源。资源预留的最基本的操作是,给特定的用户在指定时间内预留单位个指定的资源。但这样的后果是降低了资源的利用率,用户预留请求拒绝数也不断增多。为了预防这种现象可运用对消费实体的借入/借出调度,解决预留资源利用率降低和预留资源负载的问题。
借入/借出调度策略就是根据租借机制实现应用程序对私有的可调度单元(slot)进行租借。权衡受益和资源利用,以及考虑运行阶段应用程序私有的可调度单元(slot)有可能空闲,因此,可以利用空闲的可调度单元(slot)去协助完成其他的任务。
四、基于云计算的智慧校园信息资源共享
1.信息资源处理模型
为了使用户轻松地享受云计算带来的信息资源共享服务,可以利用Mapl~educe分布式调度模型来实现。如图2所示,MapReduce分布式调度模型把要解决的问题分解成Map(映射)和Reduce(化简)的方式。各种基于物联网的信息经过数字化转变后先通过Map将数据切割成不相关的区块,分配(调度)给大量计算机处理达到分布式运算的效果,再通过Reduce程序将所有的结果整合,最后输出需要的结果。
MapReduce的具体实现是指定一个Map(映射)函数,把键值对(Key/value)映射成新的键值对(key/reduce),形成一系列中间形式的key/value对,然后把它们传给Reduce(化简)函数,把具有相同中间形式key的value合并在一起。用Map过程把数据用映射函数规则分开,而Reduce则把分开的数据用化简函数规则合在一起。Map是个分的过程,而Reduce是个合的过程。这样各种类型的消息在云计算平台被分解传送,最后被传送到用户那里。云计算与传统的应用模式相比,具有高性价比、超强的计算和存储能力、虚拟化管理等优点,因此,有理由相信将云计算应用于智慧校园的建设是可行的。各种信息资源之间的共享与信息交流需要通过云计算技术来权衡。
2.智慧校园信息共享云服务模式
智慧校园的信息服务具有很好的效益,但是不足的是没有好的数字资源公共平台,各种类型数据库资源之间共享能力较低。有些资源就无法最优化利用。高校资源共享云服务结构模型为此类问题的解决提供了参考方法,如图3所示,云计算可以为智慧校园建设提供一个服务方案,银行、城市、图书馆、学校等可以通过云计算网络建立一个统一的接口,这些用户可以通过这样的统一接口进入数据库资源,获取所需的信息。而学校的图书馆可以将各种各样的资源上传到“云”中,让不同的用户分享。高校代表、数据库服务商、政府部门代表组成一个云委员会掌握着云计算网络,它的职责是负责制定服务协议、管理日常运营、推广服务市场。因此,智慧校园利用类似高校资源共享云服务结构进行信息资源的共享具有可行性。
关键词:移动互联技术智慧校园应用研究
中图分类号:TP311.1文献标识码:A文章编号:1007-9416(2016)12-0045-02
随着教育信息化步伐的推进,各种基于现代网络与数字通信技术的平台、软件在教育、教学领域得到了广泛的应用。在这样的背景下,在很多学校都开始着手打造属于自己的网络应用与服务平台,其中“智慧校园”项目的开发与推广应用就是其中的一个典型范例。所谓的“智慧校园”主要就是指通过利用一些现代化的信息技术如云计算、虚拟化和移动网络技术等,来改变传统的学校工作与校园资源交互的方式,通过一系列技术的综合应用实现学校教学、科研、管理与校园资源和应用系统的整合。“智慧校园”项目的实施与应用,可以在很大程度上提高应用、交互的明确性,使得校园内部门与部门、人与人之间的交流与协作更为的灵活,而实际的响应速度也将会更快,这就实现了一种集智慧化服务与管理为一体的新型校园模式。
东莞市广播电视大学(简称:东莞电大)作为东莞市的一所公办高校,承担着本科、大专、中职学历教育,教学点遍布东莞市32个镇区,因此学生所处地理位置分布广,不同于普通全日制高校,东莞电大学生都是已经步入社会工作的成年人,学生学习的碎片时间多,存在着工学矛盾等问题,但随着互联网的发展,现在越来越多的学生都希望能够利用终端设备实现随时随地学习,因此,东莞电大的智慧校园项目也应运而生。随着智能手机、平板电脑等用户的普及,移动互联成为了大势所趋,基于移动互联技术的各类应用设备成为实现智慧校园的良好载体,但是基于这些互联移动技术的设备如何实现智慧校园的功能,如何对各类软、硬件的模块进行设计以及如何促进这些技术在智慧校园中的有效应用就成为重点需要解决的实际问题。
1基于移动互联技术的智慧校园的架构与建设思路
智慧校园的建设实际上是一个系统的工程,从总体上看,系统无非就是由硬件支撑平台和软件应用系统两大部分组成,但是具体实施起来可能相应的结构的划分要比这复杂的多。
1.1硬件平台与软件系统
在智慧校园的硬件支撑平台建设方面,其与传统的数字校园相比,无线互联技术方面的应用要更多一些。在软件应用系统的建设方面,智慧校园与传统的数字校园相比,其更强调采用面向服务的多层架构模式(SOA)。
1.2建设的总体思路
智慧校园的建设总体思路就是:从整体规划――分布实施。应用智慧校园服务的学校,应制订一个统一的、系统的、相对长远的规划,同时还要考虑一些具体的面向智慧校园信息平台应用建设的技术队伍和规范化应用模式的构建。智慧校园在建设中,首先需要确定的就是基础架构,而接下来才应该是各类应用系统的建设。针对基本架构的考量,应该包括统一的数据标准、身份认证,信息门户等几个方面。而应用支撑系统,在通常情况下则应该是由网络教学云平台、管理软件云平台以及服务系统云平台等组成。其中网络教学云平台,主要是为教学服务的,其中涵盖了教学资源的管理(具体的教学资源有习题、精品视频课例、学生考试题库等);管理软件云平台一般包含教务管理信息系统、学生管理信息系统、财务管理信息系统、办公自动化处理系统等几个子系统;服务系统云平台则主要包括数字化图书馆、校园邮箱服务系统、VOD视频点播系统等构成。
1.3关键性的技术
在智慧校园的建设中涉及到的技术很多,其中包括了传统的web服务器架构技术、web(APP)开发与应用技术、计算机网络技术、编码与解码技术、加密技术、图形图像的处理技术等;在应用了这些传统技术的基础上,一些如大数据采集、大数据分析、物联网技术、云(计算)技术以及移动互联技术的新兴技术手段也是需要大量采用的。其中移动互联技术是实现智慧校园建设主体功能的核心。移动互联技术是将移动通信和互联网二者充分的结合起来使其成为一体,提供更为便捷和高效的网络服务。在智慧校园中,原有的校园网络提供了宽泛的基础网络环境,而移动互联技术为师生在校园中随时随地获取和处理信息、开展灵活自助的网络学习和交互提供了开放的基础条件。
2智慧校园中移动客户端的概要设计
从智慧校园的实际涉及到的数字信息化的硬件设备来看,主要就是两种设备:移动设备和传统的非移动设备。而从功能性的角度来分智慧校园中的软硬件设备、平台还可以分为客户端的软、硬件系统和服务器端的软、硬件系统。在本文中,因为需要充分的考虑到移动互联技术的应用,所以在这里重点探究的是移动客户端的设计。
2.1移动客户端的访问模式设计
首先智慧校园中移动客户端,可以通过移动设备(主要是智能手机和pad)安装APP的形式,去构建客户端的应用平台。客户端的使用相对而言比较简单,其是用户和各类应用服务平台间进行交互的媒介。其中客户端APP软件的安装可以是有选择性的,可以通过安装APP或者直接通过浏览器访问服务平台两种形式来获取相应的服务。换而言之,系统的总体架构可以是基于C/S的架构模式也可以是基于B/S的架构模式。这主要其中可以应用最新的html5技术、bootstrap框架等来实现一种移动端web界面与pc端界面的兼容。
其次,移动客户端需要通过认证,连接到校园局域网中,在连接到了校园局域网中后,可以访问各类资源获得相应的服务。移动客户端一旦建立与校园局域网的连接并通过了web访问登录或者是AAP登录平台后,就可以从服务器端获取信息并发送相应的请求,实现与服务器端各类应用平台系统的交互。其大体的系统连接模式如下图1所示。
最后是在移动客户端与网络数据与应用服务器进行通信的时候,移动客户端本身主要负责就是对服务器端接收的数据进行解码,并以相应的媒体形式呈现给客户。因此基于移动互联技术的智慧校园客户端,其本身就是一个数据交换的中介,其本身并不需要对软、硬件平台有过多的要求。也就是说移动客户端,要保证良好的系统兼容性,在目前主流的移动端操作系统如苹果的iOS、Android以及pc端的windows、Mac上面均可以运行、使用。
2.2移动客户端设计中的要点
在移动客户端设计的时候,需要充分考虑到移动终端的访问需求,因为在智慧校园中客户端和云端(服务端)之间的通信方式主要是依赖移动互联技术的无线通信,这就会使得信息泄露的可能性大大的增加。所以在相应的各环节进行信息处理的过程中,都需要进行安全、保密、加密等处理,因此来充分的保证信息的安全、可靠。在基于移动互联技术的智慧校园建设中,信息、网络安全、保密的工作是重中之重,在具体的开发中需要充分的对无线通信的信息安全进行充分的把握。
在基于移动互联技术的智慧校园系统建设中,还需要考虑采用一些必要的人工智能技技术,即充分利用数据挖掘技术来分析处理数字化、信息化内容,对学校教学、科研以及管理过程中的信息资源进行不同层面的挖掘,从而更为有效的支持学校的教学以及各个部门之间的相互协作活动,为教师和学生提供分类的个性化的数据服务。
3移动智慧校园客户端的主要模块设计
因为传统的PC端应用的根深蒂固,因此在很多信息化项目的建设中,学校的很多应用系统只考虑了在桌面系统上的应用,并不适合移动终端设备的用户。因此在本次研究中,在结合了实际应用需求的基础上,需要设计、开发出适合于移动端设备接入的智慧校园服务平台,下面对平台主要的进行具体介绍:
3.1对外服务模块
对外服务模块主要是面向有志愿报考本校的考生所设计的,用户可以在移动端可通过对学校简介、系部概况、招生计划等信息的浏览对学校的情况有初步的了解。其中设置了校园风光板块,用户可查询、了解到关于学校一些活动的图片及视频资料;已被学校录取的考生可以通过此模块设置的分类查询功能查询自己的录取信息,同时通过入学指南的查询了解学校入学的注意事项和一些部门的联系方式,并可以利用其所提供的地图导航功能定位到学校的位置。通过该模块提供的新生服务功能还可以让报考的学生利用移动设备(当然其也支持PC端设备的访问)了解学校的基本专业设置和相应的就业方向、前景等,以此来增加外界对学校的了解和信任。此模块只需要下载移动端APP或者访问相应的url地址即可查看,用户的准入审核并不严格。
3.2在校师生服务模块
在校师生的服务模块包含了校园新闻速递、证书与成绩查询、课表查询等功能。校园新闻速递:在校师生只需通过移动互联设备的接入就可查询到学校各个部门实时更新的最新新闻;证书与成绩查询:在校学生可按照自己的学号来查询所获得的证书与成绩,学生可以在放假时也能实时了解自己的学习情况而不是等着学校班主任老师通知;课表查询:在校师生可以通过移动设备访问、查询到各个班级的课程表,而课程表中包含了具体的上课教室、上课教师、上课时间等信息,通过查询课表及教室解决了不知道在什么教室上课的问题。
3.3在线学习与查询模块
在线学习与查询模块从功能上来看实际其从属于与在校师生服务模块,但是因为该功能的设计与实现涉及到的数据、关键技术更复杂同时其余服务器端的数据交互较多,所以在智慧校园模块的设计中将其设置成为了一个单独的模块。在在线学习与查询模块中:学生们可以通过智能手机等移动设备自由的浏览、学习并实时的查看自己的学习情况。同时学生还可以根据一些课堂提供的在线学习功能,利用在线网络视频来在课堂外完成知识的学习。在课程学习完毕后没,还可以利用里面提供的作业提交、留言讨论功能与其他师生之间交互,同时也可以利用成绩查询功能了解自己的学科成绩,而这些功能都是可以在移动终端的具体应用中实现。
3.4数据分析模块
智慧校园建设中必不可少的一部分就是数据分析或者说是大数据分析,这一模块首先对学校各种数据进行整理分析,通过这样的分析为师生提供更为全面的信息化服务。通过数据的分析,方便看学生的学习、生活。为了有效的分析校园中的大数据,首先采用微软的SSIS作为前端数据清洗、转换的工具,再以SSAS作为数据仓库来创建多维度的数据库,最后再使用analyzer作为前端展示的工具,展示数据分析结果。
3.5资源中心模块
资源中心包括各类教育、教W资源,如学习的音视频资源、教师讲义、电子图书、在线考试题库等一系列的信息化学习与教学资源。在这一模块可能在基于大数据分析的基础上分析用户的行为,自动的从资源库中寻找适合用户学习、应用的资源,并将这些资源推送给用户。
4结语
本文对基于移动互联技术的智慧校园的架构、构建进行了初步的讨论,并在相关研究的基础上,结合东莞电大的实际需求设计了智慧校园的运动感客户端的主体结构。基于移动互联技术的智慧校园项目,其一移动互联技术为基础和核心与物联网、云计算、大数等技术集合,利用移动终端为载体,大大提高了学校信息化应用交互的明确性、灵活性和响应速度;可以为学校师生的学习、生活提供了最大的便利和帮助。
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