淺談云計(jì)算技術(shù)在智慧校園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：智慧校園是數(shù)字校園發(fā)展的新階段，云計(jì)算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的層出不窮，為智慧校園的建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐。該文對建設(shè)智慧校園所涉及的相關(guān)技術(shù)做了初步的研究與探討，著重介紹云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、安全機(jī)制和物聯(lián)感知系統(tǒng)等方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧校園 云計(jì)算 物聯(lián)網(wǎng) 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（b）-0044-02

智慧校園網(wǎng)是數(shù)字化校園的最新體現(xiàn)，它所包含的是智能、互聯(lián)以及協(xié)同等理念，同時(shí)以安全、高效、方便、快捷以及綠色為發(fā)展目標(biāo)，借助基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、信息開放、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫以及云計(jì)算和服務(wù)支持平臺(tái)，采用智能、感知、挖掘以及控制等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)絡(luò)管理、安全監(jiān)控以及個(gè)性化的教育環(huán)境和智能管理。從整體上來說，智慧校園網(wǎng)所要?jiǎng)?chuàng)造的是，校園中到處都是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新科研、高效透明的校務(wù)管理以及豐富多彩的文化生活，智能、高效、和諧、穩(wěn)定的校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1 智慧校園改善

據(jù)調(diào)查顯示，當(dāng)前國內(nèi)很多的高校尤其是知名院校，比較注重智慧校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)際上就是將物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信以及傳感等方面的及時(shí)集于一身，對教育教學(xué)、管理、科研以及校園生活服務(wù)等信息實(shí)施全面的優(yōu)化與整合，通過互聯(lián)、集成和數(shù)據(jù)信息的深度分析與挖掘，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)校管理工作的全面性、高效性以及智能化。

從實(shí)踐來看，智慧校園網(wǎng)絡(luò)通暢表現(xiàn)出三大特點(diǎn)：第一，利用云計(jì)算平臺(tái)，建設(shè)一個(gè)智能教學(xué)體系，為廣大教師和學(xué)生提供一個(gè)智能感知、綜合信息服務(wù)的廣闊平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上為其提供個(gè)性化的服務(wù)活動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、因材施教的教學(xué)模式和方法；第二，構(gòu)建廣闊的服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建全方位服務(wù)系統(tǒng)。實(shí)踐中可借助數(shù)據(jù)庫以及海量存儲(chǔ)器等，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有效地融入到高校管理工作中的各個(gè)領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)有效協(xié)作；第三，借助智能感知系統(tǒng)與寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，為外部與高校之間建立一個(gè)可以感知和交流的端口。

為此，我們可利用云計(jì)算以及虛擬化技術(shù)，建立校園云系統(tǒng)，并結(jié)合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建智慧校園體系。比如，現(xiàn)代的一卡通逐漸取代傳統(tǒng)的學(xué)生證、餐卡以及圖書借閱證等繁瑣的證件，同時(shí)也將門禁、消費(fèi)以及數(shù)字圖書館和考勤等功能融入其中；利用云計(jì)算，構(gòu)建一個(gè)教育云平臺(tái)，以此來分享教育教學(xué)內(nèi)容，從而提高教育內(nèi)容的可感知性與直觀性，這樣不僅可以增加教育教學(xué)過程中的互動(dòng)性，而且還可以有效地激發(fā)學(xué)生們的興趣；同時(shí)，教育云平臺(tái)，在全面提高校務(wù)管理能力、整合信息管理系統(tǒng)等方面，具有非常重要的作用。比如，辦公自動(dòng)化（OA）、教務(wù)管理以及學(xué)生管理等系統(tǒng)中，通過優(yōu)化和整合，可有效監(jiān)控教育教學(xué)效果，提高高校綜合管理水平。

2 云計(jì)算

所謂云計(jì)算，實(shí)際上是分布式處理、并行處理以及網(wǎng)格計(jì)算的進(jìn)一步發(fā)展和拓寬，它是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中相互協(xié)同的虛擬服務(wù)設(shè)備群，主要是通過網(wǎng)絡(luò)支持，使計(jì)算有效地分布于分布式計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之上。廣義上的云計(jì)算，主要是指服務(wù)交付與應(yīng)用模式，借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通過按需和易擴(kuò)展等方式，充分獲得實(shí)際服務(wù)需要。通常具有如下幾方面的特征是：廣泛的網(wǎng)絡(luò)、資源信息匯聚與共享，自助式的個(gè)性化服務(wù)以及靈活調(diào)配的資源信息與計(jì)算服務(wù)。實(shí)踐中我們可以看到，云計(jì)算的主要思想在于將大量網(wǎng)絡(luò)計(jì)算資源進(jìn)行集中，然后統(tǒng)一調(diào)度和管理，從而構(gòu)成現(xiàn)代化計(jì)算資源池，并向廣大用戶提供高效的服務(wù)。實(shí)踐中將這種提供資源的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，稱作云。其中，云系統(tǒng)中的所有資源均可以根據(jù)應(yīng)用者的需求，隨時(shí)獲取，而且可以對其進(jìn)行無限制的擴(kuò)展，從而實(shí)現(xiàn)按需應(yīng)用，并及時(shí)付費(fèi)。一般而言，云計(jì)算可分作三個(gè)層面，即云軟件、云設(shè)備以及云平臺(tái)。從發(fā)展的角度來看，未來智慧校園網(wǎng)應(yīng)當(dāng)無處不，方便快捷的上網(wǎng)系統(tǒng)，為智能校園的建設(shè)提供了基礎(chǔ)和保障。

3 云計(jì)算條件下的智慧校園

從實(shí)踐來看，云計(jì)算模式的應(yīng)用為現(xiàn)代教育教學(xué)創(chuàng)造了更廣闊的空間，同時(shí)也為各種信息資源的共享、協(xié)作以及學(xué)習(xí)等，創(chuàng)造了新環(huán)境。近年來，隨著國內(nèi)云計(jì)算模式的快速普及與發(fā)展，學(xué)校、教師、學(xué)生以及教育機(jī)構(gòu)的相關(guān)信息處理均轉(zhuǎn)移到云系統(tǒng)之中，對智能校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。采用云計(jì)算，不僅可以為學(xué)習(xí)者提高云計(jì)算服務(wù)，讓他們能夠自主選擇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)形式，而且教育機(jī)構(gòu)與科研人員也可以有效地管理各種教育教學(xué)資源，從而有效地開展教育教學(xué)設(shè)計(jì)、對教學(xué)過程和資源進(jìn)行優(yōu)化。以寧波工程學(xué)院為例，具體展開探討。

3.1 校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

對于校園網(wǎng)絡(luò)而言，它是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)，表現(xiàn)出高速、穩(wěn)定、安全的特點(diǎn)，為智慧校園的建設(shè)提供了云計(jì)算平臺(tái)，并在智能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)感知。寧波工程學(xué)院通過租用ISP運(yùn)營商的裸光纖連接成一體，建設(shè)成為支持IPv4/v6雙棧的、具有多業(yè)務(wù)融合、高帶寬、高移動(dòng)性、面向服務(wù)的透明彈性校園網(wǎng)，打造智慧校園的信息高速公路，能柔性適應(yīng)未來的各種信息化應(yīng)用需求。布局結(jié)構(gòu)合理的校園網(wǎng)絡(luò)，使其覆蓋面廣、安全、穩(wěn)定、高速，支持有線、無線、電腦、筆記本和手機(jī)等多種終端設(shè)備上網(wǎng)。堅(jiān)持“云服務(wù)”的低碳可持續(xù)發(fā)展技術(shù)路線，建造具有先進(jìn)水平的數(shù)據(jù)中心環(huán)境。

3.2 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

一般而言，云計(jì)算平臺(tái)主要有機(jī)房環(huán)境、存儲(chǔ)平臺(tái)、計(jì)算平臺(tái)以及容災(zāi)系統(tǒng)等。寧波工程學(xué)院IDC數(shù)據(jù)中心，基于“云計(jì)算”架構(gòu)建設(shè)，通過采用硬件設(shè)備虛擬化、系統(tǒng)管理自動(dòng)化和服務(wù)流程一體化等技術(shù)架構(gòu)，為用戶提供一個(gè)以服務(wù)為中心的數(shù)據(jù)中心，同時(shí)將資源的使用方式從專有獨(dú)占方式轉(zhuǎn)變成完全共享方式，運(yùn)行環(huán)境可以自動(dòng)部署和調(diào)整資源分配，實(shí)現(xiàn)資源隨需掌控，提供一個(gè)基于業(yè)務(wù)的資源共享、服務(wù)集中和自動(dòng)化的開放數(shù)據(jù)中心，為數(shù)字化校園平臺(tái)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)提供基礎(chǔ)硬件支撐。

3.3 校園云計(jì)算安全平臺(tái)設(shè)計(jì)

當(dāng)采用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行校園網(wǎng)建設(shè)時(shí)，不用擔(dān)心數(shù)據(jù)信息的丟失以及病毒的入侵，而且云計(jì)算中的權(quán)限管理可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。此外，數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)模式，可以有效地實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測，即將信息資料存儲(chǔ)于某個(gè)數(shù)據(jù)中心之中，然后管理者對數(shù)據(jù)資料實(shí)施統(tǒng)一的管理，對資源進(jìn)行分配、對負(fù)載進(jìn)行均衡、對軟件進(jìn)行部署，同時(shí)加強(qiáng)安全管理，降低應(yīng)用成本。

3.4 物聯(lián)感知系統(tǒng)構(gòu)建

在智能校園建設(shè)過程中，物聯(lián)感知系統(tǒng)是其中最為常用的部分，實(shí)踐中可利用采集器、傳感器、RFID以及二維碼和現(xiàn)代高清視頻監(jiān)控感知設(shè)備，有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理與實(shí)時(shí)監(jiān)控。根據(jù)校園中的具體情況，合理地對傳感器、視頻數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行部設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)；通過采集器、二維碼以及RFID技術(shù)，對校園環(huán)境進(jìn)行標(biāo)志；構(gòu)建現(xiàn)代校園環(huán)境數(shù)據(jù)庫、服務(wù)平臺(tái)，借助物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建應(yīng)用管理系統(tǒng)。通常包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

（1）數(shù)字化圖書館

以RFID智能標(biāo)簽技術(shù)為方向，建設(shè)圖書館綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圖書自動(dòng)清點(diǎn)、圖書自助借還，圖書區(qū)域定位，開發(fā)智能導(dǎo)航系統(tǒng)，方便讀者快速準(zhǔn)確的查找圖書，提高圖書館管理效率，提升讀者服務(wù)能力。

（2）智慧型平安校園

推行校園數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，逐步把現(xiàn)有的模擬監(jiān)控系統(tǒng)整合到數(shù)字化、一體化的智能安保平臺(tái)中，同時(shí)可支持靈活的、分布式的集散安保監(jiān)控模式，支持多級權(quán)限管理，支持無線、internet、智能終端等多種監(jiān)控模式，支持監(jiān)控圖像的智能分析和預(yù)警等功能和監(jiān)控圖像的數(shù)據(jù)挖掘等。

（3）綠色節(jié)能智慧校園

利用智能傳感技術(shù)和信息化技術(shù)，對學(xué)校的各種耗能設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能分析、優(yōu)化調(diào)度、管理控制，達(dá)到節(jié)能減排、低碳環(huán)保、降低學(xué)校運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)約型綠色學(xué)校的建設(shè)。如能源質(zhì)量管理、照明能源管理、各儀器設(shè)備的能源管理等，各能源管理系統(tǒng)應(yīng)整合為一個(gè)整體，可提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析統(tǒng)計(jì)報(bào)告等。

4 結(jié)語

目前“智慧校園”的建設(shè)正如火如荼的進(jìn)行，我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到智慧的概念正日益影響著人們的生活、學(xué)習(xí)和工作。基于此，借助智慧校園系統(tǒng)建設(shè)這一契機(jī)，優(yōu)化和配置現(xiàn)代可利用資源，全面提升教育信息化水平，實(shí)現(xiàn)教育管理信息化、教學(xué)信息化、科研信息化、學(xué)生學(xué)習(xí)信息化，實(shí)現(xiàn)人、事、物的聯(lián)動(dòng)控制與協(xié)作管理，實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生、資源和外界的互聯(lián)互通，使數(shù)字校園成為教育教學(xué)質(zhì)量提高的重要手段，真正實(shí)現(xiàn)智慧校園、虛擬生活、移動(dòng)辦公、和諧溝通的環(huán)境，建設(shè)一個(gè)平安、和諧、幸福的校園。

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