智慧校園關(guān)鍵技術(shù)分析與研究

嚴(yán)思靜

摘要：智慧校園是在數(shù)字化校園上發(fā)展而來，是教育信息化的新階段，智慧校園涵蓋數(shù)字化校園所有功能，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)對(duì)數(shù)字化校園進(jìn)行提升改造，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)資源高度整合，為師生用戶提供全面智能感知、個(gè)性化服務(wù)。

關(guān)鍵詞：智慧校園；物聯(lián)網(wǎng)；移動(dòng)互聯(lián)；云計(jì)算；大數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）24-0040-02

Abstract： Intelligent campus is developed on the digital campus， Intelligent campus is a new stage of education informationization， Intelligent campus covers all functions of the digital campus， using the key technologies such as internet of things technology， cloud computing， mobile Internet technology， and big data technology to promote transformation of digital campus， to realize the campus resources highly integrated， to offer service of full intellisense for the teachers and students.

Key words： intelligent campus； Internet of things； mobile Internet； cloud computing； Big data

隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，數(shù)字化校園建設(shè)穩(wěn)步開展，為師生用戶提供豐富的信息資源服務(wù)，提高了教職員工的工作效率，并為學(xué)校節(jié)省了大量人財(cái)物等資源。近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，以及智慧地球、智慧城市建設(shè)理念的提出和實(shí)踐，為數(shù)字化校園帶來了新的發(fā)展契機(jī)，國內(nèi)涌現(xiàn)了以浙江大學(xué)為首的智慧校園建設(shè)潮流，將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等信息技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字化校園建設(shè)改造中，為師生用戶提供全面智能感知、用戶個(gè)性化需求、決策支持等服務(wù)。智慧校園代替數(shù)字化校園已成為不可阻擋的潮流趨勢(shì)。

1 智慧校園特點(diǎn)分析

智慧校園利用智能感知技術(shù)，收集校園人、物等信息，擁有無處不在的校園網(wǎng)絡(luò)，連接傳送各種校園資源信息，使用云計(jì)算等平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)校園資源信息共享，運(yùn)用大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)處理技術(shù)，分析處理海量數(shù)據(jù)，形成有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息供決策層使用。因此，智慧校園主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）全面智能感知

智慧校園利用二維碼、RFID、視頻監(jiān)控、無線傳感等感知技術(shù)和設(shè)備，連接校園中的每一個(gè)人和物件，使得人與人、人與物、物與物之間相連相通，并能根據(jù)識(shí)別的信息構(gòu)建有關(guān)模型，使得智能感知的校園環(huán)境得以呈現(xiàn)在用戶面前。

（2）網(wǎng)絡(luò)無處不在

智慧校園致力于校園網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，不僅擁有無線網(wǎng)、有線網(wǎng)、校園網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等多種形式網(wǎng)絡(luò)，而且提供數(shù)量充足、方便接入的網(wǎng)絡(luò)終端接口，使得師生用戶隨時(shí)隨地可以接入自己想要接入的網(wǎng)絡(luò)。

（3）提供個(gè)性化服務(wù)

智慧校園中遵循“用戶至上”的服務(wù)原則，數(shù)字化校園平臺(tái)等資源服務(wù)平臺(tái)利用云計(jì)算平臺(tái)等對(duì)校內(nèi)外各種資源進(jìn)行整合，能夠根據(jù)用戶需求顯示友好的服務(wù)平臺(tái)界面，根據(jù)師生用戶實(shí)際需要，提供多樣化、快速化的信息資源服務(wù)。

（4）海量數(shù)據(jù)處理使用

智慧校園中會(huì)產(chǎn)生大量的信息資源數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)存在種類多、字段長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，智慧校園中使用大數(shù)據(jù)等先進(jìn)數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析、處理，形成高價(jià)值的數(shù)據(jù)信息表，供學(xué)校管理人員決策參考。

2 智慧校園關(guān)鍵技術(shù)介紹

智慧校園除了包括數(shù)字化校園有關(guān)技術(shù)外，還包括大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)等信息技術(shù)，技術(shù)種類具體見圖1所示。

智慧校園中除了使用傳統(tǒng)數(shù)字化校園中有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)、數(shù)字化校園平臺(tái)、門戶網(wǎng)站、應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)等技術(shù)體系外，還使用到的關(guān)鍵技術(shù)簡要介紹如下。

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

傳統(tǒng)數(shù)字化校園中，對(duì)物體的定位、信息的收集等存在不準(zhǔn)確和盲區(qū)現(xiàn)象，為此，智慧校園采用RFID、無線傳感器、二維碼、視頻監(jiān)控等多種無線傳感設(shè)備及技術(shù)，將校園中的所有人、物全部“連接”起來，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的定位、識(shí)別、監(jiān)控管理等成為一體，實(shí)現(xiàn)校園環(huán)境智能全面感知。

（2）移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)

智慧校園使用移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)突破傳統(tǒng)數(shù)字化校園中網(wǎng)絡(luò)使用瓶頸，不再局限于有線網(wǎng)的接入和使用，提供無線WIFI網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)、自組織自治網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)接入和使用，并提供多樣化終端接入方式，致力于打造性能佳、種類多、全覆蓋校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（3）云計(jì)算技術(shù)

智慧校園中利用云計(jì)算平臺(tái)等技術(shù)，提供教學(xué)等資源上傳功能，并整合校內(nèi)外各種信息資源，為師生用戶提供個(gè)性化的信息資源服務(wù)，有效解決信息資源地域性差異、分配不均、更新不及時(shí)以及共享難等問題，師生用戶不僅可以隨意使用校內(nèi)教學(xué)等信息資源，還可以瀏覽、下載其他高校教學(xué)信息資源。

（4）大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)結(jié)果呈現(xiàn)等技術(shù)，智慧校園利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)構(gòu)造復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理、分析，并提煉有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合可視化等技術(shù)的使用，將數(shù)據(jù)表呈現(xiàn)給用戶以及管理者決策使用。

3 物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用前景

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用前景

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于智能感知，因此，在智慧校園中，可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到安全監(jiān)控、教學(xué)、學(xué)生管理等諸多方面，提高管理工作效率，為師生用戶提供便捷服務(wù)。具體應(yīng)用包括以下四個(gè)方面：一是利用視頻監(jiān)控、無線傳感設(shè)備及有關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)校園每棟教學(xué)辦公樓、每棟宿舍、每個(gè)食堂，甚至校園每條道路、每個(gè)角落都處于完全監(jiān)控之中，實(shí)現(xiàn)人物準(zhǔn)確定位識(shí)別，達(dá)到可視化精準(zhǔn)管理，如果出現(xiàn)偷盜等安全問題，能夠智能報(bào)警，這些應(yīng)用中應(yīng)保證監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、感知設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸及保存安全可靠，防止個(gè)人信息泄露，給師生用戶帶來不必要的損失；二是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到課堂教學(xué)管理以及教學(xué)信息資源使用中，主要包括智慧課程學(xué)習(xí)、智能課堂點(diǎn)名考勤管理、智慧圖書館等，在智能課堂點(diǎn)名考勤管理使用中，要注意學(xué)生私人信息保密問題；三是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到學(xué)生管理方面，比如智能學(xué)生宿舍管理、智能學(xué)生證等，智能學(xué)生宿舍管理能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生寢室分配、就寢、缺寢等情況的精準(zhǔn)管理與統(tǒng)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生缺寢違紀(jì)等現(xiàn)象，智能學(xué)生證能夠?qū)W(xué)生身份進(jìn)行有效管理，并作為學(xué)生身份識(shí)別有效依據(jù)，為智能考勤管理作鋪墊；四是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到校園生活管理當(dāng)中，包括智能一卡通、智能食堂管理等，為師生提供生活便捷服務(wù)，特別是對(duì)學(xué)生消費(fèi)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，掌握家庭經(jīng)濟(jì)困難學(xué)生信息，為評(píng)審獎(jiǎng)助學(xué)金提供參考依據(jù)。

（2）大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用前景

大數(shù)據(jù)技術(shù)包括海量數(shù)據(jù)的收集、分析、處理等技術(shù)，其中處理技術(shù)包括對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)的批量處理，對(duì)在線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理以及對(duì)圖數(shù)據(jù)的綜合處理，在處理過程中會(huì)用到Apache Hadoop、Spark等處理平臺(tái)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)分析技術(shù)包括紹深度學(xué)習(xí)、知識(shí)計(jì)算和可視化等關(guān)鍵技術(shù)，解決如何對(duì)圖像、聲音、文本等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效表達(dá)、解釋和學(xué)習(xí)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析處理，因此，可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到智慧校園教學(xué)管理、學(xué)生管理、監(jiān)控管理、一卡通管理、財(cái)務(wù)管理等應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)中，以提煉有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息供校方使用。

4 結(jié)束語

智慧校園中利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)、云平臺(tái)等前沿信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字化校園進(jìn)行提升改造，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，為師生提供全面智能感知環(huán)境，有效整合校內(nèi)外各種信息資源，防止信息系統(tǒng)平臺(tái)之間出現(xiàn)信息孤島，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，形成有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，供學(xué)校決策層使用，真正使得智慧校園造福學(xué)校、造福師生。

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