大數(shù)據(jù)背景下智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張瑩

摘要：在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，大數(shù)據(jù)的到來(lái)為人們的學(xué)習(xí)、工作和生活提供了更多的便利條件。進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代后，我國(guó)各大校園也逐漸開始建設(shè)智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，借助物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字技術(shù)構(gòu)建智能化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，使校園實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化建設(shè)?；诖?，文章對(duì)智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的功能進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際需求制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用方案，旨在通過(guò)這一建議提高智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)的效率。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);智慧校園;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái);設(shè)計(jì)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）21-0021-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的主要作用就是在大數(shù)據(jù)的技術(shù)支持下為教師、學(xué)生以及學(xué)生的家長(zhǎng)等群體提供專業(yè)性服務(wù)，這與教育事業(yè)的現(xiàn)代化改革目標(biāo)一致。大數(shù)據(jù)背景下構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠?qū)⒍喾N教學(xué)資源進(jìn)行有效融合，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量起到了非常重要的作用。因此，在構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的過(guò)程中，必須要結(jié)合多方面因素設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)，調(diào)整設(shè)計(jì)思路，這樣才能為教學(xué)資源的整合奠定良好的基礎(chǔ)。

2 大數(shù)據(jù)背景下智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的功能

2.1 創(chuàng)新功能

構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)最大的作用就是能夠從多種途徑將教學(xué)資源進(jìn)行整合創(chuàng)新，將數(shù)據(jù)和教學(xué)進(jìn)行統(tǒng)一管理，豐富校園管理方法，節(jié)省教學(xué)資源。智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須要具備較強(qiáng)的專業(yè)能力，充分了解學(xué)校的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)家教育政策，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)思路，在實(shí)踐的過(guò)程中也要不斷調(diào)整目標(biāo)，并且還要不斷保持創(chuàng)新理念。每年都會(huì)有大量的新生入校，同時(shí)也會(huì)有大批的學(xué)生畢業(yè)，學(xué)習(xí)基本信息和學(xué)校的各個(gè)方面隨時(shí)都會(huì)發(fā)生變化，智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的信息也要隨時(shí)進(jìn)行更新。例如：新生入校之后要做好班級(jí)分配工作，還要給學(xué)生分配宿舍，這些信息都要體現(xiàn)在智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。除此之外，教師還將定期將教學(xué)視頻和備課方案定期向平臺(tái)上傳，這樣學(xué)生就能結(jié)合自己的需求從平臺(tái)上搜集學(xué)習(xí)資料，從而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果[1]。

2.2 融合功能

智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)還有一個(gè)非常重要的功能就是將多種資源進(jìn)行融合，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備自主操作，學(xué)校也要對(duì)學(xué)生的登錄時(shí)間和應(yīng)用范圍進(jìn)行記錄，然后再將這些數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)，避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而造成數(shù)據(jù)丟失。例如：學(xué)生通過(guò)手機(jī)登錄智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之后，搜集自己需要的學(xué)習(xí)資料，這時(shí)手機(jī)突然關(guān)機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)關(guān)閉，后臺(tái)能夠?qū)W(xué)生的查找記錄進(jìn)行自動(dòng)保存，這樣學(xué)生再次進(jìn)入系統(tǒng)之后就能按照上次的記錄繼續(xù)學(xué)習(xí)。另外，學(xué)生在線下完成的作業(yè)也可以在上傳至平臺(tái)，系統(tǒng)后臺(tái)能夠自動(dòng)檢查學(xué)生完成作業(yè)的完整性和準(zhǔn)確性，并且將每位學(xué)生作業(yè)完成情況進(jìn)行匯總，這樣教師只需要通過(guò)平臺(tái)就能掌握學(xué)生的真實(shí)情況。

3 大數(shù)據(jù)背景下智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析能夠超出常規(guī)軟件的極限，在很短的時(shí)間內(nèi)就能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和整合，為學(xué)校管理人員和教師的決策提供全面的參考依據(jù)。大數(shù)據(jù)可以將云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)等多種信息結(jié)合在一起，準(zhǔn)確判斷學(xué)生的實(shí)際情況，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律。

3.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算實(shí)際上就是將大數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，然后結(jié)合各個(gè)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)計(jì)算結(jié)果，從而滿足用戶的多種需求。智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中，通過(guò)云計(jì)算能有效調(diào)整數(shù)據(jù)信息的協(xié)調(diào)性，為智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)工作提供了有力的保障。智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)中的云計(jì)算主要包含了向用戶傳遞信息、為用戶提供可以選擇的目錄以及實(shí)施監(jiān)督系統(tǒng)，這樣就能對(duì)智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)各項(xiàng)資源的使用情況進(jìn)行全面管理[2]。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是利用傳感器為各個(gè)不同系統(tǒng)之間建立溝通橋梁，在智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中增加定位和監(jiān)督等功能。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠使教師、學(xué)生和學(xué)校管理人員在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙溝通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要由傳感器、嵌入式系統(tǒng)以及納米技術(shù)等組成，傳感器的主要功能就是為了轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，嵌入式系統(tǒng)的主要功能是為了將軟硬件和技術(shù)融合在一起，為智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)提供了物理支撐。

3.4 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

我國(guó)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、5G、4G等，使智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的服務(wù)范圍更加廣泛。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?yàn)橹腔坌@網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)增加更多功能，如：閱讀、商務(wù)、支付、游戲等多個(gè)板塊，閱讀功能能夠讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線閱讀，游戲功能則體現(xiàn)出寓教于樂(lè)的作用，搜索功能能夠讓學(xué)生根據(jù)自己的需求搜索內(nèi)容。

4 大數(shù)據(jù)背景下智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)

在大數(shù)據(jù)的背景下構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)首先要結(jié)合學(xué)校的發(fā)展現(xiàn)狀和學(xué)生的實(shí)際需求，制定針對(duì)性的建設(shè)目標(biāo)，對(duì)智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的各個(gè)板塊進(jìn)行詳細(xì)劃分，還要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的運(yùn)行現(xiàn)狀構(gòu)建完善的保障體系和規(guī)范體系。

首先，基礎(chǔ)模塊是保證智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，主要是由多種硬件設(shè)備組成，如：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)設(shè)備和感知設(shè)備，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相比，智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的硬件設(shè)備由于要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，所以具備良好的擴(kuò)展性，即便要處理大量的數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)設(shè)備模塊同樣能夠?qū)⑿畔?shù)據(jù)進(jìn)行整合，并且能夠在自動(dòng)整合之后將數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。另外，基礎(chǔ)模塊具備較強(qiáng)的存儲(chǔ)功能，能夠?qū)亩喾N途徑收集到的信息全部存儲(chǔ)在系統(tǒng)后臺(tái)。其次，智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的核心系統(tǒng)為支撐模塊，能夠直接決定智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的服務(wù)性能。支撐模塊能夠?yàn)閼?yīng)用軟件效率的提升提供保障。所以，在支撐模塊設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要在云計(jì)算的輔助下構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心，將校園的各種信息進(jìn)行全面收集，從而實(shí)現(xiàn)資源共享。最后，應(yīng)用模塊也是構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的重要組成部分，應(yīng)用模塊能夠?yàn)槿藱C(jī)之間的甲流建立平臺(tái)，結(jié)合各類用戶的需求制定相應(yīng)的應(yīng)用軟件。在構(gòu)建應(yīng)用模塊的過(guò)程匯總，必須要充分考慮用戶的需求，為用戶提供多元化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，確保網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的拓展性，與學(xué)校原有的管理系統(tǒng)相結(jié)合，這樣才能為用戶提供更加全面的服務(wù)[3]。

5 大數(shù)據(jù)背景下智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)途徑

5.1 創(chuàng)建良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

為了能夠充分發(fā)揮智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的價(jià)值，學(xué)校加強(qiáng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，使學(xué)生在校園內(nèi)隨時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面要包含教學(xué)樓、辦公區(qū)域、實(shí)驗(yàn)室等地方，室外也要覆蓋到操場(chǎng)和公共區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)τ脩舻娜菁{量至少要超過(guò)100個(gè)。校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在訪問(wèn)的過(guò)程中，可以通過(guò)多種途徑進(jìn)行控制，不同的用戶群體采用不同的認(rèn)證方式，不同的用戶對(duì)訪問(wèn)權(quán)限也要進(jìn)行劃分，不同的用戶訪問(wèn)時(shí)間要做出調(diào)整，這樣才能提高智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的應(yīng)用效率（圖1為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D）。

5.2 智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)集群部署的實(shí)現(xiàn)

在大數(shù)據(jù)的背景下構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)一般會(huì)采用Hadoop集群，并且這一集群在云計(jì)算中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用這一集群在對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，依然能夠保證后臺(tái)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，在對(duì)集群部署的過(guò)程中，必須要做好節(jié)點(diǎn)之間的配置工作。將涉及的所有IP地址進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，然后將其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，剩余節(jié)點(diǎn)則成為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。然后安裝Ubuntu Linux系統(tǒng)，之后就可以創(chuàng)建集群用戶賬號(hào)，將Hadoop集群安裝在主節(jié)點(diǎn)上。其次，對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備上的hosts文件進(jìn)行修改，然后再將各個(gè)節(jié)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)設(shè)備相連接。同一個(gè)集群中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)在相互訪問(wèn)的過(guò)程中，必須要增加驗(yàn)證功能，一般是通過(guò)密鑰或者加密等方式，但是各個(gè)節(jié)點(diǎn)每次訪問(wèn)的時(shí)候都需要安全認(rèn)證就會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間，這時(shí)就可以增加無(wú)遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能。技術(shù)人員只需要在主節(jié)點(diǎn)上設(shè)置公鑰，第一次訪問(wèn)是經(jīng)過(guò)安全認(rèn)證之后，以后就不用再進(jìn)行認(rèn)證[4]。

5.3 增加信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

在大數(shù)據(jù)的背景下構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，一般都是通過(guò)讀取文件的形式讀取數(shù)據(jù)，為了完成存儲(chǔ)過(guò)程，必須要對(duì)數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行上傳和下載，這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，還會(huì)占據(jù)大量的存儲(chǔ)空間。因此，在對(duì)智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)用的過(guò)程中，可以通過(guò)HDFS集群實(shí)現(xiàn)本地文件上傳這一功能，將已經(jīng)上傳的文件全部放在代理用戶的地址上，這樣就能對(duì)用戶的訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行限制。

5.4 信息數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)

在大數(shù)據(jù)背景下構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)時(shí)，數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)一般都是獨(dú)立系統(tǒng)，也不會(huì)受到集群或者其他軟件的干擾。所以在實(shí)現(xiàn)這一功能的過(guò)程中，可以通過(guò)代碼和編程進(jìn)行設(shè)置。智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中，借助大數(shù)據(jù)和云計(jì)算有效地提升服務(wù)效率，同時(shí)也為用戶的操作提供了更多的便利條件。如果用戶在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)還需要獲取數(shù)據(jù)源，就要重新提交數(shù)據(jù)計(jì)算的任務(wù)，然后再通過(guò)runjob這一功能實(shí)現(xiàn)。

5.5 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一身份驗(yàn)證

智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中，在對(duì)身份進(jìn)行統(tǒng)一驗(yàn)證時(shí)，可以利用Spring Web Flow進(jìn)行操作。如果在這個(gè)過(guò)程中需要重新進(jìn)行定位視圖，服務(wù)器收到身份驗(yàn)證請(qǐng)求之后，路由會(huì)自動(dòng)根據(jù)提交申請(qǐng)的順序處理問(wèn)題。在使用其他功能時(shí)也要按照這種方法使用，同時(shí)也要對(duì)操作模式做出相應(yīng)的調(diào)整。如果用戶是第一次登錄智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，需要按照表格上的要求認(rèn)真填寫完整信息，之后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成登錄憑證，直接點(diǎn)擊登錄就能進(jìn)入智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。用戶登錄系統(tǒng)以后，后臺(tái)會(huì)自動(dòng)對(duì)用戶的信息進(jìn)行審核，認(rèn)證完成后用戶才能繼續(xù)進(jìn)行操作，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)認(rèn)證，就要求用戶重新在后臺(tái)登錄系統(tǒng)。用戶在驗(yàn)證身份的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生ST和TGT兩種票證，這些都是證明用戶唯一性的票證。智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的用戶利用票證訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，Web系統(tǒng)只需要對(duì)用戶的票證進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)還會(huì)將驗(yàn)證信息發(fā)送給服務(wù)器，這時(shí)服務(wù)器就不用再對(duì)用戶的身份進(jìn)行驗(yàn)證，只需要對(duì)票據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證即可，這也是智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中非常重要的關(guān)鍵性技術(shù)。服務(wù)器在對(duì)票據(jù)進(jìn)行審核的過(guò)程中，一般會(huì)檢查票據(jù)的屬性和用戶的身份驗(yàn)證信息，無(wú)論結(jié)果是否通過(guò)驗(yàn)證，票據(jù)都會(huì)被損毀，這個(gè)操作的主要目的也是為了保障用戶的安全性[5]。

6 智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的搭建

智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在搭建的過(guò)程中，一般會(huì)設(shè)置三個(gè)登錄端口，主要是針對(duì)教師、學(xué)生和后臺(tái)的管理人員。師生除了能夠在電腦端登錄之外，也可以從其他網(wǎng)絡(luò)智能終端設(shè)備上登錄，教師利用智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)一般是為了布置作業(yè)、制定教學(xué)計(jì)劃或者查詢信息等功能，而學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)端口的主要目的則是搜集學(xué)習(xí)資料或者完成學(xué)校的線上測(cè)試等。智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中通過(guò)蛛網(wǎng)式的方法進(jìn)行建設(shè)，就能利用點(diǎn)面模式進(jìn)行系統(tǒng)性管理，在這個(gè)基礎(chǔ)之上進(jìn)行深度融合，就能為短時(shí)間內(nèi)搜集學(xué)習(xí)資料提供保障。因此，智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中，首先要遵循個(gè)性化原則。平臺(tái)的各項(xiàng)功能要實(shí)現(xiàn)個(gè)性化搭建，這樣才能使教師和學(xué)生的需求都能得到滿足，同時(shí)還能保證平臺(tái)在使用的過(guò)程中各個(gè)系統(tǒng)都能保持有效銜接，從而增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)感。其次，智能校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)趣味性原則。在不影響平臺(tái)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)之上增加趣味性功能，能夠使用戶在使用的過(guò)程中體驗(yàn)到樂(lè)趣，快速吸引用戶的注意力，從而增加用戶的黏性。最后，智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在構(gòu)建的過(guò)程中還要遵循智能檢測(cè)原則。在大數(shù)據(jù)的輔助下后臺(tái)系統(tǒng)要定期對(duì)用戶的訪問(wèn)內(nèi)容和訪問(wèn)習(xí)慣進(jìn)行智能檢測(cè)，及時(shí)結(jié)合用戶的反饋信息對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行調(diào)整，這樣才能提高智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)使用的有效性[6]。

7 結(jié)束語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)的背景下構(gòu)建智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)教學(xué)起到了非常重要的作用，教師可以利用校園平臺(tái)對(duì)學(xué)生做出綜合性評(píng)價(jià)，學(xué)生也能通過(guò)該平臺(tái)快速搜集需要的學(xué)校資料。因此，智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在建設(shè)過(guò)程中，要充分認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的重要性，制定針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，才能充分發(fā)揮智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的價(jià)值。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】