智慧數字化校園建設規劃方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 準，資源共享。 智慧校園項目建設中，將充分考慮相關信息系統與市、省教育信息資源的共享，建立信息資源共享機制，應充分利用網絡基礎 、業務系統和信息資源，加強整合，促進互聯互通、信息共享，使有限的資源發揮最大的效益。 另一方面，在智慧校園管理平臺的組建上，將統一系統服務接口標準，實現與“數字城市”、“區域數據中心”等規劃的總體框架相吻合。 建設特色 新技術的使用 隨著信息與通訊技術的不斷發展 ,新技術層出不窮，在教育中應用越來越普遍，產生的效果也越來越明顯，越來越受到教育界的重視。云計算、物聯網、虛擬現實技術、流媒體、觸控技術及網絡技術使教育達到了更新的高度，構建出一體化的、適應變化和發展的學校教育組織新體系，實現以教師和 學生的發展為核心價值的有機教育信息生態系統。 （ 1） 校園云計算 智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 14 云計算（ cloud puting），是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。“云”其實是網絡、互聯網的一種比喻說法。云計算的核心思想，是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶按需服務。提供資源的網絡被稱為“云”。狹義云計算指 IT 基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲 得所需服務。這種服務可以是 IT 和軟件、互聯網相關，也可是其他服務。 云計算描述了一種基于互聯網的新的 IT 服務增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展而且經常是虛擬化的資源。云計算是網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物。云計算常與網格計算、效用計算、自主計算相混淆。（網格計算：分布式計算的一種，由一群松散耦合的計算機集組成的一個超級虛擬計算機，常用來執行一些大型任務；效用計算： IT 資源的一種打包和計費方式，比如按照計算、存儲分 別計量費用，像傳統的電力等公共設施一樣；自主計算：具有自我管理功能的計算機系統。） 云計算的特點：首先，云計算提供了最可靠．最安全的數據存儲中心，用戶不用再擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。其次，云計算對用戶端的設備要求最低，使用起來也最方便。此外，云計算可以輕松實現不同設備間的數據與應用共享。 校園網中云計算的應用： 云計算系統可用來構建普及計算環境，用于大規模的客戶機需要安裝大量常用軟件的場景。非常適合用于校園網環境中構建全局計算環境，教學用計算機部署等應用，可充分利用現有設施的潛能，滿足師生在教學科研中的 實際需求，大大提升校園網的應用和管理水平。 1） 教學系統開發支持 在云計算環境下，需要構建支持網絡學習的“云計算”服務，學生通過Ｗｅｂ瀏覽器或手機等移動設備，獲得互動性、體存儲與處理－瀏覽器一客戶端用戶服務與數據驗性，移動性和存儲服務。服務和數據町以在最大范圍內共享，避免了教育信息系統的重復開發。 智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 15 2） 建設校園網教育信息系統 在各大高校日常辦公、教學和科研方面的硬件設施投入都是一筆巨大的開支，軟硬件不斷的更新升級，成本不斷增加困擾了很多高校的發展，由于云計算對使用的終端計算機本身的要求并不高，并且將設備更新換代的任 務統統丟給服務的提供者 —— 數據中心的建立者或者是相關服務的提供商。教育機構數據中心、網絡中心的相關任務將可以選用云計算服務來完成，通過云計算提供的ＩＴ基礎架構，可以節約成本，不用再投資購買昂貴的硬件設備，負擔頻繁的維護與升級。 3） 構建網絡學習環境，提高學習效率 云計算技術允許人們隨時隨地從任意終端訪問信息及其它服務，增強了嘲絡學習的靈活性和敏捷性，能夠實現學習資源和學習工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低Ｗｅｂ學習資源與服務的成本與難度，創建靈活敏捷的學習方式，從而有助于提高學習生產力，最終提高學習效 果。 4） 建立校園云計算安全平臺 云計算給校園提供了最可靠、最安全的數據存儲中心。我們不用再擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。云計算嚴格的權限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數據。同時，數據的集中存儲更容易實現安全監測：通過將信息存儲在一個或者若干個數據中心，對應的管理者可以對數據進行統一管理，負責資源的分配、負載的均衡、軟件的部署、安全的控制，并有效降低使用者的成本。 5） 數據共享 院系聯合和應用教育信息資源共建和共享校園網現有設備的多樣化和復雜化，考慮到不同設備的數據同步方法種類繁多，操作復雜。比如要在這許 多不同的設備之間保存和維護最新的一份聯系人信息，需要為此付出難以計數的時間和精力。這時，我們就可應用云計算來讓一切都變得更簡單。在云計算的網絡應用模式中，數據只有一份，保存在“云”的另一端，你的所有電子設備只需要連接校園網，就可以同時訪問和使用同一份數據。這樣可以達到數據更深一層次的共建共享。共同應用云計算擴展性非常強，各院系可以將現有的硬件資源共同加入到一個云中，減少單院校的資金和時間上的投入，并實現真正意義上的資源共享。 校園云計算建設有助于學校提升整個校園管理和公共服務，可以有效提高教智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 16 育、科研水平和質 量，創造一個更加和諧的校園環境。其應用優勢為： ①統籌共享校區系統資源 ②促進數據交換，應用協同 ③按需的基礎設施服務 ④一體化的數據管理分析 ⑤加速應用服務提供 ⑥便捷化的第三方應用集成 （ 2） 校園物聯網 物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“ The Inter of things”。由此，顧名思義，“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此， 物聯網的定義是通過射頻識別（ RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。 從技術架構上來看，物聯網可分為三層：感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、 RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、 GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢，它是物聯網獲識別物體采集信息的來源，其主要 功能是識別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去。網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，相當于人的神經中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶（包括人、組織和其他系統）的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。 校園物聯網是在傳統校園信息化的基礎上，以信息網絡為依托，利用數字化手段借助物聯網技術對校園環境（包括設備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件等）、活動（包括教學、管理、服務、辦公等）等各個方面和環節進行綜合管理。在該平臺里，可根據新 校區的規劃，設計整體架構，在硬件、網絡基礎上智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 17 運用豐富的軟件信息系統，高效便捷地實現學校的教學、科研、管理和服務等活動的全部過程，從而達到提高學校教學質量、科研水平和管理水平，促進實現學校辦學宗旨的目的。物聯網在學校中的應用大概可以分成下面幾個領域： 1） 信息化教學 利用物聯網建立泛在學習環境。可以利用智能標簽識別需要學習的對象，并且根據學生的學習行為記錄，調整學習內容。這是對傳統課堂和虛擬實驗的拓展，在空間上和交互環節上，通過實地考察和實踐，增強學生的體驗。例如生物課的實踐性教學中需要學生識別校園內的各種植物， 可以為每類植物粘貼帶有二維碼的標簽，學生在室外尋找到這些植物后，除了可以知道植物的名字，還可以用手機識別二維碼從教學平臺上獲得相關植物的擴展內容。 2） 教育管理 物聯網在教育管理中可以用于人員考勤、圖書管理、設備管理等方面。例如帶有 RFID標簽的學生證可以監控學生進出各個教學設施的情況，以及行動路線。又如將 RFID用于圖書管理，可通過 RFID標簽可方便地找到圖書，并且可以在借閱圖書的時候方便地獲取圖書信息而不用把書一本一本拿出來掃描。將物聯網技術用于實驗設備管理可以方便地跟蹤設備的位置和使用狀態，方便管理。 3） 智 慧校園 智能化教學環境，控制物聯網在校園內還可用于校內交通管理、車輛管理、校園安全、師生健康、智能建筑、學生生活服務等領域。例如，在教室里安裝光線傳感器和控制器，根據光線強度和學生的位置，調整教室內的光照度。控制器也可以和投影儀和窗簾導軌等設備整合，根據投影工作狀態決定是否關上窗簾，降低燈光亮度。又如對校內有安全隱患的地區安裝攝像頭和紅外傳感器，實現安全監控和自動報警等。 （ 3） 信息決策輔助分析 1）智能視頻分析 視頻分析技術就是使用計算機圖像視覺分析技術，通過將場景中背景和目標分離進而分析并追蹤在攝像機場景內出 現的目標。用戶可以根據的視頻內容分析功能，通過在不同攝像機的場景中預設不同的報警規則，一旦目標在場景中出現了違反預定義規則的行為，系統會自動發出報警，監控工作站自動彈出報警信息智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 18 并發出警示音 ,用戶可以通過點擊報警信息，實現報警的場景重組并采取相關措施。 2）能耗分析 通過記錄校區用能情況，如用水、用電等的習慣和集中的區域，通過數據或者圖形的形式表現出來，為決策提供參考依據，從而采用適合的政策措施去優化。 3）網絡使用分析 通過對校區網絡使用情況與使用習慣來進行網絡評估分析，發現網絡使用的不當之處，進而制定適合 校區的網絡政策，如是否需要擴展網絡容量，是否需要限制端口與晚上斷網等措施。 （ 4） 無線校園 隨著教學設施的完善，越來越多的便攜式計算機終端被帶進了教室，越來越多的學生也開始擁有了帶有無線網卡的計算機終端。教師和學生對校園網的依賴性相當之高，“隨時隨地獲取信息”已成為廣大師生們的新需求。但是，傳統的有線校園網存在著諸多“網絡盲點”，比如在圖書館、食堂等許多不宜網絡布線的場館設施如何聯網？在教室、實驗室等場合如何突破網絡節點限制、實現多人同時上網的問題？這就需要我們在建設有線網絡基礎上充分擴展和利用無線網絡來解決。 無線在學校中的發展與應用如下： 1）教學網絡 通過校園無線網絡覆蓋機房、多媒體教室等。為廣大師生提供了一個更為有效的網絡互動平臺，加強了學習生活的交流，同時為學生在教室內的自習提供一個方便的查詢資料的網絡環境。 2）圖書館網絡 通過無線校園網覆蓋整個圖書館內所有的區域，教師和學生可以很方便地利用無線網絡查閱網絡上的相關資料和瀏覽數字圖書。 3）行政辦公網絡 通過無線校園網覆蓋學校的各系、院辦公樓和行政辦公區，通過對辦公區域提供無線網絡，提高了各職能部門的效率，滿足了教職員工的在線查詢能力，大大提高了各職能部 門的服務質量。 智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 19 4）教工、學生宿舍網絡 在教工宿舍和學生宿舍提供了無線局域網無線覆蓋，滿足了教工和學生臨時上網的要求。 5）無線應急網絡 在出現需要突發性大規模網絡服務要求的場合，提供臨時性的無線網絡服務，滿足用戶對網絡的需求。 學校采用無線組建校園網，學生們不僅可以在宿舍和實驗室固定的地方上網，還可以在課堂上、圖書館等許多地方很方便的接入，甚至根據自己的合理時間安排，在學校寬闊空曠的花園草坪上上網查閱學習資料。在考試前夕更可以減少機房、學校網吧等可以有線上網園區的壓力，改進學校的學習環境，提高了學生的學習 效率與成績。所以，對于學校來說，一方面教學的互動性增強了，另一方面，教學的信息量大大增加了；在課堂上，學生不再僅僅是被動的聽者，也是互動教育的參與者，學生可以用自己的資料來參與教學，同時這些數據可隨時共享，在課堂上現場做演示，并允許老師和同學們共享文件。回到宿舍，學生也不再為找網絡接口而發愁，躺在宿舍的床上既可用筆記本無線上網，享受最前沿科技帶來的便捷和樂趣，周末期間可在多個宿舍之間自由共享文件進行學習探討、學術交流、音樂視頻點播等自由娛樂。 （ 5） 節能教室 節能教室是通過實時監控室溫、光線強度、空氣質量等，并結 合教室實際人數自動控制教室電燈、空調、風扇、報警系統等，起到自動節能、防盜效果。系統具有三種模式：上課模式、自習模式、夜間防盜，根據系統時間以及校園自定義進行切換。 1）上課模式 在此模式下，防盜系統、人體檢測模塊不工作，光照傳感器、溫度傳感器工作，此時不對教室中的人數進行檢測，在此模式下系統根據溫度、空氣質量控制風扇的開關，通過光照控制燈的開關。 2）自習模式 在此模式下防盜系統不工作，人體檢測模塊、光照傳感器、溫度傳感器工作，此時將對教室中的人數進行檢測，并根據人數、空氣質量和溫度來控制對應燈和智慧校園規劃設計書 西安啟望計算機系統工程有限責任公司 20 風扇的開 關，起到節能健康的作用。