智慧校园技术架构研究与分析

摘 要：智慧校园以数字校园构建为基础，依托物联网、云计算、大数据等关键技术，为教学、科研、管理和生活提供智能化、个性化、便捷化的信息服务。通过分析智慧校园的特征和关键技术，研究设计一种智慧校园技术架构模型。

关键词：智慧校园；特征；关键技术；架构模型

中图分类号：F49

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.16.031

0 引言

智慧校园在数字校园建设到一定阶段后，融入物联网、云计算、大数据等核心技术，努力实现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的美好蓝图，建立一个安全、稳定、环保、节能的校园。

1 智慧校园核心特征

由于“智慧校园”的基石是前期数字校园的建设与发展，因此，实现智慧校园目标首先要求有有线、无线双网齐全的网络环境和含有摄像头、RFID、无线传感器等设备的感知环境；其次，要有统一的数据应用平台，除了有包含数据存储、数据挖掘分析、数据处理及云计算平台外，还要有以此为基础的教务、学工、OA办公等应用系统平台；最后要有综合信息服务平台，为师生等人群分别提供信息、决策服务。由此简要概括智慧校园核心特征如下。

1.1 网络无处不在

智慧校园除了有线、无线网络设施设备搭建布局外，还引入移动互联网和物联网技术，不仅实现师生可通过有线和无线随时随地进行联网，而且实现人与人、人与物、物与物实现互联、互通。

1.2 智能感知全面

智慧校园通过摄像头、RFID、无线传感器等感知监控技术，实时对校园内光线、影子、位置、应力、触摸等进行全面感知，并能随时获得、提取监测数据。

1.3 服务个性友好

智慧校园以用户为中心，能根据用户的个性化需求，提供功能应用组合，呈现友好的信息服务、管理服务界面。

1.4 系统应用全面

智慧校园提供统一的资源计划平台系统，包括教务、学工、科研、国资、校园论坛等管理与服务平台，用户登录认证成功后，即可进入资源管理与服务平台，海量信息资源一览无余。

1.5 智能数据处理

智慧校园的数据中心、数据处理平台，利用hadoop ETL数据仓库等技术，能对智慧校园产生的海量数据进行存储、挖掘分析、智能处理和传送等，为管理人员提供有价值的智能数据信息。

2 智慧校园核心技术

智慧校园与物联网等技术密不可分，还涉及到RFID、二维码、视频监控等感知技术和设备，智慧校园主要核心技术简单归纳如图1所示。

3 智慧校园技术架构模型

智慧校园包含传统的数字校园技术，并融合物联网、云计算、大数据等新技术，经过研究分析，拟设计一款智慧校园技术架构模型如图2所示。

根据智慧校园的特征和目标，可将其实现技术架构从下至上大致分为感知层、网络层、数据层、应用层和展示层五层，现对每层包含内容简要介绍如下：

感知层包括：RFID（Radio Frequency Identification），即为无线射频技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，智慧校园图书馆、门禁系统等均使用到该技术；WSN（Wireless Sensor Networks），即为无线传感器网络，是一种分布式传感网络，末梢为可以感知和检查外部世界的传感器，智慧校园监控系统等使用到该技术；IP Cam 又叫network camera，网络摄像机，是视频服务器和摄像头的集成，智慧校园安全视频监控系统使用到该技术；PC终端即为计算机终端设备。

网络层包括：互联网、移动网络、物联网、校园内网等网络服务及设施设备，实现人与人、人与物、物与物之间的互联、互通，使得数据信息等能够随意获取和传递。

数据层包括：数据库，是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，智慧校园的数据量比较大、数据结构也比较复杂，必须选择合适的数据库服务器及数据库类型；数据集成处理平台一般采用Hadoop ET数据仓库管理技术对数据进行存储、传输、挖掘等操作，智慧校园的海量数据可通过该平台进行智能处理，提供智能用户数据；云计算平台可为师生在计算、存储、开发环境等资源方面提供IaaS和PaaS层云服务。

应用层：包括统一认证、教务、学工、办公、一卡通等系统平台。其中统一认证用于用户登录认证，确保系统平台使用的安全性，如果不能认证成功，则不能登录系统平台；教务、学工、办公、一卡通等系统主要用于校园资源管理服务，比如教务系统用于排课、成绩管理等，办公系统拥有新闻、通知、邮件传送等……学校可根据实际情况和管理部门工作的需要部署不同的系统平台，管理人员通过使用系统平台，可提高管理效率，使得学校管理服务工作走向规范化、信息化，学生通过使用教务、学工、校园论坛等系统平台，获取成绩等校园资源信息。

展示层：包括统一门户、APP等。统一门户一般由门户网站组成，将校园资源计划系统平台嵌入其中，结合认证机制使用，门户网站应美观、实用、安全；APP是一款以互联网为平台，模拟真实的校园环境，为广大师生提供各类校园资讯、校内服务，连接起更多的第三方业务，提供“一站式”服务的智慧型模拟校园。

4 结束语

智慧校园涉及到物联网、大数据、云计算等前沿信息技术，如果能够成功运用，不仅能为师生用户提供智能感知、个性化服务，而且能够大大节省管理成本，实现校园管理服务高效化、低碳化。目前，不少高校智慧校园建设过程中遇到技术实现障碍、系统不兼容、数据接口标准不统一、资金短缺、技术人才缺乏等诸多限制因素，需要采用政府引导、学校主体、企业支持的模式，集中解决建设中遇到的难题，使智慧校园建设迈上新台阶。

参考文献

[1]王燕.智慧校园建设总体架构模型及典型应用分析[J].中国电化教育，2014，（9）.

[2]杨婕.高校智慧校园建设方案探讨[J].移动通信，2015.