校园智慧建设方案篇1

关键词：物联网；RFID；NFC；二维码；智慧校园

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）19-0048-02

高校智慧校园需要有先进的理念，还需要新技术的支持。从高校校园需求分析，智慧校园建设应从智慧服务、智慧教学和智慧管理三个方面去设计和建设。方案设计的理念就是在生活上为师生提供最便利最快捷最实惠的方式，在教学上搭建最科学最有监督力最有效的系统，在管理上设计全方位的创新系统。在原有千兆校园网络通信基础、无线网络通信基础上，融入物联网新技术这一新型技术。

1物联网关键技术

物联网：物联网是在互联网的基础上，通过嵌入了具有无线射频识别技术（RFID）、传感器技术、嵌入式智能技术或图像识别技术等智能传感设备，给每一个实体对象分配一个唯一的代码，按照协议标准，把物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种覆盖世界上万事万物的实物互联网。

物联网的体系结构可分为3个层次：感知层、网络层和应用层，如图1物联网系统结构。感知层是物联网的皮肤和五官：用于识别物体，采集信息，是物联网的核心技术之一。其关键技术为：RFID技术、NFC技术、传感器技术、二维码技术。网络层把感知层获取到的信息通过互联网、有线/无线通信网等网络，实时、准确、安全可靠地进行传送。目前互联网、通信网等技术较成熟，基本能够满足物联网的数据传输。应用层是物联网的大脑，它接收来自感知层采集的大量数据，并通过云计算、数据挖掘等技术对数据进行存储、分析和处理，从而实现各行业所需的实际应用。

RFID：射频识别技术，是一种非接触的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。RFID系统只有两个基本器件：阅读器和标签。RFID系统具有读取方便快捷、识别速度快、数据容量大、标签数据可动态更改、标签价格实惠等优势，是智慧校园的重要技术支撑。

NFC技术：是RFID功能和网络通信功能的结合。由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互联技术。NFC技术提出的初衷是两台电子设备之间更加方便快捷地进行数据交换，具有“通信距离短”、“私密”、“安全”，适用于移动支付等区域。现在市面上的移动终端都集成了NFC技术，为智慧校园NFC支付提供了硬件基础。

传感器技术：是一种能感知环境变化，捕捉被测物的原始数据的技术，是物联网的神经元。能够通过无线传感器网络将数据输送到处理中心。例如，可以在校园的各个教室安装红外传感器实现自动控制灯光。

二维码技术：一种新型的条形码技术，用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。最新发展的手机二维码识别技术，可以通过手机摄像头代替条码扫描仪，这一技术突破为二维码带来巨大的市场前景，也为智慧校园提供了天然的设备。

2多元化的智慧校园

高校智慧校园服务的对象是具有高素质的易于接受新事物的教师、早期蓬勃的追求新事物的学生及其希望有所创新和改革的管理者。为了满足这些需求，本文提出了一个值得期待的智慧校园系统。该系统是基于RFID、NFC、传感器和二维码等技术将教学管理、后勤服务、和校园生活紧密联系在一起，通过智慧校园系统师生可以享受更便利更快捷更实惠的服务，管理者可以更科学更省力地监督，师生之间有更紧密的互动。在功能上该系统分为四个子系统，各个子系统的功能如下图2。

3智慧校园设计方案

智慧校园要求数据结构的多样化，校园应用多元化，显然单一的技术平台无法满足广大师生的需求。本文提出了多元化、多种物联网技术共存的智慧校园方案。借助已有的web校园平台和通信网络，利用师生现有的智能手机等，实现“教、学、管”资源的利用最大化。本文将在技术层面上讲述多元化的智慧校园的详细设计。

3.1基于RFID技术的校园通/图书管理/智能停车系统

基于RFID技术的校园通/图书管理/智能停车系统的硬件基础是每个学生、老师都持有一张一卡通。一卡通其实就是RFID系统的两个基本器件的其中一个：标签。一卡通可以采用可读可写的卡片型的射频标签，可以存储姓名、身份（学生或教师），根据身份的不同赋予不同的服务，如图3。

学生一卡通的服务范围包括：食堂/校园商业街消费，宿舍水电充值，图书馆借/还书。教师一卡通的服务范围包括：食堂/校园商业街消费，图书馆借/还书，校车公交卡，智能停车卡。另外教师和学生的可借的图书数量也可以不同。

RFID系统的两个基本器件的另外一个：阅读器。阅读器的放置的位置比较固定，如食堂的刷卡处，图书馆的借阅处，校园的出入口等。

RFID系统的通信基础是互联网，高校的网络设施是很完备的，为RFID系统提供了通信保障。

3.2基于NFC的考勤/移动支付/智能海报系统

基于NFC的考勤系统使用的设备就是具有NFC的智能手机和NFC标签。在校园中可应用的场景之一：学生考勤。在每个教室布置好NFC标签，来上课的同学只需用手机读取该NFC标签就完成了签到服务。这一考勤系统节省了老师点名的时间，同时也方便教学管理者统计上课率。

基于NFC的手机移动支付服务，利用NFC芯片代替信用卡的功能。学生在校园商业街或者饭堂将手机靠近NFC刷卡机就可完成支付功能。基于NFC的智能海报系统利用NFC标签可以存储一定量的信息，校园活动中心将带有NFC标签的海报贴出，感兴趣的同学通过手机靠近海报就能轻松获取海报的简要内容，不需花费手机流量就可获取信息，提供一个为学生节流的方便、快捷的方式。

3.3基于传感器的安全报警/节能减排系统

基于传感器的安全报警/节能减排系统利用烟雾探测器、红外线传感器等具有安防作用的传感器，置于环境的最前端，通过Zigbee网络及时地将异常/控制信息传送到控制中心。

在每个教学楼和宿舍楼的楼道上安装烟雾探测器，一旦出现异常，可以自动触发报警器，并将异常信息通知相关人员。

在每个教室都安装红外线传感器。红外线传感器可以检测教室中是否有学生在，如果没有检测到学生，可以熄灭教室的灯光，做到省时省力的节能。

3.4基于二维码的教学信息推送/学生校园活动系统

基于二维码的成绩教学信息系统主要是利用推送平台将课表信息、调课信息、考试信息分发到学生/教师手机中。并且教师录完考试成绩后可以第一时间推送到学生手机上。班主任可以利用这一平台在每个学期结束时将学生的成绩推送到家长手机中。

二维码的应用很广，可以为每一个校园协会注册一个公众号，让感兴趣的同学通过扫描二维码获取更多的信息。

4总结

文中论述了物联网体系结构，重点论述了物联网感知层的关键技术，并提出了一个多元化的智慧校园方案，为高校的校园建设提供一个参考。当然智慧校园是一个复杂的系统，除了现有的网络设施和硬件资源，需要建立完整的数据管理中心，防止信息的泄露。还需要手机端的APP应用，这都需要高校领导的重点支持。

参考文献：

[1]张永波.RFID技术在“智慧校园”中的应用[J].软件导刊，2011（5）.

[2]韩雪.基于物联网技术的智慧校园系统的设计研究[J].电子设计工程，2011（4）.

校园智慧建设方案篇2

关键词：差分GPS；定位技术；基站；超声波定位；智慧校园

中图分类号：TN945.23文献标识码：A文章编号：1007-9416（2017）04-0118-02

Abstract：BasedontheInternetofthingstechnologyinthewisdomcampus，inordertostrengthenthecampussafetymanagement，tothevehicleandthespecialgoodscarriesontheGPSlocalization，carriesonthereal-timemonitoring，takespreventivemeasures.WecanusedifferentialGPSpositioningtechnology，theestablishmentofbasestations，reducingtheimpactoferrorsinthepositioningprocess，recordingthevehicletravelpath.Atthesametime，theuseofultrasonicindoorpositioningsysteminthelibrary，accuratepositioningofbooksandotheritemsofinformation，letusborrowbooksreadilyavailable.

KeyWords：DifferentialGPS；Positioningtechnology；Ultrasonicpositioning；Basestation；Smartcampus

“互网+”正推动着数字校园加速向智慧校园升级。我们设计的智慧校园是利用无线通信技术，超声波定位技术，GPS定位技术，传感器技术、RFID、嵌入式等关键技术，连接校园内预先安装的各种传感器，发送数据到数据处理中心（一般由计算机完成），计算机通过收集到的数据做出判断，并且反馈给相应的控制器件，来实现校园智能物联网络。我们的目标是借助物联网技术实现对校园的仪器设备、图书资料、楼宇出入人员等的实时动态管理。同时，为了加强校园安全管理，实现环境监控和对象跟踪，利用GPS定位感知和追踪物品位置，对出入校园的车辆进行定位和监测，能够保障校园交通秩序。此次深入研究了如何利用差分GPS定位系统实现对车辆的监控[1]。

通过调研与讨论，对于室外，我们选择了GPS定位。因为红外定位技术只能在直线视距内传播，传播距离较短，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性。蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大，相对来说，GPS定位成本合理，范围广，可以完全覆盖整个校园，所以我们选择搭建GPS定位系统。

首先介绍下GPS系统，目前GPS在定位中的应用非常广泛，GPS全称是NavigationSatelliteTimingAndGlobalPositionSystem，即全球定位系统。起始于1985年美国军方的一个项目，1964年投入使用，到1994年，全球覆盖率高达98%。我们所理解的GPS功能是利用GPS定位卫星，在整个校园范围内实时进行定位，导航的系统。首先可以应用在校车上，在校园内已经实现了无线全面覆盖的前提下，我们可以开发手机端APP，通过4G或者无线可以实现显示校车位置以及班次信息，为老师以及学生提供便利，节约时间，同时不会延误乘车时间。其次，由于在校园中安全第一，我们可以将此定位方案应用在进出校园的流动车辆上，对其出入进行记录以及路径监控，以提高校园的安全系数，为广大莘莘学子提供安全的学习环境[2]。

1差分GPS定位系统在车辆上的应用

GPS流程图1所示。

由图2可以看到整个定位系统的工作方式。在校园里建立无线基站，基站从GPS卫星接收信号，然后发送信号给移动的车辆，同时，车辆也从GPS卫星直接接收信号，将两个信号对比，以无线基站作为基准点，发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。目前我们采用位置差分原理。这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况，完全满足在校园内的使用[3]。

春暖花开，校园里树叶逐渐茂密，普通的GPS定位受树叶，高楼的影响比较大，甚至完全没有信号，因此为了保证实时性以及准确性，我们决定采用差分GPS，在高楼天台搭建基站，在接收到这些车辆的经纬度信息后，通过有线链路将数据传到系统中心设备（服务器后台），可以实现对全校园内的各个车辆的监控。在实现了准确记录车辆路径信息后，如何利用这些信息来便利在校师生便成为了我们关注的焦点。我们大胆的提出可以开发手机APP，通过4G或者无线将校车位置信息传送到APP，在APP界面上显示，可以随时掌握校车位置信息，合理安排乘车时间。

2室内定位系统在图书馆的应用

我们同样决定将在图书馆建立定位系统。传统的图书馆以提供阅读与空间使用为主，但是在实际应用中，我们常常为了找需要的书籍，先找到相应楼层、然后是相应的阅读室、再一排排的书架中一本本慢慢查找。虽然我们图书馆引入可以检索以及借还书本的管理系统，然而得到的只是在哪个阅读室，无法准确定位书本的位置。因此在网络发展如此蓬勃的今天，我们如何提升图书馆的信息服务能力呢？很显然，超声波室内定位技术就可以提供精准的位置信息[4]。

室内定位即在封闭的环境中提供精确的位置信息，主要方式有无线通讯、超声波定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，对人员、书本等在室内空间中的实时位置监控。因此基于室内定位技术的应用可以达到对这些人员定位、物品的监管目的，同时随着传感器以及通信技术的不断进步与深入，室内定位的定位精度可以达到厘米级，与差分GPS效果基本等同，最重要的是可以在室内环境中实现应用，在图书馆等封闭场所是最佳的应用案例。

室内定位可以提供室内更精准的位置定位，并且显示在图书馆的管理系统以及读者的用户端中，一旦室内定位技术在图书馆中的测试效果达到我们预期的成果，书架上的每一本书籍都拥有一个定位设备，这个定位设备不是单纯的条形码，而是我们寻找书籍时的导航，它可以发送自身位置信息如经纬度，同时，我们利用智能设备读取书籍具置信息，并计算距离，直到我们拿到那本书籍，点击确认，一次完整的寻书程序才能结束（如图3所示）。

在此，我们要解决的一个问题就是，每本书不仅有平面上经纬度，而且有垂直面上的高度，也就是在几楼。经过讨论，我们决定在地下书库中心建立一个基点，将整栋楼的高度分为九个层次，纵向位置信息由算法来计算，例如在第一层次内的纵向位置信息都属于地下书库，接着是一楼，二楼直到八楼。这样我们在寻找书籍时就方便了很多，可以直观的在智能设备上看到书籍的位置。同样，对图书的管理也简化了很多，在每本书上有自身初始的位置信息，图书管理员在整理书籍时，可以通过智能设备直接获取此书本的应该放置的位置，可以迅速地归类，还原。而且这些定位技术也可以应用到图书馆的自修室等地。

通过对读者需求的进一步探索，我们发现还可以记录读者经常阅读的书籍习惯以及活动路线，图书馆通过云平台可以调整藏书的购买方向以及书籍的位置。将受欢迎的书籍放在大厅或者一楼，减少读者寻找书籍的时间，同时也大大降低图书管理员的劳动强度。同时，为了更好的体现智慧校园以人为本的核心宗旨，我们可以通过室内定位设备，当读者进入图书馆时，推送最近热门的新书，提升自身作为图书馆的服务质量以及激发读者的阅读兴趣。后续可以提供类似论坛的讨论交流平台，让优秀的书籍不断滋养我们大学生渴望优秀的灵魂。

对于超声波定位系统，我们把高于20000赫兹的声波成为超声波，我们是听不到的。我们采用的是利用SID技术制作的超声波自动定位仪，利用超声波在空间中的传播特性，来确定目标的具置。超声波频率较高，穿透力强，指向性强，能力消耗较小，在空气中传播的距离较远，因此以上的这样特点也是我们选择在室内用超声波结合无线定位的原因。

通过对图书馆室内定位系统的探究，我们找到了在室内能实现准确定位的方案，以后需要不断完善图书馆的定位系统，搭建更强大的云计算平台，为每位读者提供更加贴心的管理系统[5]。

3进一步理解智慧校园

智慧校园的“智慧”涉及到方方面面，核心宗旨是以人为本，更好的为师生服务，将教育信息化向前推进一大步。我们涉及的智慧校园主要是基于物联网和云计算技术。智慧校园的参考模型由下往上分为物联网感知层，物联网网络层以及物联网应用层，我们研究的差分GPS定位以及结合无线与超声波的室内属于感知层。每一层都需要考虑方案的完整性以及可执行性。通过对智慧校园的探索，我们对智慧校园的理解更进一步了，我们的目的是为师生提供个性化服务，能全面感知物理环境，识别学习者个体特征和学习情景，提高校园的安全系数，提供无缝互通的网络通信，有效支持教学过程分析、评价和智能决策的开放教育教学环境和便利舒适的生活环境[6]。

4结语

为了实现智慧校园而建立的室外差分GPS定位系统以及室内定位系统，为智慧校园的定位寻迹提供了可靠的方案。差分GPS精度高，成本较低，可行性高。而室内定位系统结合了无线和超声波定位，成本相对较高，但是由于室内范围较小，且穿透力强，因此这种方案同样具有很大的可行性。在以后的工作中，我们会不断完善智慧校园的定位系统，致力于减少误差，提供更好的定位系统的方案。在将物联网完全应用到智慧校园上的道路上，我们任重而道远。

参考文献

[1]祝贺庭，贺斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].电化教育研究，2012（12）：5-13.

[2]黄荣怀.智慧校园：数字校园发展的必然趋势[J]._放教育研究，2012（4）：12-17.

[3]张新刚，田燕.数字化校园信息安全立体防御体系的探索与实践[J].中实验技术与管理，2012（10）：114-119.

[4]谢刚.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社，2009.

校园智慧建设方案篇3

一、开侨中学“智慧校园”项目介绍

“智慧校园”是指将开平联社的POS机系统接入校园内，在校园饭堂、超市等消费场所安装支持小额电子现金支付功能的POS机，通过使用金融IC卡电子现金“闪付”功能进行支付，将金融服务、校务管理、校内服务做到了最佳整合。通过“智慧校园”项目的建设，学校将改变过去的多种证卡局面，新的校园一卡通集圈存、消费、身份识别功能于一体，实现“一卡在手，走遍校园”，为在校师生提供方便、快捷、安全的服务。

二、开侨中学“智慧校园”项目的主要做法

（一）周密部署，层层攻关

人民银行江门中支、开平联社多次与开侨中学、开平市教育局等单位进行沟通协调，商议推广应用事宜，研究解决推广业务中存在的难点。由开平联社网点工作人员到网点负责人至开平联社和人民银行江门中支分管领导，基层社与联社联合营销，逐级攻关，开平联社最后成功获得该项目的承建权并得到校方的全面配合，如通过学校统一收集师生资料，首次即为近四千名师生进行批量发卡。

（二）制定方案，明确内容

人民银行江门中支联合开平联社深入学校调研、整体规划，对学校各方需求进行深入了解，切实以客户为中心，为其量身定做项目的推广方案，重点从学校软硬件环境建设、师生体验优化等方面做好设计方案，得到学校的肯定。

（三）分步建设，逐步上线

“智慧校园”项目时间紧、任务重，经人民银行江门中支和开平联社细致分析，决定采用“分步建设、逐步上线”的工作方案，圈存及饭堂、小卖部消费、校医缴费等作为“智慧校园”项目的首批重点功能，在暑假期间建设完成。门禁、图书馆借书、水电费缴纳、学费代收、教职工工资等其他功能逐步推进。既有效的控制了风险，又确保项目按时上线。

（四）适当让步，立足长远

金融IC卡多行业应用目前还处于初步发展阶段，前期投入大，短期收益较低，在项目投入上开平联社作出适当让步，不再坚持谁需要谁投入，而是谁进来谁投入。同时开平联社立足长远，认识到在金融IC卡推广之初也正是争取客户抢占市场的好时机，以此为契机，发展新客户开拓新市场。放眼未来，培养年轻一代的客户群体，扩大影响力。

（五）克服缺点，凸显优势

“智慧校园”项目克服了开侨中学原有校园卡缺点，尤其为开侨中学解决了财务管理的大问题。一是学生使用自助圈存设备进行自助充值，完全免去财务管理人员工作量;二是收费后的资金自动清算入账，减少现金收付环节，避免假钞和携带大量现金往返银行的风险;三是免除校园卡系统购置、升级、维护及校园卡卡片等成本;四是学校能享受更专业的金融服务。

三、项目的成本收益分析及成效

（一）项目的成本效益分析

开平联社为开侨中学“智慧校园”项目安装了电子现金收费设备50台、电子现金圈存设备8台，并建设了一个校园自助银行，首次投入共约50万元，后续每年的维护成本约5万元。

此项目首次在开平联社新开卡近四千张，后续每年新生新开卡约一千多张，为开平联社带来存款日均约100多万元，且均为低成本存款（电子现金账户不计息）。并且为开平联社与学校合作提供更多机会，后期计划推出的专业金融服务如学校教职工的工资、代收学生的学杂费、向教职工推销保险理财产品等，同时还通过此项目将该校学生家长培育为联社的潜在客户。后期推出的这些金融服务将为开平联社带来长期稳定的收益。

（二）项目初显成效

2015年8月中旬，开平联社与开侨中学合作建设的“智慧校园”项目正式投入使用。据统计，该校在全体师生正常到校后，仅9月份一个月就完成电子现金交易22万多笔。

今年8月份江门地区电子现金交易量为6万多笔。在该项目的带动下，9月份江门地区电子现金交易量激增到30多万笔，同比交易量翻两番。目前江门地区电子现金交易量在全省的排名已升至第五。其中开侨中学“智慧校园”项目9月份的电子现金交易量在江门地区占比达70%。从中可以看出，开侨中学“智慧校园”项目的成功推广，对江门地区金融IC卡多行业应用的发展有着举足轻重的作用。

四、金融IC卡行业应用推广下一步实践目标

为更好的在江门地区推广金融IC卡的行业应用，人民银行江门中支以“以点带面，全面发展”为建设目标，主要从以下两方面加大推广力度，推广金融IC卡的应用范围和应用成果，提升金融服务民生水平，推动江门市的城市建设。

校园智慧建设方案篇4

关键词：智慧校园;机制保障;建设

中图分类号：TP315文献标志码：A文章编号：1673-8454（2015）01-0019-03

一、引言

自从2008年11月IBM首次提出“智慧地球”概念后，国内外教育信息化领域有关“智慧校园”的研究分析很快成为热点，许多活跃在教育信息化领域的专家学者纷纷提出智慧校园的内涵和建设方案，并在高校付之于实践，大力推动着我国教育信息化进程。2010年南京邮电大学提出并实施了“智慧校园”建设方案，正式拉开了中国高校智慧校园建设的序幕。经过这几年的积极探索和总结经验，智慧校园建设在信息化教育中的成效有目共睹，然而从理论研究角度来看，以技术角度对智慧校园进行探讨的研究占大多数，在CNKI中以“智慧校园”为关键字对期刊论文和硕博论文进行搜索，找到348条结果，90%以上的论文是从技术角度对智慧校园展开分析。可以说，智慧校园建设依旧还处于起步阶段，作为一项具备基础性、长期性、全局性和先导性的人造工程，其推进过程最大困难不仅仅是技术问题，在提高管理水平方面也势在必行。

智慧校园正逐渐成为教育信息化的重要组成部分，但取得快速发展的同时也暴露出诸多问题。为更好地全方位地推进智慧校园建设，适当适时建立有效的保障机制有助于提升教育信息化管理水平，有效促使教育信息化正能量最大发挥，对于今后智慧校园的发展将有着积极作用。

二、建立和完善智慧校园建设保障机制的必要性

制约智慧校园发展的因素各有不同，抛除技术原因，主要表现为：各业务部门沟通协调困难;相关法规制度不健全;持续发展资金不到位;人力资源建设不到位等。

1.信息部门主导项目，全员参与意识淡薄

总结近几年智慧校园建设的经验来看，多数建设的主导负责是技术部门信息中心，其他业务部门项目参与度往往取决于信息部门的倾向性、协调性，这样建设的智慧校园虽然有利于突出新媒体与新技术，但其缺点也日益凸显，主要表现在：（1）信息部门作为一个技术部门，其角色的能力、权力有限。在项目建设过程中，由于缺乏主管校领导的强力参与，在智慧校园的整体管理、沟通和协调方面显得举步维艰;（2）对办公、教学、科研和后勤等业务流程不了解，造成重技术轻应用的倾向，一定程度上忽视教与学等主流服务;（3）其他业务部门人员在思想上存在知识依赖，缺乏主人翁意识，很多日常信息化工作都被动地由信息管理部门承担，不能充分调动每个岗位上业务人员的积极性，致使不能全员参与校园信息化建设。

2.项目一次性投资，缺乏持续资金支持

目前，很多学校以项目方式筹建智慧校园建设初始资金，这种资金是一次性的投入，项目结束也就意味着资金投入结束。这种方式的资金一般投入比较大，主要用于购置软硬件基础设施，无法兼顾资源建设、团队建设、运维升级等方面的持续投入。智慧校园的建设是一个长期持续建设过程，除了初期建设一次性投入，还应该保证每年投入一定的专项资金，用于系统运维、教学资源开发、人员信息素养培训等方面。

3.信息素养偏低，人力资源建设不到位

智慧校园系统作为典型的人造系统，构架图中最上层是应用系统，其主要使用者包括行政人员和教师，他们的信息化水平对智慧校园的推进程度起着举足轻重的作用。实践证明，项目团队的整体信息化水平越高，智慧校园的推进越顺利。为提高团队整体信息化水平，必须先梳理目前智慧校园建设团队普遍存在的问题：（1）团队组员的不可选择性。智慧校园建设团队成员一定来自各业务部门，包括办公室、教务处、后勤等。他们来自不同岗位，兼职成为智慧校园建设团队成员，具有不同专业背景和工作背景，年龄、学历、职称等也各有不同。（2）缺乏提高信息素养氛围。业务部门行政人员、信息部门专业技术人员和学校领导的信息化素养均需要提高，必须建立长效保障机制，以营造潜移默化提高信息素养环境。

4.专项政策法规缺乏，激励机制不健全

近几年，教育部下发了诸多教育信息化方面的政策法规，涵盖了教师教育信息化、数字化校园、教育资源信息化方面等建设内容：2010年1月，教育部下发《关于印发<教育部2010年工作要点>的通知》，提出：“加强终身学习网络和服务平台建设”，“推进教育信息化和优质教育资源共享”;2010年5月，教育部、人力资源社会保障部和财政部共同《关于实施国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划的意见》，提出把建设数字化校园作为重要目标;2011年8月，教育部《关于实施国家示范性职业学校数字化资源共建共享计划的通知》;2012年3月，教育部印发《教育信息化十年发展规划（2011-2022年）》，等等。

校园智慧建设方案篇5

以教育信息化带动教育现代化，不仅是世界教育改革发展的趋势，也是近年来我国高校在信息化背景下转变教育理念、创新教育模式的重要工作。“智慧校园”概念正是在此基础上提出的。由于智慧校园建设还处在摸索阶段，尽管学术界对智慧校园的定义还存在一定的争议，但在这些争议背后，我们仍可以找寻学者之间的共识，即“智慧校园是指在互联网基础上，通过多种应用系统把教学、科研、服务融为一体的智能化和智慧化教学、学习和生活环境。”

智慧校园是高校教育信息化的高级形态。较之数字化校园，它具有以下几个突出特征：第一，网络与智能终端的“无缝隙”覆盖。“智慧校园”是以物联网为基础的智慧化的校园，互联网的无缝隙覆盖是智慧校园建设的基础性工作，而智能终端的广泛应用也使得校园环境、师生生活状态等相关信息传输到学校控制系统，这是智慧校园建设的物质基础。第二，海量的数据支撑。“大数据技术最核心的价值在于对海量数据进行存储和分析。相较于数字校园，智慧校园最核心的特征是通过各种智能终端、可感知设备和信息系统获取了海量的活动过程与状态数据。”第三，个性化的服务体系。“智慧校园环境及其功能均以个为理念，各种关键技术的应用均以有效解决师生在校园生活、学习、工作中的诸多实际需求为出发点”，这一显著特点满足了师生的各种需求，同时也成为智慧校园建设的不懈动力。第四，开放的学习环境。智慧校园发挥其信息共享的优势，打破了以往单一的教科书模式，同时时间上的可支配性（从单一的课上扩展到任何时间）、空间上的可延展性（真实情境和虚拟情境能得以发生）都使得学习环境大大的开放。

二、智慧校园建设中高校学生管理工作的困境

在高校智慧校园建设进程中，由于信息化运行支撑平台构建的不完整性，导致校园内人与人、人与物、物与物之间的矛盾较为突出。这不仅制约了智慧教育改革路径的创新，在与学生管理工作的结合中也遭遇了新的障碍和瓶颈。

（一）高校学生管理模式与信息化技术的耦合性低

毋庸置疑，全方位“智能化”是建设智慧校园的技术核心，也是实现高校学生管理工作跨越式发展的崭新途径。它试图将信息化技术和网络平台与校园资源充分融合、统一协调，以此建立高效、科学的管理模式。但目前大多数高校因云技术、物联网等信息技术不到位，学生管理工作更多的是依托于数字化校园，仍以“学校—院系—班级—宿舍”的单向管理模式为主，学工线的教师仍然未从大量烦琐的事务性工作中真正走出来。数字化校园建设着重构建独立部门的信息系统（如图书馆管理、公寓管理、学生心理档案管理等），这种建设方式与学生管理工作的信息集被“割裂”，各个应用系统所应发挥的效益没有更好地被利用和挖掘，也很难对整个学校信息进行查询和决策分析，这大大降低了学生管理工作的效率。再加上学工线上的辅导员教师学科背景各异，信息素养能力参差不齐，这也在客观上加大了学生管理工作的难度。

（二）智能化信息服务能力不强

智慧校园建设的目标之一，是向全体师生提供高质量的服务和全方位的信息服务，使其能够第一时间获取校内的人员、设施等资源信息，更好地为教学、科研、生活提供服务。如学生考勤管理是学校开展教学工作和参加社团活动等的重要组成部分，一般由教师或活动负责人来承担考勤管理工作，但是这项工作会耗费大量的时间与精力。如何利用智能化信息手段提高学生考勤的效率是多数高校亟待攻关的难题。再如校园一卡通，多数高校现有的一卡通系统在设计时仅仅是将多个系统进行简单的整合，对于整合后的系统如何管理，各系统之间的信息如何共享、如何交互使用，并没有一个明确的规划。控制系统的各部门在对师生进行服务时，并不能全面的了解用户（如未能将学生的学习、科研、心理档案等独立信息源融合为一个完整的信息集呈现出来），这使得部门的重复工作大大增加，也造成了部门的服务始终不能达到师生的满意。（三）利用信息化技术的思政教学水平有待提升随着教育信息化的快速发展，视频微课、翻转课堂、MOOC(慕课)成为教育变革的三大热点，要求教师在使用信息资源时，必须要像运用粉笔和黑板一样自如。教师的信息素养在这些课堂上成为“上好一节课”的关键。“当信息技术撬动了课堂，课堂就必须与时俱进。智慧课堂建设，关键还是在教师自身。要实现现代教育技术与课堂的融合，既要排除机器的干扰和牵制，又要最大限度的发挥智慧课堂的优势。新技术用与不用之间，掌控全在老师。”但对于高校的大多数辅导员老师而言，其所学专业与智慧校园建设中所需知识并不能有效吻合。在未经过较长时间培训的情况下，教师对学生思想工作的管理更多依靠的还是“言传身教”。但成长在高科技浪潮背景下的95后大学生，更倾向于通过网络来真实表达自己的状态和情感。面对教育对象这一庞大群体特征的巨大变化，高校的教育理念和管理模式与教育信息化相结合是必然趋势。

三、智慧校园建设进程中高校学生管理工作的有效路径

“智慧校园”不仅仅是信息系统的建设与完善，还是信息时代高等教育管理模式和教育理念的创新。顺应智慧校园的发展趋势，通过信息化手段为校园植入智慧管理，提高学生管理工作水平，是目前高校教育管理者实现大学可持续发展的有效路径。

（一）加强协同性，将信息化技术植入学生管理工作

打造智慧校园是不仅是为了进一步提升教学手段、促使校园管理模式的与时俱进，也是为了给师生创建更安全、便捷、智慧的校园环境，其终极目标是实现“以人为本”的教育理念，提高师生的素质和综合能力。因此，信息平台建设人员与信息使用人员必须实现有效地沟通。一线的学工人员必须了解学校网络平台、智能终端设备等的使用方法；幕后的信息平台建设人员需要了解一个学生全部信息的维度。在综合考虑技术和学生工作管理方案之后，将信息技术融入学生管理工作之中，以此构建稳定、便捷、安全、科学、广泛参与的智慧校园。为了响应教育部“走出寝室、走下网络、走向操场”的号召，宁波某院校将信息技术融入学生晨跑制度管理中。学生在学院规定的时间内晨跑锻炼，只要刷一下校园卡，就会被记录晨跑的时间段和次数，进而与体育成绩直接挂钩。这样既督促了学生积极参与锻炼，又为老师烦琐的考勤工作减轻了负担。

（二）整合信息资源，提高智能化信息服务能力

高校的学生群体已经进入“95后”的年龄层，他们在科技浪潮的洗礼下，更加注重校园智能化服务体系的建设。无论在学习上，还是在生活中，人与物的联系更加紧密，甚至对“物”产生生活依赖。全面建设教育信息化公共服务体系，有效地整合并共享信息资源，适应并引领学生时代潮流，建立一个开放的、创新的、协作的和智能的综合信息服务平台，是创新高效学生管理工作的新思路，也是智慧校园建成的目标之一。“智慧校园综合管理平台”实现了全校资源、数据的融合和共享。很多高校在每年迎新方面，尤其网上迎接系统方面得到不断完善，使得报到程序更加清晰化、人性化，体现了学校始终“以生为本”的服务理念。再比如，为了能够提升大一学生的生活技能水平，某高校宿管辅导员老师用微信这个智能平台，制作了关于如何清扫宿舍的微电影，通过互联网上传到学生的微信群中，学生通过手机、ipad等智能终端可获取服务资讯。

（三）构建智慧课堂，完善校内外的信息平台共享

在教育信息化的推进过程中，翻转课堂将课堂的教学时空拓宽，搭建起一个“半开放式”的教学系统；MOOC课堂则完全是基于网络的社会化学习，是一种深度协作式和开放式的教学。翻转课堂和MOOC课堂成为众多高校着力打造的新式教学模式。为此，高校应首先完善并整合校内的资源信息平台，并与相关学科背景强的院校达成“信息共享”的意愿，为老师和学生提供一个“无墙的课堂”，教学相长。此外，在课程评价方式上，可以借助于大数据的学习分析技术，对学生的知识建构与复杂能力进行有效评估，为学生学习提供更加个性化、有针对性的支持，实现“智慧化”学习。部分高校已开设“微学分”“小微课堂”等，通过建设“微”教室、开设“微体验”课程、构建“微”单元自助式学习模式、开展“微”讨论活动等方式，逐步推进“微”教学的改革。“微”课的推出不仅有利于教师开展启发式、讨论式和合作式教学，也将传统枯燥的思政课堂充满活泼的气息。学生也可以利用互联网社交网络等平台，通过采取“一对一”模式或学生自主进行拼装组合模式，在线上与教师进行互动交流。无疑为学校建设智慧校园奠定了夯实的基础，为学校的进一步提升做了良好的准备。

四、结语

校园智慧建设方案篇6

【关键词】物联网；云计算；智慧校园

【中图分类号】G40-057

【文献标识码】A

【论文编号】1009-8097（2013）02-0109-06

一研究缘起及项目背景

1研究缘起

信息技术的快速发展促进了教育观念和教学方式的变革。随着物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展，随时随地的师生互动、无处不在的个性化学习、智能化的教学管理和学习过程跟踪评价、一体化的教育资源与技术服务、家校互通的学习社区、师生共同成长的校园文化等新型“智慧校园”教学管理模式已展现在人们面前。关于“智慧校园”的研究已成为当前教育信息化领域关注的热点。

自从IBM提出“智慧地球”概念后，国内外不少学者提“智慧校园”的概念和解决方案。在国外，具有代表性的实施案例有韩国与马来西亚。韩国教育科学技术部于2011年6月向总统府递交了《通往人才大国之路：推进智能教育战略》提案，并于同年10月了《推进智能教育战略施行计划》，提出五大战略举措：（1）数字化教材的开发与应用；（2）在线学习常态化与在线评价体系的构建；（3）营造教育资源用于公共目的的环境与加强信息通讯伦理教育；（4）加强教师的智能教育实践能力；（5）构筑基于云计算技术的教育服务基石。马来西亚政府为促进教育系统的整体性变革于2006年提出的一项宏伟工程――“智能学校”（SmartSchool）计划，到2010年，马来西亚所有的中小学都将转型为智能学校。智能学校实施计划有四项目标：提供个人全方位的发展；注重智能、情绪与身体的发展；培育科技的素养能力及建立教育民主化制度。在国内，有学者对“智慧校园”的概念提出了不同的解读。黄荣怀等认为，“智慧校园”是一种智慧的学习环境。还有学者认为，“智慧校园”是以物联网为基础的校园应用。在实施方面，南京邮电大学于2010年实施了基于物联网的“智慧校园”建设方案，浙江大学、西南大学、成都大学、同济大学等几十所高校正在筹划、实施智慧校园建设；中国电信等移动互联网运营商实施了基于e卡通的“智慧校园”解决方案。目前“智慧校园”解决方案还处于探索阶段，在技术方面，没有建立统一的“智慧校园”的系统架构和技术规范；在应用方面：物联网和云计算等先进技术应用处于初级阶段，技术、业务、资源、信息、数据与用户服务的融合度不够，没有从如何利用信息技术支持学生的自主学习、协作学习，如何支持师生互动与快速准确反馈，如何支持教师教学决策等方面提出有效的解决方案。

本文以作者主持的佛山市禅城区“智慧校园”示范工程项目为例，阐述如何采用先进的教育理念和物联网、云计算等先进信息技术构建“智慧校园”系统，探讨“智慧校园”系统的基本特征、系统架构、功能模块、技术路线和实施方法等整体解决方案。

2项目背景

佛山市禅城区“智慧校园”示范工程是禅城区人民政府于2010年9月启动、2012年5月正式上线运行的“四化融合、智慧佛山”首批重点示范项目。本项目分别选择高中（佛山三中）、初中（汾江中学）、小学（佛山实验学校和南庄中心小学）四所不同类型的学校，建立禅城区“智慧校园”示范工程试点学校和示范系统。

禅城区在教育信息化环境建设、教育资源建设、教师教育技术能力培训和教育信息化推广应用方面具有良好的基础，是“广东省推进教育现代化先进区”，四所“智慧校园”示范工程学校具有较高的教育信息化建设与应用水平。但由于信息技术发展等历史原因，项目实施前，禅城区教育信息化建设面临的主要挑战在于：

（1）“信息孤岛”现象。各个学校的信息化应用系统采用的技术标准、数据规范不一致，缺乏甚至没有数据共享关系和交换途径，形成“信息孤岛”；

（2）信息系统的综合服务能力弱，难以实施综合业务流程和综合查询与决策支持；

（3）教育资源存储分散，数据标准不同统一，资源共享困难、检索低效，教育资源的数量和质量难以满足日常教学需要；

（4）信息化建设对提高教学质量和学校管理效率的有效支持不够。

因此，禅城区教育信息化建设需要一个统一的平台，统一的技术标准，统一的数据规范来整合各类信息，实现校园内各个信息管理系统的无缝连接。本项目的实施，着重在解决以上问题方面进行探索。

二智慧校园的内涵与特征

“智慧”（wisdom）一词是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力。“智慧”是一个相对概念，并不局限于人类，任何物体组成的体系都有智慧，只是高低不同。IBM提出的智慧系统特征是3I：即能够更透彻的感知和度量（Instrumented），更全面的互联互通（Interconnected），更深入的智能化（Intelligent）。

关于“智慧校园”的特征，国内一些学者提出了不同的解读。黄荣怀等认为，智慧校园（SmartCampus）应具有以下五个特征：（1）环境全面感知；（2）网络无缝互通；（3）海量数据支撑；（4）开放学习环境；（5）师生个。宗平等人认为，“智慧校园”的核心特征主要在三个方面：一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务；二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用与服务领域，实现互联和协作；三是通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。笔者认为，“智慧校园”是信息技术高度融合、信息化应用深度整合、信息终端广泛感知的信息化校园。“智慧校园”系统兼有技术、教育和文化等多重属性，具有如下9大特征：

（1）融合的网络与技术环境。实现校园有线网、无线网、传感网、视频监控网等多种网络的融合和多种信息化应用系统的融合，形成一体化的网络环境和应用环境；

（2）广泛感知的信息终端。为广大师生提供一个全面的智能感知环境；

（3）快速、综合的业务处理服务。能够对教学、科研、管理的各种业务、信息、数据按照基于流程的方式进行快速、综合处理，为广大师生提供一个全面综合业务处理与服务平台；

（4）智能的管理与决策支持。具有架构科学合理、低耗高效运转的学校智能化管理与决策支持系统，能够对学校的人、财、物、活动、事件和业务流程进行感知、识别、跟踪、判断、处理、评价与提示指引；

（5）个性化的信息服务。能提供基于角色的个性化信息定制服务；

（6）泛在的自主学习环境。通过实施有线和无线网络的全面覆盖，借助移动学习终端和教育云服务平台，任何时间可以在学校任何地点在线学习、互动交流和辅导答疑。实现教育无处不在，学习随时随地；

（7）智慧的课堂。具有满足师生个性化教与学需求，实现自主探究、互动教学、协同学习等多种教学模式，并能对学习过程进行动态跟踪与评价的智慧课堂；

（8）充分共享、灵活配置的教学资源平台。建有教育云服务平台，能实现教育资源的按需动态分配和技术服务的充分共享。具有统一的教育资源建设标准和存储规范，能实现教育资源的高效检索和智能汇聚。能提供海量的优质教育资源，并与教学系统无缝对接，满足教学需求；

（9）蕴含教育智慧的学习社区。具有家校互通的沟通平台和学习社区，教师、学生、家长能够及时互动，分享教育经验与智慧。能整合各种社会力量，共同促进学生快速健康成长。

三智慧校园系统架构

佛山市禅城区“智慧校园”系统的构建是在现有校园网和学校教育信息化设施及应用系统的基础上，通过应用RFID等传感技术组建校园物联网，应用无线网络技术组建校园移动学习网，实现对校园内的人（教师、学生、管理者、家长及其他人员）、财（学校经费、个人消费等）、物（教学大楼、图书馆、教室、实验室和教学设备等）和信息（教学资源、教学管理信息、学校公共管理信息、活动信息等）进行识别、传输、存储、处理和控制，为师生提供智能化的管理和个性化的信息服务。

“智慧校园”系统平台采用面向服务的多层架构模式（SOA），将学校的资源、数据、信息和业务流程，按照基于服务的方式整合起来，使平台具有很强的适应性、扩充性、维护性和易用性。平台总体架构如下图1所示：

智慧校园系统架构包括4大体系4个支撑平台和8个应用系统。

4大体系包括标准体系、安全体系、云平台监控体系和教育云服务体系。

1标准体系

基于教育云的智慧校园标准目前还没有统一规范。云计算本身就缺乏统一的标准，在云平台上运行的应用系统又千差万别，难以有统一的资源管理、资源、资源应用。因此，本系统平台的构建首先需要建立一套标准体系。

智慧校园系统标准体系建设分三个层次：信息编码与数据交换，软件开发与集成；硬件环境；在线应用。包括：

（1）建立完整的信息编码与数据规范体系。采用国际通用标准和中国教育信息化标准委员会的制订的学习技术系统《体系架构与参考模型（CELTS-1）》和《教育资源建设规范CELTS-41》等10个标准以及《智慧校园示范学校自定义信息编码标准》多种代码体系相互补充，代码分层定义，方便用户分级选择输入信息，同时支持代码扩充、自定义和更新。

（2）软件开发采用《GB/T19001ISO9001在软件开发、供应和维护中的使用指南》、《计算机软件产品开发文件编制指南（GB/T8567-1988）》和《角色访问控制标准ANSIINCITS359-2004》等国际与国家标准。

（3）智慧校园硬件设施标准。采用中国教育技术协会技术标准委员会制定的《多媒体教学环境工程建设规范》。

2安全体系

智慧校园安全体系建立了包括操作系统级安全、网络级安全和应用级安全三层安全体系。

（1）操作系统级安全。在操作系统级，平台使用最新的主流Linux操作系统，启用Linux的内核防火墙和身份认证机制保障操作系统的安全，基于心跳（HeartBeat）技术检测系统的崩溃并尽可能自动恢复。如果安全服务系统没有收到某一计算节点的定时心跳数据流，则说明该节点或网络出现了故障，此时重新启动该节点，如果不成功就将该节点排除在计算之外。

（2）网络级安全。在网络级，平台使用下列手段保证平台的网络传输安全：使用硬件防火墙保障整个云平台的安全。为了防止教育云平台系统被非法侵入，在前端计算机安装双网卡将内部和外部网络隔离开。在系统区域网络中使用在Internet上没有实际意义的内部IP地址，并用IP伪装（IPMasquerading）和IP端口转送（IPPortForward）技术实现网络地址转换。为了防止云平台与用户之间网络通信的被窃取，教育云平台采用了基于SSL安全协议的扩展HTTP协议HTTPS。

（3）应用级安全。在应用级，平台使用下列手段保证平台的应用安全：①可信的单点登录（SSO）。单点登录是解决门户系统安全认证问题的一种理想和有效的认证策略，我们采用的CAS（CentralAuthenticationService）是Yale大学发起的一个开源项目，作为智慧校园平台的一个安全而又简单的SSO安全实现。②云平台权限控制。为了防止非授权用户的非法入侵和授权用户的越权使用，教育云平台进行各种级别的权限控制，并具备审核功能，自动记录用户访问的情况和操作过程，以备日后查询。

系统开发中，由于不同身份的用户其业务处理逻辑不同，如果单独为每类用户开发与之工作相对应的应用程序，无疑将十分复杂，也不利于以后的维护工作。为控制系统信息的阅读范围和业务办理权限，系统将用户划分为不同的角色，不同的用户角色具有不同的系统操作权限和查询权限，通过权限控制为不同身份的用户赋予与之身份对应的各项操作，屏蔽不能执行的操作调用，以此实现分工负责。系统用户按照其职务、业务类别、管辖区域，被授予不同的操作权限。操作权限包括数据库（表）操作限制、业务模块操作限制、地理范围限制、数据读写操作的限制等。平台采用专业的用户细分，针对教育系统的独特性，研发出一套专业的用户系统，将用户根据教育部门，学校，地区，身份，角色，岗位，职位，科目，年级，班级等分类归档，并赋予不同功能和权限，同时，云教育的用户将终身有效。

系统也采用严格的权限和隐私设置，用户可为自己的内容和上传的资料快速设置或详细设置读写权限。详细设置可将权限赋予指定地区、身份、年级等细分用户和指定好友等。同时还为用户提供私密保护，设置为私密的信息，除了用户本人，其他任何人包括平台管理员也无法查看到该信息，最大程度地保护了用户的隐私。

3云平台监控体系

云平台监控体系建立了包括教育云平台访问量数据统计分析、用户数统计分析、功能模块访问统计分析、用户使用习惯统计分析、用户在线时间统计分析、流量统计分析等完整的平台使用监控策略。

4教育云服务体系

教育云服务体系以教育资源共享为核心形成多层次的服务体系：

（1）基础设施即服务（Infrastructureasaservice）

平台以服务的形式提供虚拟硬件资源和服务器租用等，使教育相关部门无需购买服务器、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。

（2）平台即服务（Platformasaservice）

平台能提供完善的平台即服务功能，包括云应用支撑服务、云系统支撑服务和智慧校园云服务总线。平台通过提供二次开发接口、教育软件定制接口等功能以及开放式的支撑服务功能，提供完善的应用服务引擎和应用编程接口，用户能通过应用服务引擎，构建相应的教学应用。

（3）软件即服务（softwareasaservice）

智慧校园服务平台的用户和客户端软件均能通过标准的Web浏览器来使用云平台上的各类在线服务，用户不必另行购买软件，平台能提供完善的软件即服务功能。

本平台通过集成三个层次的服务，能全方位满足各级学校各类服务的需要。4个支撑平台包括云平台基础设施支撑平台、云系统支撑服务平台、智慧校园服务总线和云应用支撑服务平台。

①云平台基础设施支支撑平台。包括底层的服务器集群、数据仓库集群、云存储和监控系统。该平台为整个系统提供稳定、可靠的应用基础支撑平台。

②云系统支撑服务平台。通过系统中间件和应用服务器进行系统支撑。云系统支撑层能提供业务功能模块与云平台层的连接，包括单点登陆、统一用户授权、统一消息服务、统一数据交换服务、工作流服务、信息门户服务、统一搜索服务、统一信息服务等云支撑服务。

③智慧校园云服务总线。这是各类学校和教育机构的数据融合和交换中心，包括数据融合、重组、加工、管理、变换和集成，服务感知、消息感知、事件感知、任务调度、服务编排和调度、服务QoS、数字证书等功能。

④云应用支撑服务平台。该平台形成用户的基本信息数据、教育资源数据、师生成长档案，并提供数据分析和挖掘、教育资源共享等；

8个应用系统分布在教育在线应用服务层，能提供各类在线教育软件服务，包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源库、智慧系统文化、家校通系统、数字图书馆系统等在线服务系统。

四实施方法与技术路线

1总体实施策略

“智慧校园”示范工程建设起点高、时间紧、技术难度大，本项目通过创新的政产学研合作机制，采用“以政府主导、以产学研为依托、以应用为驱动、示范引领、逐步推广”的实施策略，边研发边建设，由教育主管部门、本地高校和相关专业公司多方合作，组成佛山市禅城区“智慧校园”示范工程课题组，充分利用教育主管部门和示范学校的项目组织管理优势、需求分析优势、教学资源建设和推广应用优势，高校的系统设计与研发优势，企业的资金、产品和技术服务优势，实现强强合作。这种创新的机制和项目推进策略，有利于实施“起点高、时间紧、技术难度大”的项目，为其他示范工程项目的建设探索可供借鉴的模式。

2系统开发方法

“智慧校园”项目采用的开发方法是基于RUP的迭代开发方法，RUP是一个面向对象且基于网络的程序开发方法。由于本项目的实施尚无成功经验可循，系统庞大，且涉及众多新技术的应用，开发难度大。在软件开发的早期阶段无法全面准确地明确用户需求，确定详细技术路线。而迭代式开发允许在每次迭代过程中需求可能有变化，通过不断细化来加深对问题的理解。迭代开发可有效降低项目风险。本项目开发依据迭代开发方法的核心理念和操作模式，实施过程按“调研-需求分析-原型构建-系统开发-测试-适用评-示范应用-深化应用-总结推”广9个阶段进行。

3主要实现技术

（1）开发环境和工具。以Linux作为底层操作系统，使用JAVA语言作为主要的开发语言，开发环境为JDK1.6+和eclipse3.7，完全满足J2EE和servlet2.4+的开发规范，web容器使用tomcat7.0。整个平台基于SOA方式，采用Apache的CXF作为数据的整合和共享方式，智慧校园各系统的数据互通都是通过该方式实现；该方式独立于操作系统和开发语言，可灵活部署，兼容性和性能优越。

（2）单点登录。平台的各个系统之间的登录整合以YaleCAS（CentralAuthenticationService，中央认证服务器）方式实现。YaleCAS是耶鲁大学的一个开源项目，Yalecas是目前项目中用到最多的SSO整合方案，该方案提供一种标准的用户认证服务，实现了单点登录功能。

（3）Web部署。Web部署使用前端服务器加后端服务器的耦合方式实现，前端使用高性能的Nginx，后端则使用标准的serlvet容器Tomcat实现，Nginx专为性能优化而开发，它支持内核Poll模型，能经受高负载的考验，有报告表明能支持高达50，000个并发连接数，这样的搭配可以很好的解决性能和应用的兼容性问题。使用Nginx按照调度规则实现动态、静态页面的分离，为了提高访问性能，以Nginx的ip哈希方式实现了应用的负载均衡。

（4）工作流引擎。使用/BOSS成熟的JBPM工作流引擎作为解决方案，JBPM是一个开源的、纯JAVA的、轻量级的支持多种可执行流程语言的工作流程管理（BPM）工作流引擎。

（5）数据存储。使用分布式的关系型数据库MysqlCluster作为关系型数据的存储，使用分布式的Hadoop作为非关系型数据的存储解决方案。

（6）云平台虚拟化。采用Linux的KVM解决方案，KVM虚拟化平台是linux内核原生的组成部分，它使用Linux自身的调度器进行管理，所以相对于其他虚拟化平台其核心源码很少，速度更快更稳定。

（7）网络性能优化方法。在网络优化和传输方面主要使用gzip压缩技术、浏览器缓存技术、服务端动静态分离的处理技术和服务端缓存技术；

五智慧校园示范应用系统

智慧校园示范系统基于教育云平台构建，包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源平台、智慧校园文化系统、家校通系统和数字图书馆系统。

1教育云平台

教育云平台是智慧校园的底层支撑。采用先进的虚拟化技术，通过租用世纪互联的硬件服务，构建了禅城区全新的、动态扩展的、分布式存储教育数据中心。教育云平台建立了统一的单点登录系统，实现了用户界面整合、业务流程整合和系统数据整合，为禅城区所有学校师生提供了统一用户授权、统一信息服务、统一数据交换服务、工作流服务、电子表单服务、数据存储与计算服务、教学资源共享服务等硬件、软件和应用服务，避免了重复建设，大大提高了资源与技术服务的利用率。

2教育资源平台

教育资源平台是七个子系统的接入口。通过整合全区各类学校的教学资源、建立了涵盖中小学各学科的素材库、课件库、教案库、电子教材库、试题库、名师讲堂库、同步视频课堂库等优质的教学资源，实现了跨校共享。教育资源平台具有良好的用户体验。支持教学资源的智能管理、智能检索和智能汇聚，用户可以对资源进行订阅与推荐，可以设定资源的访问、下载的权限，保护知识产权。支持动态生成作业和试题，并具有作业、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能；支持动态组卷，具有试卷、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能。

3智能管理系统

智能管理系统以先进的物联网技术为基础，实现了校园进出人员身份管理、考勤管理、学校资产监控与数据泄密管理、办公管理、教学活动管理、教学设备管理、教务管理和安防管理智能化。智能管理系统提供智慧校园各个业务系统的单点登录接口和用户管理配置。办公管理系统根据学校管理架构和业务流程定制开发，包括公文管理、个人事务管理和统计查询系统。实现了办公业务全流程的跟踪管理、统计查询和辅助决策。教学活动管理系统提供各类校园活动申请、安排，跟踪和查询等功能。教学设备管理系统提供设备申购、入库、报损、借用、领用、维修管理、账物卡管理、重要设备跟踪管理和统计、查询等功能。教务管理系统提供智能化的教学排课、成绩录入、教务信息、查询、教学评价、成绩统计分析等功能。

4智能教学系统

智能教学系统依托教学资源平台，为教师编写教案、制作课件、批改作业和辅导答疑提供智能化服务。包括智能备课系统、互动课堂系统、辅导答疑系统、电子作业系统和综合评价系统五部分。

智能备课系统提供了基于教学流程选择、备课资源智能汇聚、轻松编辑素材、快速制作教案、自动生成教学网站的智能备课功能。让老师备课像写博客一样轻松省力。

互动课堂系统由教师电脑、电子白板、短焦投影、实物展台、录播系统、电子书包、无线网络和智能讲课系统组成，为老师开展互动教学提供了先进的教学环境。利用智能讲课系统，老师可以按备课的教学流程在电子白板上点播素材、任意调整播放窗口、任意书写，既像写黑板一样轻松自如，又能随时保存。在课堂练习环节，老师通过电子白板把题目发给学生，学生利用电子书包接收、作答，提交答案，老师可以在白板上看到每个学生的答题结果，及时、精确地掌握每个学生的学习情况。课堂练习的结果可以保存在课堂学习档案。学生利用电子书包按照老师控制的课堂活动进度自主学习、练习、提问和作笔记等。

课堂录播系统可以将教师的授课过程自动录制成视频，供学生课后复习，也可以实现“翻转课堂”。

辅导答疑系统直接建立了老师和学生之间的信息交流。

电子作业系统提供了覆盖各个年级各学科的作业库和试题库，具有作业布置、提醒、作答、批改、统计分析功能和自动组卷、智能评分功能。

综合评价系统提供了学生平时成绩、课程作业、考试统计分析等信息，为老师教学决策提供了重要依据。

5移动学习系统

移动学习系统主要电子书包、手机等移动学习终端为载体，基于统一的教育资源平台支持，实现任何时间、任何地点的个性化学习。移动学习系统能够为移动学习终端有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流，具有提供随时随地地学习环境和学习情境的功能。主要包括：电子教材阅读、课堂笔记、课件下载和信息订阅、教学视频点播、作业下载和提交、辅导答疑、考勤信息和成绩查询、学习工具等。

6数字化实验系统

数字化实验系统主要由传感器、数据采集器、计算机、实验教学平台和多媒体互动投影系统组成。实现了从实验数据采集、传输、处理和生成输出全过程数字化。为学校师生创设了开放、协作的科学探究实验环境。系统还具有实验教学管理、实验设备管理、实验室开放管理和实验成绩管理功能，并与智慧校园其他子系统无缝对接。

7家校通系统

家校通系统实现了家校沟通无障碍。老师和家长之间，可以直接使用家校通系统互动交流。譬如学校向家长报告学生在校情况，通知，布置作业，家长查询学校的规章制度、课程安排，或与老师一起切磋教育心得等，十分便捷。

8智慧校园文化系统

智慧校园文化系统包括校园多媒体信息系统、虚拟校园交互式演示系统和智慧学习社区三部分组成。智慧校园多媒体信息系统以数字化方式展示学校形象与文化特色。即在学校主要场所与主要通道，应用电子显示屏展示校园文化特色、办学理念、校园动态信息、教学活动信息、楼层、场所导览信息、宣传表彰、通知公告等。虚拟校园交互式演示系统通过虚拟现实技术逼真再现校园的地形地貌、建筑物、绿化、运动设施及场地等，并可以在校园主页以各种方式进行导览，展示学校形象；与智慧校园共用同一个数据库系统，让管理者随时随地直观地了解学校的资产情况，实现资产管理，还可辅助实现消防安全管理；智慧学习社区整合了博客、QQ等多种功能，为学生、教师和家长提供了一个便捷交流互动的平台，包括智慧讲坛、创意乐园、智慧活动、名师支招、智慧之星等，为广大教师交流教学经验，分享教学智慧，为学生分享学习心得，开展科技创新活动提供有效的支持。

9数字图书馆系统

数字图书馆系统是为了适应图书馆未来的发展要求，满足示范学校对馆藏资源充分共享、高效管理等方面的实际需求构建的。本系统包含了目前图书馆管理业务的每个环节，具备系统图书采访、图书编目、图书流通、期刊管理、公共查询、系统管理等功能，并与本区e卡通系统无缝对接，实现成员馆馆藏资源的互借、互还和互通。

六结束语