基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園設(shè)計方法研究

1、.基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園設(shè)計方法研究-建筑論文基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園設(shè)計方法研究 王永強(qiáng)陳舵（唐山學(xué)院計算系科學(xué)與技術(shù)系，河北 唐山 063000）【摘要】目前很多的高等院校甚至中小學(xué)都在進(jìn)行智慧校園的建設(shè)，智慧校園是多媒體數(shù)字校園的新模式。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷完善，為智慧校園建設(shè)提供了技術(shù)支持。本文分析了智慧校園的概念，提出了一個基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)的智慧校園模式。該智慧校園可為師生提供一個全面的智能感知環(huán)境和綜合服務(wù)的平臺。關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)；云計算；智慧校園；智能感知作者簡介：王永強(qiáng)，男，碩士，研究方向為計算機(jī)教育。1智慧校園的現(xiàn)狀智慧校園是在多媒體數(shù)字校園之后提

2、出的高校信息化全新概念，也是隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算，大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷完善的產(chǎn)物。并且越來越多的高校開始進(jìn)行智慧校園的建設(shè)工作。智慧校園的概念來源于IBM提出的“智慧地球”。所謂“智慧校園”指的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學(xué)習(xí)和生活一體化環(huán)境，這個一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合。該概念最早由浙江大學(xué)正式提出。2010年，在信息化“十二五“規(guī)劃中，浙大描繪了這樣一個智慧校園的藍(lán)圖：無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。1現(xiàn)在建設(shè)比較成熟的院校有清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南

3、京郵電大學(xué)、江南大學(xué)等。2智慧校園支撐技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)2（IOT），是指通過射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)，按照相應(yīng)協(xié)議，將物品與物品之間通過互聯(lián)網(wǎng)相連，從而實現(xiàn)物品的智能化識別、定位跟蹤、視頻監(jiān)控，流媒體共享和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。智慧校園中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，最明顯的是使用智能感知技術(shù)，可以對校園環(huán)境、各種教學(xué)和輔助設(shè)備、多媒體教學(xué)資源、學(xué)校相關(guān)工作等進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)一管理。比如說基于RFID的校園交通管理、校園一卡通的管理、宿舍管理，教工管理；基于ZigBee的校園監(jiān)控管理，基于WIFI的移動教學(xué)；基于二維碼的圖書管理等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧校園提供了一個更為高效、綠色、環(huán)保，智能的校園環(huán)境。云計算（cloud comput

4、ing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云計算將會改變整個互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)，影響到互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)格局，被視為信息技術(shù)的第三次浪潮3。對于硬件層，目前，各高校硬件環(huán)境有了十足發(fā)展，但存在利用低，管理復(fù)雜等缺點(diǎn)。使用云計算技術(shù)，可以通過云計算架構(gòu)，整合學(xué)校的各種硬件資源，形成公共資源池，應(yīng)用虛擬化操作，自動為各種任務(wù)分配資源。對于系統(tǒng)層，各高校使用著諸如學(xué)生管理、教工管理、圖書館管理等大量系統(tǒng)，由于沒有統(tǒng)一規(guī)劃，各系統(tǒng)間通信困難，很難實現(xiàn)智慧校園。但可以使用云計算技術(shù)，將各管理系統(tǒng)整合成“云”，科學(xué)的為用戶服務(wù)。所以云計算是智慧校園實現(xiàn)

5、的關(guān)鍵技術(shù)支持。3智慧校園總體設(shè)計在智慧校園環(huán)境下，用戶可以通過綜合信息服務(wù)平臺， 依照確定的角色權(quán)限， 個性化地定制信息服務(wù)；各類應(yīng)用系統(tǒng)通過綜合信息服務(wù)平臺融合服務(wù)， 以支持單點(diǎn)接入的、安全的服務(wù)方式。4用戶可以使用傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也可以使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行登錄，登錄后由云計算框架技術(shù)統(tǒng)一分配用戶權(quán)限，來使用由云計算技術(shù)整合的系統(tǒng)。3.1物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園的框架結(jié)構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園，進(jìn)行總體設(shè)計后的框架結(jié)構(gòu)可以分為自頂向下模式的四層，包括綜合云管理平臺層，管理子系統(tǒng)層，云計算數(shù)據(jù)整合層，網(wǎng)絡(luò)層。其中綜合云管理平臺層，是由云計算技術(shù)將各管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，提供登錄入口；云計

6、算數(shù)據(jù)整合層，是由云計算技術(shù)將各類數(shù)據(jù)通過虛擬池形式科學(xué)存儲；網(wǎng)絡(luò)層，包含了傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也引入了基于射頻技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。3.2物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園的智慧表現(xiàn)智慧校園的“智慧”主要表現(xiàn)5在智慧環(huán)境感知、智慧管理、智慧教學(xué)過程、智慧生活、智慧就業(yè)推薦等方面。智慧環(huán)境感知，是對教室、圖書館、辦公室進(jìn)行溫濕度檢測和智能調(diào)節(jié)，對校園的空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測并預(yù)警。智慧管理，是通過物聯(lián)網(wǎng)對攝像頭節(jié)點(diǎn)、紅外節(jié)點(diǎn)、煙霧節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能監(jiān)控；通過云計算技術(shù)對各管理子系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理。智慧教學(xué)過程，教師可以根據(jù)學(xué)生的知識掌握情況，進(jìn)行因材施教，智能組織教學(xué)資料，以及即教學(xué)方法、教學(xué)模式的智能推薦。學(xué)生可以對自己

7、的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行智能分析，隨時隨地的個性化學(xué)習(xí)等。智慧生活，使用者各項身體體征的監(jiān)測，購物、旅游的推薦，基于愛好興趣等的智慧交友，社團(tuán)活動的智慧組織等。智慧就業(yè)推薦，是根據(jù)學(xué)生的知識掌握情況和用人單位所需人才情況，通過云計算技術(shù)，進(jìn)行智能分析推薦。3.3物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園的數(shù)據(jù)安全使用物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園里，對于終端用戶，只需將銀行卡、校園一卡通，手機(jī)卡集成到手機(jī)中。即使用射頻識別卡，也俗稱為“黑卡”，可以進(jìn)行移動支付，比如食堂、開水房、超市等；也可以涉及門禁、圖書借閱，考勤等。由于物聯(lián)網(wǎng)集成到智慧校園的各個方面，而且物聯(lián)網(wǎng)由于分布發(fā)散、終端設(shè)備量大、通過無線射頻技術(shù)進(jìn)行傳輸

8、等特殊原因，所以智慧校園數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)安全也是智慧校園亟待解決問題?？梢酝ㄟ^，采用較為成熟和可靠地系統(tǒng)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及終端設(shè)備監(jiān)管，提升防御策略等保障智慧校園的數(shù)據(jù)安全。4結(jié)束語校園是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的主要場所，校園環(huán)境建設(shè)的優(yōu)劣直接影響著整個學(xué)校的運(yùn)轉(zhuǎn)效率?；谖锫?lián)網(wǎng)和云計算的智慧校園的應(yīng)用，是時代的必然趨勢。盡管對智慧校園的研究實踐探索剛剛起步，智慧校園也存在著較多問題，但智慧校園是建設(shè)校園的目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)和云計算等新興技術(shù)，會給我們生活帶來質(zhì)的變化，像智慧社區(qū)、智慧醫(yī)院、智慧城市的建設(shè)也會迎來蓬勃發(fā)展的契機(jī)。參考文獻(xiàn)黃小卉,黃宇星.基于云計算的智慧校園探究J.中小學(xué)電教,2011(11):38-39.International Telecommunication Union U IT. ITU Internet Reports2005: The Internet of ThingsR. 2005: 1-28.張文川.云計算與智慧校園的建設(shè)J.電子商務(wù),2012(5):11