构建IPv6下的智慧移动校园

大连民族大学《基于IPv6物联网的智慧移动校园技术研究》项目拟打造一个基于IPv6高效实用的智慧校园集成系统，项目通过搭建基于IPv6的物联网服务器实现对高校基础建筑客流与温湿度的统计，同时通过对IPv6网络Web服务器的构建，再结合学校自主开发的APP和微信公众平台对现有图书、教务等服务进行接入，为师生提供了便捷的校园信息服务，同时提升了IPv6网络的利用率。为了进一步了解项目的相关情况，本刊采访了该项目的带队导师，大连民族大学计算机科学与工程学院王存睿副教授，他对项目的进展情况作了详细介绍。

《中国教育网络》：目前项目的进展如何？

王存睿：目前，项目投入实际运行的IPv6服务器已于2017年1月部署，并调试完成。基于服务器运作的IPv6移动智慧校园Web服务架构与基于物联网IPv6技术的Web底层框架服务中心的相关部署以及接口服务平台、平台管理系统已于2017年6月构建完毕。同年10月将项目成果通过赛尔网络举办的IPv6创新技术大赛进行展示并获得了良好的成绩。

2018年4月“i民大小”——基于IPv6的智慧校园App完成上线，同时完成数据库的分配工作，对基于IPv6的底层架构服务进行统一管理和分配。如今已建设完成基于微信的校园短信服务平台。通过此项目，团队申请了三项软件著作权以及发表三篇学术论文。

《中国教育网络》：项目的亮点及应用效果表现在哪里？

王存睿：首先本项目拟打造基于IPv6高效实用的智慧校园集成系统，将下一代互联网技术运用于校园信息发布、信息服务、物联网数据采集服务并推动相关研究和集成开发。项目结合学校网络认证大数据，通过搭建IPv6物联网服务器建立对高校的基础建筑客流、温湿度的统计，同时进行基础IPv6网络Web服务的构建，在此基础上，结合学校自主开发的APP和微信公众平台对现有图书、教务等服务进行接入，提升了IPv6网络的利用率。项目技术架构如图1所示。

其次，本项目研究方法以软件架构理论研究及工程实验为主。一是通过调查各个高校IPv6应用情况，结合学校实际，推出具有实际应用价值的IPv6示范应用。二是查阅相关技术文献，结合团队目前研究基础，研究相应的算法，构建可靠性高的软硬件系统。

图1 项目技术架构（逻辑）

最后，通过测试对项目中涉及的各个软硬件系统进行严格、标准的软件测试，对其并发、可靠性和稳定性进行了评估，并在不同温度和湿度环境下对硬件系统进行测试，进而构建了稳定的基于IPv6物联网的智慧移动数字校园。

《中国教育网络》：项目的建设背景及项目开发的难点表现在哪里？

王存睿：我们的项目希望打造基于IPv6高效实用的智慧校园集成系统。在2年的时间内，对学校IPv6数字校园进行了系统构建，使得学生可以通过有线或无线便捷地获取校园各种数据和服务，使得IPv6网络的内容在原有基础上得到进一步提高，同时IPv6网络的利用率得到实质的提升，也为教育网IPv6应用打造了自主知识产权的移动数字校园。

项目的难点主要表现在，首先IPv6巨大的地址空间优势给互联网中的所有设备都提供了一个网络地址，这就给计算机网络带来极大的安全威胁，在研究过程中，网络中心服务器经常遭遇不明IP地址的攻击，数据常常遭到窃取，因此数据的安全性是项目难点之一。

其次，IPv6网络性能的路由器、交换机等网络设备发展跟不上，简单的对IPv4网络设备进行软件方面的改进已经满足不了要求，严重影响基于IPv6无线传感器数据传递速度。

《中国教育网络》：项目的创新性都有哪些？

王存睿：一是建立了基于IPv6校园移动信息化的度量指标体系。目前基于IPv6的智慧校园的基础就是底层Web服务，无论是App还是微信服务端都需要稳定高效的Web信息服务为程序载体，集成综合门户信息平台、第三方公司提供的手机软件产品，向广大师生用户提供全方位移动终端校园服务，满足教师、学生使用移动智能终端获取实时性消息和服务的应用需求。

图2 树莓派与传感器构建传感器示意

二是构建了基于IPv6的Raspberry的物联网感知系统采集校园基础数据链。在智慧校园建设中，学校进行了前期大规模调查。在调查中发现，学生的需求第一位居然是希望能够提供公共浴室当前人数的服务，主要由于浴室资源紧张，学生需要看到人数制定决策。其次是图书馆和晚自习当前人数的统计，这些场地或者晚上的教室通常没有教务系统对其安排课程，也无法获得相应数据对其人数进行统计。如图2是树莓派与传感器构建传感器示意图。

项目的主要研究内容包含两个部分：一是基于红外传感器和Raspberry的客流统计系统及Web服务，用于公共浴室的统计；二是基于Wi-Fi 探针和树莓派的无线信号客流统计方法，用于图书馆和自习室人员密集场所的人员统计。

《中国教育网络》：团队成员是如何进行分工协作的？

王存睿：现团队共有硕士生11名，本科生3名。他们分别参与了基于Wi-Fi探针的校园客流系统的设计，熟悉基于Python语言的网络渗透、数据抓取、爬虫，以及IOS、Android开发。我们通过跨学科、跨学院的合作科研项目以及研究生导师组成指导小组进行联合指导，通过大连市民族文化数字技术重点实验室与计算机科学与工程学院合作开展智慧移动校园技术研究，与学院交叉学科合作开展应用研究，并联合校外5名学生以及3名研究生导师开展相关研究。通过本次项目的锻炼，参与的同学都获得了不同程度的技术锻炼和技术储备。

《中国教育网络》：您认为该项目的应用前景有哪些？

王存睿：第一，规范化、标准化信息系统数据，实现跨系统数据和业务整合。

随着学校对信息化投入力度的不断加大，新的数字化系统不断上线。在学校已搭建的统一身份认证、统一数据库的基础上，如何使新上线的信息化系统能够有效地接入已建好的共享体系结构，避免新的信息孤岛，是学校信息化部门考虑的重点问题，为此大连民族大学信息部门制定了数据标准，机构代码标准，应用软件开发规范，统一身份认证接入规范与技术标准等众多标准化规范，使得业务系统之间数据交互与共享得以实现。2016年上线的智慧校园系统就融合了财务、一卡通、后勤等众多系统的业务数据。学校制定的校园一卡通接入规范，使得图书借阅系统、通道系统、门禁系统、停车场系统、寄存系统等众多数字化系统能够方便接入校园一卡通系统。

第二，融合新技术，构建智慧校园。大连民族大学在进行信息化建设的过程中，始终关注信息化发展的新动向，并做出了一些有益的尝试与创新。目前，基于IPv6的云存储系统全面上线，为全校师生提供云存储服务，使校内师生随时随地享有快捷、免费的存储服务，在保障了数据安全的同时，也方便了校内数据共享。校园IPTV 依托三网融合的技术发展，向校内学子提供优质教育视频资源，拓展了教育渠道；同时广泛和移动运营商合作，也独立开发出移动校园客户端，目前已针对智能手机操作系统，开发IOS和Android客户端，针对非智能手机操作系统，开发WAP 平台，利用Wi-Fi、2G/3G 移动网络的随时接入性，使得校内师生利用移动终端可及时访问校内资源。