基于云计算及物联网构建智慧校园分析

吴勇军 王歌丽

摘要：教育信息化是实现教育现代化的关键，不断发展的信息技术，给教学环境、教学理念和教学方式带来了十分明显的影响，文章介绍了云计算、物联网、智慧校园的概念和应用，并结合实际情况，提出了利用物联网、云计算技术，对智慧校园加以构建的策略，包括统一门户服务、构建网络/信息融合平台、提供学习资源等，希望能够为智慧校园的构建和发展提供帮助.

关键词：云计算;物联网;智慧校园

中图分类号：TP393  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2020）02-0054-03

前言

构建智慧校园的过程中，应用云计算、物联网的目的，主要是解决原有校园系统的弊病，解决基础设施分类的问题，实现网络融合、信息集成的设想.虽然多数院校在构建智慧校园时，都将以云计算、物联网为代表的信息技术作为所依托的主要手段，但由于尚未掌握对相关技术加以应用的方式，所开展工作取得的效果始终没有达到预期.

1 云计算的概述

1.1 云计算的概念

作为计算模式的一种，云计算需要以远程服务器、非本地计算机为依托，借助网络存储、并行计算、负载均衡、融合网格计算等技术，将多个计算机整合为一个系统，一般来说，整合所得系统往往具有强大的存储和计算能力，用户既节省了维护和投资费用，又做到了不同设备信息、应用的共享.云计算强调的重点是汇聚大量网络资源，构成资源池，再进行调度与管理，以用户需求为依据，提供相应的服务，负责对资源进行提供的网络系统，被称作“云”.云计算的出现，赋予了IT资源诸多优势，例如，资源共享、弹性扩展和动态分配，用户无须投入大量资金，就可以享受云服务，从长远的角度来看，云计算可以被视为提高教育信息化水平的主要动力，需要引起人们的重视.

1.2 云平台的应用

云平台的作用，主要是提供给智慧校园所需的数据平台，该平台具有智能化、高集成和高效率等特征，也就是说，云平台是以网络为依托，通过将技术服务器进行虚拟的方式，在资源池中融合大量资源，以此来满足“提供给用户所需资源”这一要求的.符合智慧校园需求的云平台，通常需要提供三项服务，分别是软件服务、基础设施服务和平台服务，其中，软件服务被视为智慧校园系统的核心，信息化系统便被部署在软件服务层，经由统一门户，向用户提供服务;基础设施指的是网络系统、服务器等硬件，平台的功能包括服务器租用、虚拟硬件资源提供;平台服务是指数据管理、认证和授权，该系统由三部分组成，分别是开发平台、中间件和数据库[1].

2 物联网的概述

2.1 物联网技术核心概念

物联网指的是通过激光扫描器、红外感应器、射频识别技术和全球定位系统，根据所约定协议，将互联网与任意物品进行连接，从而完成通信、信息交换等工作的网络.物联网的功能，包括识别、跟踪、定位、管理和监控.研究表明，物联网所依托的基础技术为互联网，因此，可以将物联网视为“能够感知、计算和执行实体物理对象的信息传感设备”，由此可见，物联网是将万事万物涵盖在内的实体互联网，是通过延伸、扩展物联网功能所得的网络系统.近几年，物联网开始被广泛应用于各个领域，所取得效果也较为突出.

2.2 物联网技术应用

物联网既可以被视为传感网、互联网、移动通信网融合的产物，又可以被视为信息系统、物理系统融合的产物，在构建智慧校园的过程中，物联网被使用的频率较高，例如，利用二维码、传感器或采集器等设备，标志校园环境，构建数据库和服务平台，为监管校园环境提供便利.正常情况下，物联网技术的架构，可分为三层，分别是网络层、感知层、应用层.

3 智慧校园的概述

3.1 智慧校园的概念

首先，智慧校园指的是以建设数字校园为基础，综合利用云计算、物联网和大数据技术，向科研、教学、管理及校园生活，提供智能化、一体化的服务环境;其次，智慧校园的特征，主要是充分融合了科研、教學、管理及校园生活，可以在应用服务系统的辅助下，实现随时随地展开科研、学习或管理的设想;最后，智慧校园的核心目标是以教育大数据为依托，以网络、虚拟技术、智能感知设备为工具，为创新学校教育奠定良好基础.

3.2 智慧校园的特征

智慧校园内网络互通畅通，这是因为智慧校园兼具有线网、互联网和无线网;其次，良好的信息处理机制，赋予了智慧校园，在信息处理方面十分突出的能力;再次，与原有的固定化、统一化服务相比，智慧校园面向校内师生提供的信息服务，更具个性;最后，学生学习的环境更加自由，无须过多考虑地点和时间，只要被互联网覆盖的区域，就可以查看、下载资料，学习效率也会有所提高[2].

4 基于物联网和云计算的智慧校园构建

构建智慧校园的基础是集成系统数据、信息资源，赋予其智能化、个性化的特征.在实际构建的过程中，以云计算、物联网为基础的智慧校园系统，通常包括以下内容：

4.1 统一门户服务

该系统向用户提供服务的主要平台，访问框架为统一门户系统，作用是集成子系统，另外，用户访问智慧校园系统，也需要用过门户系统的认证方可登录，进而获得使用子系统的权限，只要拥有网络、拥有终端设备，用户就可以不受空间、时间的制约，源源不断地获取和使用所需资源.

例如，某高校便对统一认证系统进行了建立，统一认证、授权和管理网络用户，一般来说，授权控制和身份认证间，存在着紧密的联系，授权控制指的是通过身份认证的用户，可以访问的资源、访问资源的方式等，该校所研发微校园App，可以通过对二维码进行扫描的方式，直接登录系统，无论是安全性还是便捷性均有所提高.

4.2 服务支持平台

智慧校园的智慧，主要由服务支持平台进行体现，由于服务支持平台属于集成架构，因此被融合了多项内容，例如，业务流程、服务流程，可以使业务互通、数据共享的要求，得到最大程度的满足.学校可以借助服务支持平台开展管理工作，真正做到互联、协作、共享，教职工、学生所获取信息服务的质量，通常也会有所提高.

4.3 网络融合平台

作为构建智慧校园硬件平台的网络融合平台，可以被视为构建智慧校园的基础，通过整合有线网、互联网和无线网的方式，实现无缝连接、全面覆盖的设想，在此基础上，搭建具有管理、维护和控制功能的网络平台，在应用系统中嵌入通信功能，提高网络接入的安全性，使多样网络应用、统一通信管理同时存在.

4.4 信息融合平台

作为智慧校园核心的信息融合平台，功能如下：感知信息，标识身份，存储数据，融合应用数据，融合中间件与支撑软件.由此可见，信息融合平台在构建智慧校园的过程中，发挥着加工、集成、变换、管理和重组信息资源的作用，简而言之，就是统一管理信息，提供相关服务[3].一方面，该平台可以提供给智慧校园所需的教学资源，另一方面，该平台可以实现信息共享、信息交换、科学管理等设想，具体来说，就是感知、识别、分析学校业务流程.

4.5 安全平台系统

安全平台所依托的技术主要为云计算，一般来说，智慧校园会设有三个级别不同的安全系统，分别对应网络、系统和应用.运行过程中，该系统会通过多副本容错、节点同构互换等方式，最大程度保护信息的可靠性及真实性，尽量避免信息丢失，降低病毒入侵、数据外泄的可能性.另外，该系统还可以集中储存信息，为分配、管理信息等工作的开展提供便利，但是，在此过程中，应重视自动部署软件的意义，只有这样才能控制负载，在强化安全管理系统的前提下，控制应用成本，从根本上解决资金浪费的问题.例如，木马、病毒的入侵，会导致存储在系统中的数据丢失，甚至导致系统瘫痪，如果出现了上述问题，管理人员可以借助集中存储模式、权限管理功能，对所有信息进行统一管理，安全管理的有效性自然会有所提高.

4.6 提供学习资源

课堂时间有限，在构建智慧校园时，教师应对多媒体的优势加以利用，通过提供移动学习资源的方式，打破空间、时间给学生带来的制约.在构建移动学习资源时，有两方面内容，需要引起教师的注意：其一，在线互动课堂.教师应摒弃传统的教学方式，根据教学大纲和具体内容，录制教学视频，将所录制视频上传至特定平台，供学生观看和下载，另外，还应当开通“互动”模式，这样做的目的是保证学生在观看视频的过程中，可以向教师提出问题，由教师在线进行解答，这样做不仅降低了学习难度，还能够激发学生兴趣，教学质量自然可以得到保证;其二，学习资源运用.构建在线学习资源时，教师应根据学生专业、喜好，将学习资源分类，保证所选择学习资源对学生具有强大的吸引力，学习资源的内容应由两部分组成，先是专业知识，例如，教学视频、拓展资料，作用是满足学生需求，使学生根据自身情况，选择相应资源，包括教学资源的价值可以得到最大限度发挥，再是趣味资源，例如，具有娱乐效果的内容，目的是缓解学生压力，增强该平台对学生的吸引力，避免由于内容枯燥、单一，学生不愿或很少使用该平台的局面出现[4].

4.7 标准信息体系

智慧校园在对各类信息进行整合前，应建立一套系统的整合标准，即标准信息体系，这是因为标准不统一，会影响资源发布、管理和应用的效果，正常情况下，应用于智慧校园的标准信息体系，涵盖三方面内容：一是完整的信息规范系统和信息编码;二是符合国家标准的软件;三是对硬件设施标准进行建立.

4.8 统一支付平台

以某高校为例，该学校与银行建立起了良好的合作关系，通过对银行网上支付的接口进行对接的方式，集成收费平台，提供自定义收费项目，例如，会务费、食堂消费.用户可以通过App，完成余额查询、在线充值、扫码消费、密码修改等操作，另外，校内师生还可以在学校所提供的支付平台上，在校对党费、学费、书本费进行缴纳.实践证明，统一支付平台的出现，使集成固定项目缴费、一卡通消费的设想成为现实，不仅为师生提供了方便，还鉴定了维护、升级一卡通的成本.

5 结论

综上可知，信息社会高校如果想要实现长足的进步，应充分发挥智慧校园在管理、教学方面具有的价值.关键是深入研究相关概念，以原有系统为基础，对智慧校园系统进行构建，保证各项工作都可以因智慧校园的帮助而变得更加优质、高效，真正做到智能化管理和教学.

參考文献：

〔1〕杨志飞.云计算和物联网技术下的智慧校园建设及发展分析[J].现代信息科技，2019（04）：139-140.

〔2〕柏云飞.云计算和物联网在智慧校园系统构建中的应用研究[J].信息记录材料，2019（06）：194-195.

〔3〕姚迎乐.云计算在高校数字档案馆管理中的应用[J].洛阳师范学院学报，2019（8）：34-37.

〔4〕张耀东，张娴静.数据加密技术在计算机网络通信安全中的应用分析[J].赤峰学院学报，2018（05）：42-43.

〔5〕张志华.计算机网络信息安全防护策略及评估算法[J].赤峰学院学报（自然科学版），2019（08）：40-42.

〔6〕宣继涛.高校智慧校园建设中的大数据、云计算与物联网技术的融合分析探讨[J].教育现代化，2019（73）：80-81.