基于大数据平台的智慧校园建设研究

李洪敏

（苏州旅游与财经高等职业技术学校，江苏 苏州 215104）

0 引 言

随着学校管理内容的不断增多、管理数据的日益庞大，以及学校管理者、教师和学生对于校园数据处理的便捷性、时效性要求的不断提升，传统的信息化、网络化、数据化校园已经无法满足，而基于大数据技术的智慧校园建设，有助于提升校园管理工作的精细化水平和智能服务效率，具有良好的发展前景。因此本文通过整合数据平台、资源平台、管理平台和移动平台，探索基于大数据技术的智慧校园建设模式。

1 智慧校园建设多功能需求分析

1.1 可操作性

苏州旅游与财经高等职业技术学校作为五年制高职院校，在校师生数量较多，涉及教师信息、值班护导、科研、教务、财务、学工、教学评价、新闻发布以及班主任、班级管理、职业技能大赛、学费支付、食堂就餐、请假销假、图书借阅、选课、社团活动等众多信息。为了提高学校信息管理效率，增强师生用户的使用体验，智慧校园的建设必须要关注学校管理者、教师和学生日常校园活动的基础建设问题，比如疫情防控下的核酸、健康码、行程等日常管理，以及课程选择、水电费用等问题，需要充分考虑其可操作性以及操作的便捷性。

1.2 数据兼容性

智慧校园系统相对于以往信息化校园管理而言，需要打破各部门信息之间的屏障，实现各部门之间数据的有效传输和共享，并保障数据具有良好的兼容性、完整性、真实性，才能有助于学校建立高效的管理模式、实现产学研一体化发展。比如图书借阅信息、成绩录入和查询、财务报销提交与审批、招生和就业等各类信息的存储和查询、内网和外网登录，以及点电脑、手机、IPD 等不同客户端的数据输出方式存在着较大的差别，如果智慧校园系统的数据兼容性较差，必然会在造成师生在不同网络环境下的查阅数据出现乱码、关联状态不佳等问题，严重影响着师生的使用体验。因此智慧校园建设应该关注于各类数据的兼容性，才能为师生营建良好的智慧应用平台[1]。

1.3 智慧服务

智慧校园不仅仅是数字校园的简单升级，而是通过大数据、云计算、人脸识别、语音识别等多种智能感知设备和技术，实现了智慧校园的建设，真正实现了校园的安全与信息化的新型智慧校园[2]。大数据背景下智慧校园对于校内各类事务管理流程、管理方法的智能化具有较高的要求。比如电子发票无纸化报销，提高财务报销效率，加强财务报销流程的规范性监管；校园一卡通，实现饭卡、水卡、门禁卡、图书馆证等多卡合一，可以大大提高师生的便利感、获得感。因此在智慧校园系统建设时，应以开放共享为发展理念，以提高教育教学智能化水平为目标，为师生提供一种智能化、数据化、网络化的教学、科研、管理和生活服务，营建一种能够洞察和预测教育教学、教育管理的智慧环境。

2 智慧校园建设的核心技术

2.1 SDN 网络技术

SDN 网络是一种软件定义网络架构，功能分离为应用层、控制层、基础设施层，成功实现了网络虚拟化。SDN网络以具有较强开源性的Open Flow 技术为核心，大大简化了网络交互机的规则，让管理员可以更加灵活高效地控制网络流量，提高了智慧校园平台的可操作性。另外SDN 网络技术将原来必须要由硬件设施来执行的功能和服务虚拟化，最大限度地减少硬件占用空间和运营成本，也让校园网络管道更为智能化。比如智慧校园可以根据师生访问量、资源下载量的涨跌，智能化调整网速，以保障智慧校园服务的优质、高效。

2.2 通信技术

在大数据环境下，各类信息的传递和共享功能的实现都是建立在的通信技术之上的，这也是提升智慧校园智能化、信息化水平的关键功能。学校师生基数大、信息繁杂且庞大，借助大数据处理技术可以将海量用户的服务请求进行提炼、加工，并采取通信技术将各类信息与智慧校园的服务终端进行对接[3]。比如疫情防控期间，智慧校园系统可以将学生进出校门时的面部信息、体温信息、健康码和行程码等信息进行收集、加工、传递和分析，全面实现学生进出校门的安全智能管理。

2.3 数据安全技术

数据安全是智慧校园的重要组成部分，是保障智慧校园安全、平稳运行的关键技术。一方面是通过采取安装防火墙等各项措施，提高智慧校园系统的安全性，避免因为黑客、病毒入侵，而造成学校内部数据的损失、智慧校园系统的失灵；另一方面是视频监控安全防护技术、出入口控制安全防护技术、门禁系统等组成的安全防护管理系统，通过各类数据的安全管理，来提高校园安全管理效率和管理质量。比如通过面部识别、指纹识别等智能识别技术、身份认证技术，来保障校园各领域的安全运行，提高智慧校园平台的安全系数。

3 基于大数据平台的智慧校园建设实践

3.1 智慧校园的基本架构

以苏州旅游与财经高等职业技术学校智慧校园系统建设为例，其建设核心主要在于坚持以人为本的服务理念，围绕智慧校园的资源、管理和服务三要素，充分利用大数据、物联网、5G 通信等技术，依托数据中心及应用支撑平台，重点建设数字化的教学环境、科研环境和生活环境[4]。根据学校的功能需求，设定智慧校园系统所包含云计算服务器、物联设备、移动网络和基础网络等基础设施，统一接口、支撑平台、数据处理、数据交换的支撑平台层，智慧教学环境、教学资源、校园管理、校园服务等业务应用，校园门户、移动智慧校园、综合管理服务平台等终端展现等功能模块，以及教师、学生、行政人员、校外人员等校园信息门户。如图1 所示。

图1 智慧校园总体架构图

3.2 服务器搭建

智慧校园服务器是实现校园数据信息共享，实现数据存储、传输、共享的硬件基础。智慧校园服务器主要是满足网络操作系统运行需求，控制和协调网络中各计算机之间的工作，对于用户请求及时高效地做出响应和处理，最大限度地满足用户的各类要求。比如存储和管理校园网络中的数据库、文件、应用程序、磁盘空间等共享资源[5]；对网络活动进行管理、监督和控制，根据网络实时情况分配系统资源，实现对校园各类数据存储的稳定性、安全性，以及数据传输的高效性，保障智慧校园系统良好的运行状态。苏州旅游与财经高等职业技术学校智慧校园平台所应用的服务器如图2所示，主要是由Web服务器、应用服务器和数据库服务器三层架构组成，可以在不影响系统其他部分的情况下，保证了应用服务器与其他应用有效和无缝的整合，同时支持大规模的并发用户访问。

图2 “智慧校园”服务器架构

3.3 数据清洗与整合

在日常校园工作中，学生学习状态、学习成绩、教学评价、课程进度、财务管理、学生信息管理等各类信息数据庞杂，特别是一些错误、无效的信息的产生对于校园管理效率产生了重要影响。智慧校园系统采取数据清洗技术，将一些数据处理的无效值、数据存储时候的缺失项等进行智能化筛查、删除、补正，以提高校园数据的准确性，为学校智能化管理提供有力依据，进而促进学校可持续性发展。

另外，智慧校园对于数据信息的处理和整合技术也具有较高的要求。比如苏州旅游与财经高等职业技术学校在新生入学时，可以使用新生信息采集对于学生学号的分发以及姓名、性别、家庭住址、联系方式、入学分数、专业名称、面部信息等信息采集如图3 所示，必须经过信息甄选和整合后，再录入教务、学工、图书馆、食堂、宿舍管理等系统，才能更好地实现信息的交互，提升智慧校园的管理效率，彰显智慧校园的管理和服务性能。

图3 学生信息管理系统界面

3.4 蛛网式管理体系

随着无线应用及移动终端的普及，为了更好地服务于师生，加快教育信息化建设的步伐，以点带面地建设高速、稳定、可靠、可运营、可管理的蛛网式管理体系，对于塑造学校新一代智慧校园具有重要的战略意义。蛛网式管理体系在融合了SDN 网络的基础上，涵盖了智慧校园的各类服务模块，实现校园网的“以网养网”，校内师生“用网管网”的智慧校园网建设，打造一个让学校师生满意的信息化服务的生态圈[6]。比如学生可以借助电脑、手机等网络终端，随时随地访问图书馆系统，并发出检索、下载、借阅、归还、信息查询等信息请求，面对大量集中式的信息请求，蛛网式管理体系按照系部、专业、班级等将图书馆各类信息进行有效分类，并对数据和管理模块相分离，可以全面保障智慧校园系统对信息请求的高效响应，切实提高智慧校园平台的管理效能和智能服务能力。图书借阅系统界面如图4 所示。

图4 图书借阅系统界面

3.5 智慧校园建设及成效

苏州旅游与财经高等职业技术学校运用以云计算、人工智能、移动互联网、大数据、物联网为核心的信息技术，所建成的“智慧校园”，运行测试发现全面实现了从环境、资源到活动的智慧化升级，全面提升了学校以教学、科研、管理为核心的智能化水平。比如让学校众多老师比较头疼地出差、科研等各项经费报销问题，建立在大数据基础之上的“智慧校园”系统采取网上申报、网上审批、网上返款等数字化流程如图5、图6 所示，大大简化了报销流程、提高了报销效率，获得了老师的好评。

图5 “智慧校园”报销流程

图6 “智慧校园”报销系统界面

4 结 论

综上所述，根据苏州旅游与财经高等职业技术智慧校园系统的建设心得，分析了智慧校园建设的核心技术，并结合学校管理、教师教学和学生学习生活的实际需求开展系统建设工作。为此，从智慧校园的基本架构、服务器搭建、数据清洗与整合、蛛网式管理体系等方面，建构了安全、稳定、高效的智慧校园系统，经过实践验证赢得了学校管理者和师生用户的较高满意度，为保障学校教科研工作的高效运转以及校园管理的信息化、智能化发展奠定了基础。