基于信息技术的智慧校园建设应用

宫 霞，夏婷婷，丁 阳（通信作者）

（山东医学高等专科学校 山东 济南 250000）

0 引言

智慧校园建设是当前推动学校管理工作智慧化发展与转型升级的重要举措，需要结合信息技术的应用，完成多种智慧管理平台系统的搭建与使用，以此促使智慧校园建设加速实现。

1 基于信息技术的智慧校园建设特点分析

结合信息技术的应用所完成建设的智慧校园主要具备以下几项特性：第一，能够实现对泛在连接方式的提供，包括物联网终端、平板、手机、电脑等。第二，可以实现对业务智能化IT 资源需求的切实满足。所包含的IT 设备，均能够参考现实需求完成自动化合理分配；资源能够实现智能化的弹性扩展，实际可以获取到的资源利用率更高。第三，能够实现对新IT 基础设施的提供，包括无线设备、物联网等，形成新信息，为智慧校园新型应用的搭建与使用提供支持。第四，加速学校教学、学习、管理等的改革，推动学校管理工作升级。第五，深挖校园日常活动中形成的大数据，进行分析利用，为学校不同工作的展开提供决策方面的支持。所应用的大数据挖掘分析平台架构如图1 所示。

图1 大数据挖掘分析平台架构

2 基于信息技术的智慧校园建设总体思路分析

在智慧校园建设中，所遵循的总体设计思路如下：①从“用”方面来看，为学生、教师、工作人员、领导等对象提供一站式应用服务。②从“智”方面来看，构建统一的智慧校园云平台，通过大数据挖掘和分析为上层应用提供服务。③从“传”方面来看，为上层应用提供可靠、有效的信息传输服务。④从“感”方面来看，动态数据的来源，实现信息采集的基础环节，也是实现智慧校园管理的基础。

主要结合对5G 技术等先进技术的应用，完成智慧校园的搭建，为学校、教师、家长提供更多的特色场景应用服务，主要包括：①教育教学。教育行业的核心业务场景，贯穿教学各主要环节，为师生提供教学服务，包括课前备课、课中授课、课后教研、智慧教室、个性化学习等多个子场景。②教育管理。为学校各行政管理部门及师生提供学校管理服务，提升管理效率和水平，包括教师发展管理、教务办公、考勤管理、资产管理、宿舍管理等多个场景。③校园生活。为师生打造无感化、自助化、智能化的智慧校园生活场景，包括学生综合素质评价、校园宣传、家校互动、校园消费等多个子场景。

整个智慧校园的总体设计架构如下：①校园管理基础设施。智慧校园设备层，实现数据收集和感知。②校园数据云中心。包括机房、云操作系统和虚拟化平台，是数据汇集和平台管理的载体［1］。③智慧校园云平台。包括数据库、基础服务、统一认证平台和统一门户平台，实现数据存储和处理分析。④智慧综合应用。对上层用户提供应用服务，实现教育、管理、生活的智慧化。

3 基于信息技术的智慧校园具体建设要点与实现

3.1 二平台

3.1.1 应用支撑平台

整个应用支撑平台包含4 个部分，即智慧校园平台、统一门户平台、统一身份认证平台以及统一数据平台。其中，在智慧校园平台内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括校园公共服务、大数据存储、大数据资源管理、大数据挖掘分析、大数据交换、大数据可视化、工作流引擎、视频服务、地理信息系统（geographic information system，GIS）服务等。在统一门户平台内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括基于Web 的内容展现、点击登录、校内知识共享、应用集成、办事大厅、搜索引擎、内容权限控制、个性化定制、快速部署以及灵活的拓展能力。在统一身份认证平台内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括统一登录入口、统一用户管理、统一应用管理、统一权限管理、统一身份认证。在统一数据平台内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括数据模型管理、数据交换、数据共享、数据集成。

统一数据平台在应用支撑平台中占据着重要地位，为其他几种平台的运行以及功能发挥提供有力支持。在统一数据平台的实际运行期间，着重实现对学校现有系统的集成，促使数据深度融合以及互通成为现实；基于学校信息管理标准体系，结合对学校管理业务现实构成的考量，完成学校数据中心的搭建；实现对数据交换平台、共享用户管理以及数据服务平台的搭建与提供；为第三方应用系统的数据集成提供支持，促使信息交换与共享成为现实。

3.1.2 移动校园平台

在统一的信息标准与资源的支持下，完成具有安全性与可靠性且容易进行维护的综合管理平台的搭建，即移动校园平台，以此促使学校各项管理工作的移动信息化建设成为现实，也能够为用户（校内师生）提供更为快捷、简便的网络化信息服务。为确保移动校园平台能够顺利投入使用，需要配套完成移动支撑平台的构建，包含统一的移动应用入口、第三方移动应用的集成管理、轻量级应用的快速开发，实现对学校专属的移动应用商店的开设，以此面向学校完成移动应用的分发、升级、权限、统计等多维度深度移动应用管理平台的设置与提供［2］。

移动校园平台的总体架构可以划分为4 部分，包括校园微应用商店、大数据处理平台、数据源以及容器化管理部分。其中，校园微应用商店涵盖轻应用（课程表、查成绩、空教室、查工资、上网计费、一卡通等）以及大数据应用（学生画像、领导驾驶舱、校情大数据等）这两个主要单元；大数据处理平台涵盖数据服务（多维分析、机器学习、数据挖掘、数据共享、数据检索、数据可视化、可编程API）以及数据存储与计算这两个主要单元；数据源来自于微校园、教务系统、财务系统、科研系统、学工系统、人事系统、一卡通系统、图书馆、上网数据等；容器化管理部分能够实现集群管理、迁移管理、服务管理、主机管理、监控管理、用户管理、权限管理、版本管理、日志管理等功能。

整个移动校园平台包含4 个功能组成部分，即办事大厅、校园一码通、社交系统以及开放平台。其中，在办事大厅内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括成绩查询、空闲教室查询、课表查询、充值缴费、消费记录查询、掌上图书馆、工资查询等。对于学校管理者而言，结合对办事大厅功能的应用，能够迅速掌握学校与各个教师的科研情况、评教情况、上课情况，同时可以了解学校资产、进行在线办公或是流程审批。对于教职工而言，结合对办事大厅功能的应用，能够迅速获取到在线充值、资源申请、图书借阅、请假销假等服务，实时查询工资，也可以完成流程审批。对于学生而言，结合对办事大厅功能的应用，能够迅速完成在线充值、成绩查询、图书借阅、请假申请，也可以在线选课，或是完成线上的离校办理。

在校园一码通内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括服务账号注册、信息推送、服务订阅、应用集成等。校园一码通单元主要实现聚合支付以及统一结算，如图2 所示。聚合支付能够为校园卡余额支付提供支持，且同时支持微信、支付宝、银联等多种支付方式的使用，统一商户管理、统一清结算。实践中，来源于不同支付方式的款项，均通过一码通支付系统转移至学校公共账户内。除了提供一系列静态码支付服务外，还搭配引入了一码通支付终端设备这一新一代智能终端，面向用户（在校师生）提供刷卡付、扫码付、手机点餐、触屏点餐等智能化服务。

图2 校园一码通单元

在社交系统内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括实名认证、教学空间构建、学生问题咨询、即时消息通讯、新生交流沟通等。在开放平台内，主要设置的功能、可以面向用户提供的服务包括现有应用接入、创建性应用、开发者支持、应用独立运行等。

3.2 四智能

通过智能设备，实现校园生活的便捷化和智能化，包括校园考勤、消费、门禁等，让学生的校园生活更加轻松愉快。

3.2.1 智能教室

第一，人员考勤。结合对蓝牙功能的应用，完成对学生的考勤统计，迅速、精准识别所有进入教室的人员身份。

第二，智能教室控制。依托手机APP、平板、电脑、面板控制方式的应用，可以完成对教室状态的远程查看与控制［3］。同时，可以实现场景联动。具体而言，在上课前期，将灯光、投影、空调等提前转入开启状态；在下课10 min后，控制相应设备自动转入关闭状态。

第三，信息化教学。利用大数据、云计算等技术，为教师提供精准的教学资源和教学方案，为学生提供个性化的学习路径和智能辅导，让教学质量更上一层楼。

3.2.2 智能水电

第一，淋浴热水。对校内现有的淋浴热水供应系统实施智能化改造升级，投放智能控制设备，并在移动校园APP 内完成对淋浴子系统的集成。结合配套智能化管理系统与智能控制设备的应用，在校师生在获取淋浴热水期间，能够在移动校园APP 内实现智能一键预约、预付费，同时，能够进一步完成对淋浴位的智能分配。在此基础上，还可以实现实时扣费、据实扣费（水量或是时间）功能，在水压不足或是余额低值时，能够迅速发出预警信息。

第二，饮用热水。对校内现有的饮用热水供应系统实施智能化改造升级，投放智能控制设备，并在移动校园APP 内完成对饮用热水子系统的集成。结合配套智能化管理系统与智能控制设备的应用，在校师生在获取饮用热水期间，能够在移动校园APP 内通过扫码一键开启热水功能，实现预付费。在此基础上，还可以实现实时扣费、据实扣费（水量或是时间）功能，在水量低或是余额低值时，能够迅速发出预警信息。

第三，智能用电。对校内现有的用电供应系统实施智能化改造升级，投放智能控制设备，并在移动校园APP 内完成对用电子系统的集成。结合配套智能化管理系统与智能控制设备的应用，在校师生在获取供电服务期间，能够在移动校园APP 内实现预付费。在此基础上，还可以实现实时计量与扣费功能，在电量低时能够迅速发出预警信息，也能够自动完成无费关断。另外，智能用电的建设与实现，也可以促使学校监管增效，为负载管理、集中与定时开关断电、设备智能运维、窃电与用电异常监控、系统备份、瞬时功率显示以及数据实时采集、统计与分析等工作的智能化展开提供有力支持。

同时，为切实完成智能水电建设，引入了联网水电表系统。结合对联网水电表系统的应用，能够实现面向工作站实时上传消费数据；工作站会使用实时传输或者是定时传输的方式，向平台数据中心完成相应数据的上传，在平台软件的支持下，促使各个阶段地点的明细、统计类报表查询成为现实。另外，对于联网水电表系统而言，其也可以为设备的维护以及状态监控的实现提供有力支持，也支持用户在APP 端进行水电的自助购买。上述系统功能的实现对网络提出了更高要求，基于此，着重在区域内面向设备完成专用485 网络联网的构建；面向各个工作站，配置专用局域网，结合对具备固定IP 的数据中心服务器的应用实现基于联网加密协议的数据传输，以此确保实际传输数据的安全性与完整性。

3.2.3 智能门禁

第一，智能宿舍管理系统。实施人脸识别登记，投放人脸识别智能终端，对学生、辅导员、宿舍管理员等身份信息进行自动识别，杜绝陌生人进入，促使登记管理更加规范，为宿舍安全的更好保障提供支持。引入实时数据报表，通过宿舍人脸识别闸机出入管理，系统自动完成对人员出入情况的记录，包括人员信息、宿舍位置、具体出入时间、异常信息等［4－5］。同时，智能宿舍管理系统还可以迅速发出异常预警提示。通过人脸识别终端发现外来人员闯入后，迅速向宿舍管理人员发出预警提示信息；当发现存在夜不归宿、在宿舍内逗留时间较长等异常现象后，也能够向宿舍管理人员发送提示信息，避免出现管理方面的疏漏，推动宿舍安全管理水平的提升。

第二，智能图书馆出入管理系统。系统可以完成人脸识别身份核验，结合对人脸识别技术的应用，严格核验、区分校内人员以及非校内人员的真实身份，防止出现校园卡被盗用的管理漏洞。实施图书馆出入数据分析，可以自动对学生出入图书馆的情况进行记录，包括学生信息、出入频次、具体出入时间、停留时间、异常信息等。同时，智能图书馆出入管理系统还可以迅速发出异常预警提示，在利用人脸识别终端发现外来人员闯入后，迅速向图书馆管理人员发出预警提示信息，提升图书馆安全管理水平。

3.2.4 智能运维

综合利用大数据分析平台以及数据中心管理平台，完成数据实时分析、资源存储、数据建模、数据计算等操作，形成数据监测报告。同时，在发现数据异常后迅速向值班中心发出报警提示，迅速安排巡检技术人员进行抢修作业与故障处理；对整个抢修进度进行监测，并上报结果。

4 结语

综上所述，结合信息化技术的深入应用，完成应用支撑平台、移动校园平台的搭建与应用，并在此基础上加速推动教室管理、水电管理、门禁管理、设备运维管理的智能化建设，能够完成智慧校园的搭建，推动学校综合管理工作升级。