互联网+时代高校智慧校园建设的思考

◆伍辉　李珈

互联网+时代高校智慧校园建设的思考

◆伍辉李珈

“互联网+”时代的新一代信息技术为智慧校园建设提供了技术支持。分析智慧校园的发展和研究现状，借鉴软件定义网络（SDN）的体系结构，提出一个简洁通用的智慧校园架构。关键词 智慧校园；移动通信；大数据；SDN

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.16.049

1　前言

近年来，教育成为“互联网+”时代的一大热点，教育信息化的硬件基础、教育应用软件、创新的教育课堂等，无不得到信息产业相关企业的投入，如英特尔未来教育项目、谷歌在线教育项目Oppia、Harcourt出版社数字教材、MOOC等，这些创新的项目推动了全球教育信息化的快速发展。根据信息技术研究和顾问公司Gartner发布的《新兴市场分析：2015 年—2016年中国十大技术趋势》，当前最新的十大战略技术包括移动应用、云技术、物联网、大数据等［1］。利用互联网技术打造高效、便捷、舒适、智能的智慧校园，可以大为增强高校的教育质量、管理水平、服务能力和竞争力。

2　智慧校园的发展和研究现状

从20世纪90年代末开始，我国兴起数字校园研究和建设，很多高校开展了校园网基础设施建设以及办公自动化、业务员管理系统的开发，对数字校园的架构、建设策略、应用系统有了大量的研究。但是在实施过程中，存在系统复杂、维护困难，信息不能有效共享，协同工作能力薄弱，缺乏为用户提供个性化服务的能力等问题。

2008年，IBM公司提出智慧地球（Smart Planet）的概念，采用物联网、移动通信、大数据等新一代信息技术，汇聚大量的数据进行挖掘与分析，促进世界信息的互联互通，为生产、管理、教育等不同领域提供“智慧”。智慧校园是智慧地球的一个有机部分，是数字校园发展的一个新阶段［2］，也是数字校园发展的必然趋势［3］。浙江大学在2010年就提出“智慧校园”（Smart Campus）建设计划［4］，南阳师范学院的王燕提出智慧校园的五层式总体架构模型［5］，清华大学的蒋东兴借鉴美国高校CIO体系建设经验，设计了一套适合我国高校智慧校园建设的CIO体系［6］，智慧校园的规划、建设、管理等方面的研究方兴未艾。

3　智慧校园的结构

传统数字校园存在的问题根结在于：校园网ICT基础设施层与上层的业务之间割裂、分离，业务和数据的管理分散、网络配置复杂度高。本文提出可采用软件定义网络（Software Defined Network，SDN）的思路解决上述问题。软件定义网络将网络硬件的控制和数据分离，实现网络设备的集中式软件管理、可编程化［7］。借鉴SDN的体系结构，本文提出一种简洁的通用架构模型，分为三个层面，不同层面之间采用开放的统一接口进行交互，如图1所示。

图1　智慧校园架构模型

基础设施层该层的任务就是单纯的网络、通信、传感器等基础设备，实现与上层的安全通信。该层包括FTTx、4G、Wi-Fi等通信网络设备，用于为架构中上层提供高速、泛在的网络条件，覆盖整个校园；还包括传感器、射频识别（RFID）、全球定位系统、图像视频采集设施等，用于感知采集校园中人、物、环境等各种信息，这些信息可通过网络集中到云服务层进行计算。

云服务层云服务层虚拟整个网络为资源池，汇聚融合所有信息数据，并进行控制、分析处理。该层是智慧校园的核心层。云服务层能通过网络收集和存储了以往数字校园中分散的教务和教学数据、学生数据、学术数据、教育共享资源，并对海量的大数据进行分析、计算和挖掘。大数据必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术［8］。

当前常见的云服务有公共云（Public Cloud）与私有云（Private Cloud）两种［9］。私有云的安全性和私密性更好，但是投资更高，而且需要在高校内架设独立的数据中心，也需要配备专业的技术团队来运维。高校一般不具备足够的技术和人力来架设私有云，建议采用大型IT企业的公共云服务。如安徽邮电职业技术学院是在中国电信云平台上组建的智慧校园云［10］。

协同工作层该层在云数据层的基础上实现丰富多彩的创新业务，是智慧校园发挥作用的关键。协同工作层可以通过对校园中人员、物体的大数据进行数据挖掘，为学校建设、人才培养等管理决策提供支持；基于大数据分析学生的兴趣、能力，实现教育资源个性化推送和互动学习；提供统一便捷的校园生活服务；等等。协同工作层的终端设备支持智能手机、平板电脑、计算机、可穿戴设备等；可为用户提供跨设备跨平台多人协同工作的服务。

4　总结与展望

智慧校园的建设是长期、持续、逐步演进的过程，建设中会面临一系列的挑战，比如：各类各级系统的兼容性困难，网络教学创新、管理优化难度较高，网络隐私和安全问题。随着技术的进步和发展，智慧校园建设经验的增多，通过分析与优化智慧校园建设的典型模式，以及对智慧校园建设应用的效益评估与跟踪分析，高校应与企业协力合作，破解智慧校园建设中的技术瓶颈，加速推进校园与互联网+的融合，推动学校信息化建设早日实现高效化和智能化。

［1］Gartner Inc.新兴市场分析：2015年—2016年中国十大技术趋势［EB/OL］.［2015-08-28］.https：//www.gartner.com/ doc/3120918.

［2］吴旻瑜，刘欢，任友群.“互联网+互校园：高校智慧校园建设的新阶段［J］.远程教育杂志，2015（4）：8-13.

［3］黄荣怀，张进宝，胡永斌，等.智慧校园：数字校园发展的必然趋势［J］.开放教育研究，2012，18（4）：12-17.

［4］吴颖骏.浙江大学：基于“云”的智慧校园［J］.中国教育网络，2010（11）：25-26.

［5］王燕.智慧校园建设总体架构模型及典型应用分析［J］.中国电化教育，2014（9）：88-92.

［6］蒋东兴，刘臻，沈富可，等.高校智慧校园建设呼唤CIO体系［J］.中国教育信息化·高教职教，2016（7）：1-5.

［7］张朝昆，崔勇唐，翯祎，等.软件定义网络（SDN）研究进展［J］.软件学报，2015，26（1）：62-81.

［8］迈尔-舍恩伯格，库克耶.大数据时代：生活、工作与思维的大变革［M］.杭州：浙江人民出版社出版，2013.

［9］2014年云计算产业大事件回顾［EB/OL］.http：//www. caigou2003.com/special/lxyunjspdian/.

［10］金京犬，唐敏.基于云服务的智慧校园设计方案［J］.物联网技术，2014（4）：84-87.

Thinking on Construction of Smart Campus in Colleges and Universities in Era of Internet+

//WU Hui， LI Jia

In the present era of Internet+， a new generation of information technology provides technical support for smart campus construction. This paper analyzes the development and research status of smart campus. Reference to software-defi ned network （SDN） archi tecture， we proposed a simple common architecture of smart campus.

smart campus； mobile internet； big data； SDN

TP393.18

B

1671-489X（2016）16-0049-02

作者：伍辉，湖北广播电视大学专职教师、工程师，研究方向为光通信技术；李珈，湖北广播电视大学专职教师、讲师，研究方向为电子信息处理（430074）。