基于云计算的智慧校园服务系统的分析与设计

孙力　郭立

摘要：当前，随着云计算和移动互联网等新生代信息技术的发展，其对新型“智慧校园”教学管理产生了巨大的影响，对于“智慧校园”的研究已成为当前教育信息化领域关注的热点。而通过基于云计算的智慧校园支撑服务系统可以更好的将校园各种数据存储、数据计算、用户认证等集中控制和管理，提高校园服务的水平。为此，本文以基于云计算的智慧校园服务系统的分析与设计为题，在分析了云计算及智慧校园、建设智慧校园的意义之后，重点分析了基于云计算的智慧校园服务系统的设计，包括智慧校园支撑服务系统设计的原则、智慧校园服务系统的架构设计模型、智慧校园支撑服务系统的拓扑结构设计等，希望通过此次系统分析设计可以为类似的智慧校园服务系统建设提供一点帮助。

关键词：云计算;智慧校园;系统分析;设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）08-0142-03

0 引言

信息技术的快速发展促进了教育观念和教学方式的变革，按照相关的资料来看，在未来十年内，我国智慧校园安全管理应用将展现出职业特征强、业务覆盖全、模块功能多和为广大教师和学生提供“一站式服务”等方面的特性。同时，随着智慧校园系统的建设，将为校园在开展各种活动提供巨大的帮助，并且，将依托与软件应用相匹配的硬件资源，使得校园的软硬件资源能够相应发展，完成覆盖校务管理到智能学习各个方面的“数字校园”需求。此外，在校园管理服务中，采取云计算、物联网、移动互联网等信息技术可以时刻开展个性化教学、智能化教学管理和学习过程跟踪评价，从而最大化的避免传统校园管理服务中存在的各种问题，为校园教学、科研、管理和生活提供智能化、个性化、便捷化的信息服务。

1 云计算及智慧校园概述

1.1 智慧校园概述

智慧校园是利用当前的先进信息和通信技术，从校园的集成化、智能化入手，全面提高校园的教学和研究水平，继而全面提升学校管理的有效性和效率，最终实现教育服务社会的功能。近年来，随着智慧校园的提出，很多校园已经开始着手建立智慧校园服务系统来改变学生、教师和校园资源的交互方式，从而提高全面的管理运行效率。

1.2 云计算概述

云计算是一种基于网络的计算模型，该技术主要是通过集成网格计算、并行计算、分布式计算、虚拟化和负载均衡技术等，为计算机系统提供超强的计算和存储能力。在实践中，其通过各种集成能力和灵活的服务模式快速、轻松的在不同设备之间共享数据和应用程序。所以，基于云计算技术的智慧校园服务系统可以创新地将各种数据资源集成到资源池中，为智慧校园系统提供各种服务。

1.3 建设基于云计算的智慧校园系统的意义

当前，随着我国物联网技术的发展，其在教育领域的应用推动了“数字校园”向“智慧校园”方向的升级发展，使得云计算的智慧校园支撑服务系统将校园中的物体连接起来，实现了学校的可视化智慧管理，构建了富有智慧的教育教学环境，为师生提供了一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台。同时，在该智慧校园支撑服务系统中，其针对的人群主要是高校用户，不仅可以更好的满足师生工作、学习、生活的需要，还可以通过该系统吸引到更多的学生的参与，极大的避免现有校园网中各系统间各自为政和重复建設的问题。因此，在高校的智慧校园建设中，通过基于云计算的智慧校园支撑服务系统可以更好的将校园各种数据存储、数据计算、用户认证等集中控制和管理，统一为上层应用服务，进而将该类系统推广到家庭、公司和全社会。

2 基于云计算的智慧校园服务系统的设计

2.1 智慧校园支撑服务系统的功能需求

无论是何种系统的设计，做好系统的需求分析是系统设计的前提与基础，而功能性需求是系统设计中每个系统的重点所在，通过对系统的功能分析，可以明确系统设计的目标。而对于基于云计算的智慧校园服务系统而言，其主要是解决校园管理中存在的各种资源的整合不到位，缺乏规模优势。同时，还有很多系统存在的建网质量低、网路不畅、带宽不足、访问性能差、等待时间长等问题，通过该智慧校园支撑服务系统来更好的提高整个校园服务系统的工作效率，根据系统的需求分析来看，该系统功能主要包括：课程及设备管理模块、一卡通管理模块、数据存储与计算、统一身份认证、Web服务统一访问等。

2.2 智慧校园支撑服务系统设计的原则

基于云计算的智慧校园支撑服务系统设计必须要按照相关的原则来进行，在具体的智慧校园系统的网络设计中，应该立足现有系统硬件和软件的情况，完成支撑智慧校园运行的基础网络系统整体方案设计及关键设备、软件的选型工作。按照以下几点原则展开：

第一，采用统一标准，严格按照资源共享原则。在系统的建设中，应该立足校园所在的具体情况，比如，现有校园中是否建立了相关信息系统，系统本身是否具有资源的共享等，之后，在该服务系统建设中充分利用网络基础，充分整合各种信息资源，以此来促进校园服务系统的互联互通、信息共享。

第二，必须要坚持开放性。由于云计算的智慧校园支撑服务系统的设计是要融合进各种校园的信息系统，因此，在开发中，必须要对现有应用系统的开发平台、数据库和运行环境进行统一考虑，包括系统的架构及后续的接口标准等。同时，在云计算的智慧校园支撑服务系统设计完成之后，随着时间的推移，智慧校园网络的资源会逐渐的增多，如果对各项应用缺乏有效管理，那么不仅技术升级存在风险，而且维护也会相当困难，所以，在系统设计前期，必须要考虑未来系统需求的变化和扩展性。

第三，坚持整个信息数据的共享。原有系统缺乏统一的数据标准，各部门业务系统相对独立，系统之间数据难以共享，给各部门的业务处理带来困难。而在信息化高度发展的今天，需要建立数据共享机制及规范，实现校园数据的共建共享，协同发展与各业务部门的工作流程再造。

2.3 智慧校园服务系统的架构设计模型

當前，随着数字智慧校园的发展和建设速度的加快，智慧校园已经成为了现代校园建设中的重要方向。通过基于云计算的智慧校园服务系统不仅可以更好的带给学生和教师优质的智慧服务，同时，也可以帮助学校提高生活、教务管理和学生管理能力，并且，避免了在传统系统建设中，存在的系统标准和规范不统一及相关设施和设备不能通用的问题。因此，在基于云计算的智慧校园服务系统的架构设计中，必须要紧紧的结合系统的需求和设计原则设计整个智慧校园服务系统的架构模型。根据分析，基于云计算的智慧校园服务系统的架构主要分为软件应用层、平台支撑层、基础设施层三个层次，具体的云计算的智慧校园支撑服务系统的架构设计，见图1。

通过上述基于云计算的智慧校园服务系统的架构设计，则可以突破传统系统设计中将物理基础设施和IT基础设施割裂开的惯性思维，从而通过这样的设计方式将各种信息资源进行了全面的整合与集成，比如，在对于校园服务系统的网络融合、信息或数据的集成等。此外，通过这种方式的架构设计，让整个云计算智慧校园服务系统融合进了校园数据信息集成平台、网络融合服务平台、以及标准信息体系和安全维护体系等。

2.4 智慧校园支撑服务系统的拓扑结构设计

根据上述分析的云计算的智慧校园支撑服务系统模型来看，系统设计的支撑服务在采用云计算的架构后，系统中各种不同的硬件将在设计中由云计算将基础设施资源进行虚拟化后提供，同时，基于整个智慧校园支撑服务系统数据安全的考虑，在此次设计中主要是采用私有云的方式，部署在校园内部网络中，提供校外访问的方式。云计算的智慧校园支撑服务系统的拓扑结构见图2所示。

在该云计算的智慧校园支撑服务系统的拓扑设计中，主要是使用通用计算机组建小型的Hadoop集群来搭建云计算环境，由于Hadoop需要部署在Linux系统之上，在系统开发过程中选择UbuntuLinux12.04，具体的语言选择为Java运行环境jre选择1.6版本。同时，在云计算的智慧校园支撑服务系统的设计实现中，应该参照当前教育部最新信息化建设标准，在此基础上结合校园教育管理的实际要求，并随项目建设需要将分阶段在该体系框架的基础上进行补充和完善。

3 结语

在21世纪，随着信息技术的不断发展，教育领域进行信息化改革发展也是顺应时代发展的要求，而基于云计算技术的智慧校园服务系统则是当前校园信息化建设中重要的组成部分。为此，在分析了云计算及智慧校园、建设智慧校园的意义之后，重点分析了基于云计算的智慧校园服务系统的设计，包括智慧校园支撑服务系统设计的原则、智慧校园服务系统的架构设计模型、智慧校园支撑服务系统的拓扑结构设计等，从更深层次了解和分析了新时代背景下云计算的智慧校园服务系统的实施的相关环节。当然，尽管做了基本的研究，但随着新理念、新技术的不断涌现，必将会有更多的新技术、新方法提供先进的智慧校园网解决方案，为提高校园的管理教学发挥重要的作用。

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Analysis and Design of Smart Campus Service System Based on Cloud Computing

SUN Li1，GUO Li2

（1.Longqiao College of Lanzhou University of Finance And Economics， Lanzhou Gansu  730101;

2.Lanzhou Modern Vocational College， Lanzhou Gansu  730050）

Abstract：At present， with the development of new generation information technology such as cloud computing and mobile internet， it has had a huge impact on the new “smart campus” teaching management. The research on “smart campus” has become the focus of current education informationization. Hot spot. The smart campus support service system based on cloud computing can better control and manage various data storage， data calculation and user authentication on campus， and improve the level of campus services. To this end， this paper focuses on the analysis and design of cloud-based smart campus service system. After analyzing the meaning of cloud computing and smart campus and building a smart campus， this paper focuses on the design of cloud-based smart campus service system. Including the principles of smart campus support service system design， the architecture design model of smart campus service system， and the topology design of smart campus support service system， I hope that this system analysis design can provide some help for similar smart campus service system fitness.

Key words：cloud computing; smart campus; system analysis; design