智慧校园概述

智慧校园概述李宁（学号：1102100120；学院：航天学院)摘要：提出了智慧校园的概念与设计方法。简要介绍了智慧校园的发展现状。系统介绍了一卡通系统及其网络基础。系统介绍了基于云计算的物联网系统及其网络结构。关键词：智慧校园；一卡通；云计算；物联网一引言高校智慧校园发展背景随着高校信息化建设的不断推进，信息服务在学校教学，科研与管理中的作用越来越大。由于IT治理的重要性和迫切性各个学校已经或正在开始建设基于部门的应用系统，基本解决了面向业务主题的管理。但在高校信息化建设中，仍然存在着一些共性的不足，如网络基础设施的的接入手段单一，安全保障体系尚不完善；数字资源建设的投入较少，整体应用水平还有待提高；特别是不同部门之间的信息共享与交流自动化程度低，缺乏统一的信息编码标准；信息化保障机制还不够健全。学校的教学资源信息主要来源于三类：基于人的数据，基于流程管理的数据，面向设施环境的数据。现有的信息管理系统在一定程度上解决了这些数据的采集，但仍然无法满足全方位实施教育信息化及提供智能的综合信息服务的要求。这就要求了基于先进技术的系统的智慧校园管理系统的出现。二基于网络互连技术的一卡通系统1校园一卡通与数字化校园建设随着计算机技术和网络技术的迅速发展，科学正进入信息时代，信息技术本身正对教育的改革产生深远的影响。现代化的学校少不了现代化的教学设施、设备的武装。建设校园一卡通，为学校的教师、学生和教学管理人员提供具有开放性、灵活性、面向学校应用服务的管理平台，是教学管理科学化的必要前提和基本途径，所以，校园一卡通的建设势在必行。校园一卡通是数字化校园的基础工程，它为数字化校园提供全面的数据采集网络，结合学校的管理信息系统和校园网络在教学，科研，生活方面的各种应用系统，星池全校范围的数字空间和共享环境。2校园卡应用现状经过一段时间的普及，广大校务管理者，后勤工作者以及师生已经认识到一卡通的优越性。但目前的的校园一卡通仅食堂限于简单的产品拼凑，系统存在不联通，通讯不及时，不安全，不精确等问题。（1）食堂，洗浴，上机，超市等消费领域等全面实现以卡代币的需求；（2）教师，学生的工作证，学生证图书证医疗证繁多，以卡代证的需求加大；（3）各种MIS，OA系统中用于师生身份识别的应用很多，系统之间互不联通的弊端日益突出。3总体方案3.1建设原则：先进性与实用性；系统与软件的可靠性；易管理与维护；易扩充性。3.2建设目标：（1）在校园网上建成“校园一卡通系统”的数据平台，卡片平台，财务结算平台，校园卡应用的商务管理、银行转账、身份识别管理的各子系统都建立在该平台下，以后随学校规模的扩大和卡片功能的增加只需随时增加子系统，不需再对平台进行扩充。（2）数字化校园建设中的其他MIS系统、0A系统，可以通过平台预留的扩展接口实现与“校园卡系统”的数据共享。（3）持卡人的基本信息资料和电子钱包都作为统一的公用数据在全网上实时共享，做到一人一卡，一人一户，所有数据的变更都有做到全网立即生效。（3）在学校各校区内，凡涉及到现金使用的任何一个消费网点，校园卡的电子钱包都能通用，所有商户单位不论其性质与规模都可以授权代理收款、结算、商户资金可以实时到账。如：食堂、超市、餐饮、小卖部、浴室、洗衣、校内大巴等。4总体结构一体化、两级体系、三层结构”的原则。“一体化”是指将计费、结算、帐务处理、帐务管理、客户服务及业务管理等数据资源进行统筹的规划和考虑，作为一个有机整体，以数据中心的形式集中管理，使系统形成集中的、综合的、信息资源共享的支撑系统。“两级体系”是指系统须采用校园卡结算管理中心和管理分中心两级体系。而“三层结构”是指“校园一卡通”系统在逻辑上按“数据核心层、业务逻辑层和接入层”三层结构考虑。“校园一卡通”系统明确了两级、三层的体系结构，突出了系统的三个特征、两个能力。三个特征：个性化、金融化和信息化；两个能力：系统实时性和对新业务支持能力。系统具体能力：（1）卡片：MIFAREone，具有16个活动扇区，至少可以提供8个电子钱包并具有白维护功能，如某一扇区损坏，数据将自动转移，不会导致整张卡片报废。（2）网络主干：“一卡通”专用网或建于校园网(VLAN)。（3）网络接口：专用网与校园网可通过防火墙对接；与终端设备可通过协议转换器对接。（4）数据库平台：0racle8i，系统平台：uNIx／windows，接口：提供“一卡通”公用数据库接口，便于扩展；提供数据导入、导出专用软件包。（5）应用软件结构：三层，组件式可执行模块；（6）系统平台：windowsXP；（7）终端设备：板块化、嵌入式程序结构；具有注册与授权合法性认证功能。5卡片技术指标5.1卡片类型：校园卡（个人化制作）；临时卡（通用化制作）5.2网络系统结构设计5.2.1主干网:建立一卡通系统专业快速以太网络或基于校园网VLAN(1)硬件平台：交换机10M/100M(2)通信协议：TCP/IP5.2.2终端设备子网：工控总线网络（1）硬件平台：数据通信服务器（2）通信协议：RS4856管理应用子系统（1）收费管理子系统（2）门禁管理子系统（3）机房管理子系统（4）图书管理子系统（5）学籍管理子系统（6）教务管理子系统（7）医疗管理子系统（8）车棚管理子系统三基于云计算和物联网的智能管理系统1概述物联网主要解决物件到物件（thingtothing，H2T），人到物件（humantothing，H2T），人到人之间的互联（humantohuman，H2H）。物联网与传统互联网不同的是H2T是指人利用通用装置与物件之间的连接，H2H是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连。随着物联网技术的研究与应用，利用物联网可以解决传统意义上互联网没有考虑的与物件互接的问题。新一代信息技术的发展为智慧地球的实现创造了可能，它能够更透彻的感知和度量，更全面的互联互通，更深入的智能化HJ。显然，物联网技术为实施智慧校园的建设提供了技术支撑平台。通过智慧校园，我们可以转变个人与组织机构，自然系统和人造系统的交互方式，使其更加智慧，即更加清晰、效率更高、响应更灵活更及时，这将为高校的发展带来新的机会。云计算平台是支撑智慧校冈的第二大平台。云计算服务平台使量化、科学的决策成为nr能。，作为一种信息服务模式，云计算可以把大量的高度虚拟化的计算和存储资源管理起来，组成一个大的资源池，用来统一提供服务。2物联网支撑环境为了达到能够在任何时间、任何地点和任何人、任何物进行通信的要求，网络是一个重要的前提条件。有线与无线结合的校园网络覆盖是一种十分有效的网络架构，提供固定或移动的应用环境，支持有线或无线的接入方式，网络结构灵活且扩展性好。本校园在校园有线网络的基础架构之上，部署了无线网络，实现了教学、办公、宿舍和公共场所的无线全覆盖。本校的用无线拓扑结构（如图一）采用了IEEE802.11a/b/g技术作为构建校园无线网络的标准；体系结构采用了瘦AP的方式，全网采用集中认证，统一计费，流量控制的管理方式；在教学和办公区域采用室内型AP提供无线网络接入，并直接在校园局域网上传输；采用室外型AP对室外场所的覆盖，采用室外型无线网桥实现对校园分散楼宇之间的无线网络连接；无线Mesh架构p1由包括一组呈网状分布的无线AP构成，AP均采用点对点方式通过无线中继链路互联，学生宿舍区采用无线Mesh架构将传统WLAN中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”。从而实现有线与无线的双接入、移动的应用与服务、虚拟环境与现实环境的融合、校内校外的全面感知与交流的综合信息服务基础环境，特别是解决支撑T2T、H2T的问题。3技术方法（1）编制信息规范与标准。信息化标准是智慧校园建设的基础内容，用以支撑教育资源共享，保证各种系统之间进行信息交换和互操作能力。智慧校园中由于编码对象复杂，单一的一个编码方法无法支持整个智慧校园的运行。因此，必须建立一套行之有效的编码标准体系，研究针对不同应用的最为科学的编码方案。智慧校园标准化工作主要包含：基于国标、部标，形成全校的编码标准和各种编码策略的互联互通，实现统一的编码解析机制；确定权威数据来源，分析并制定全校的数据交换策略规则，形成应用系统规范；基于对学校管理和服务流程的分析和梳理，确定信息化的作业流程，形成业务流程规范；配套管理工具为完善管理能力提供支撑，为高校信息标准的建设提供管理保障。（2）建设统一的基础设施支撑平台。智慧校园需要解决T2T、H2T和H2H之间的相互通讯与信息交互，无线的末端接入手段是必要条件。建立有线无线双覆盖的网络环境，是实现泛在的感知信息接入和多源信息互联的前提，也是智慧校园的重要基础设施。（3）建设共享数据库平台，建设统一身份认证平台和建设综合信息服务平台。建立安全高效、统一共享的数据中心；规范信息从采集、处理、交换到综合利用的全过程，逐渐形成有效的信息化管理的运行机制，为学校领导和有关部门信息利用、分析决策提供支持。统一身份认证平台通过提供统一的授权机制与方便安全的口令认证方法，让用户使用单一用户名和口令就可以使用校园网络上所有授权使用的信息服务，实现网络单点登录或手机认证登录的方式。信息门户是将校内分散、异构的应用和信息资源进行聚合，实现各种应用系统的无缝接人和集成，提供一个支持信息访问、传递、以及协作的集成化环境，实现个性化业务应用的高效开发、集成、部署与管理。向用户展现智慧校园的服务信息，有效地整合各类应用之间的缝隙，使用户获取相互关联的数据，进行相互关联的事务处理。（4）建设基于多网融合的新型网络监控与管理系统。现有的校园网络环境是多样化的，各个网络提供专业化的服务，面向专门的用户群体，服务环境是分割的。从面向服务的角度出发，通过建立网络提供专业化的服务，面向专门的用户群体，服务环境是分割的。从面向服务的角度出发，通过建立网络融合平台，在应用层面上融合服务，实现异构信息资源的高度共享与统一监控与管理。(5)建设IC卡与手机融合的综合校园卡应用系统，运用一卡通和智能SIM卡技术将各个系统应用与移动终端及校园IC卡结合起来，实现身份标识、身份认证与消费等功能为一体的智慧校园卡服务扩展平台，实现手机终端以及校园信息服务系统的融合，以手机作为独立服务终端请求服务或受用服务，支持泛在的感知与泛在的服务机制。校园卡授权用户可以“一键式”的方式完成身份识别和认证，申请和获得智慧校园的融合服务。