智慧校园：互联网+与大数据时代下校园发展的必然趋势

目录一、智慧校园二、建设背景（一）校园信息化发展（二）国家信息化发展规划（三）我省高校信息化发展现状三、建设理念（一）系统体系组成与结构（二）整体规划（三）建设目标四、开发技术（一）大数据分析与云计算技术（二）近距离无线通讯（NFC）技术（三）射频识别（RFID）技术（四）指纹识别技术（五）视频监控技术五、主要建设内容（一）管理理念的转变（二）加强各类基础设施系统建设1、软件设施（1）学工系统（2）APP2、硬件设施（1）校园门禁管理系统（2）交互式液晶触摸-粉笔板擦黑板（3）教学楼自动节能型照明及风扇控制系统六、综合分析（一）智慧校园的优势与不足（二）传统校园与智慧校园对比分析七、建设展望（一）智慧校园的优化（二）智慧校园的影响智慧校园：互联网+与大数据时代下校园发展的必然趋势摘要：随着互联网+与大数据时代的到来，人们的生活日益便捷，我国传统教育教学方式已无法满足师生们的需求。本文是基于我国高校当前现状，对高校智慧校园的建设加以简单探索，初步构想高校智慧校园的雏形。关键词：高校智慧校园雏形一、智慧校园所谓“智慧校园”指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。2010年，在信息化“十二五”规划中，浙江大学提出建设一个“令人激动”的“智慧校园”。这幅蓝图描绘的是：无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。简而言之，“要做一个安全、稳定、环保、节能的校园。但该设计方案的事实会面临一系列的挑战，比如，各类各级系统的兼容性不强，优质的原创和创新性资源匮乏，网络教学创新、优化调整的难度较高等，也就是说学校原有的架构是智慧校园建设和发展的瓶颈。当然，随着社会的发展，科技的进步，智慧校园的建设也在不断发展和进步，后续的研究将更多地关注对智慧校园建设的典型模式分析与优化，对智慧校园的典型应用模式进行跟踪分析，以及对智慧校园建设应用的效益评估与优化等。二、建设背景（一）校园信息化发展随着信息化时代的来临，人们越来越依赖于网络，手机、电脑成为学习与办公的必需品，信息化使人们的生活越来越便捷，同时人们对生活水平的要求也越来越高。就我国高校而言，传统的学习与生活模式已无法满足学生们的需求，他们要求更便捷的学习与生活方式。这些因素，也促进着校园信息化的建设，而一旦信息化校园建设完善，我国高校也将迎来新的时代，即“智慧校园”时代。2005年5月至2005年6月，中国计算机报社和福建、安徽、河南、山东、江苏省的一线用户进行了深入交流，回收了800多份调查问卷，中国教育网络根据调查结果对中国教育信息化当时的状况进行了深入分析。根据中国教育网络2005年12月份的报道表明，各地区一半左右的单位表示自己的校园信息化建设处于起步阶段，同时有部分单位表示信息化建设即将起步，这表明自2005年起，中国的校园信息化建设已经开始起步，各高校已经意识到校园信息化发展的重要性与必然性。近几年来，随着网络技术的不断进步，我国校园信息化发展也迎来了黄金时代，2010年，浙江大学提出基于“云”的智慧校园建设蓝图，得到了社会各界的一致好评。各高校的信息化发展近年来也取得了一些成果，但就目前我国高校校园信息化发展状况而言，我们离理想中的“智慧校园”还有很大的差距。根据研究表明，早在上世纪60年代，美国中田纳西州立大学的校园信息化建设已经起步，1993年时任美国副总统的戈尔宣布实施“信息高速公路”计划后，中田纳西州立大学乃至整个美国的校园信息化建设都开始飞速发展，美国校园信息化建设的成果，同时也推动着美国教育的迅猛发展，这也是美国成为世界教育强国的重要原因之一。因此，在未来十年左右，校园信息化建设程度将成为衡量一个国家教育水平的重要根据之一，所以我国校园信息化建设已经迫在眉睫。（二）国家信息化发展规划我国“十二五”教育规划中提到：“信息化对教育的发展有使命性的作用”。尽管我国信息化建设步伐在不断加快，但针对高校信息化建设仍存在认识不够到位、指导和规划不够统一等问题，这也导致当前我国大多数高校正处于并将长期处于传统校园阶段。2015年3月5日上午，国务院总理李克强在今年的政府工作报告中提出，政府将制定“互联网+”行动，“互联网+”第一次纳入国家经济的顶层设计，对于整个互联网行业，乃至中国经济社会的创新发展意义重大。政府工作报告中还提到“发展智慧城市”和“促进工业化和信息化深度融合”等有关信息化发展的内容。为了在新的时代里能响应国家“互联网+”、“智慧城市”和“信息化建设”等有关信息化发展的号召，同时更有效的提高我国高校校园信息化建设步伐，我们应初步制定一套智慧校园建设方案，并以此探讨方案的可行性并加以分析方案的效果和影响。（三）我省高校信息化发展现状就我省高校而言，现阶段已经开始重视校园信息化建设，一卡通、学工系统、校园网便是很好的体现，但这些依然无法满足我省师生们的需求，同时离“智慧校园”更是相差甚远。简单举例，学校现阶段课堂考勤依然需要老师点名，这不仅加大了老师的工作量，也在一定程度上浪费了老师与学生的时间。还有便是由于老师很难有精力每晚去学生宿舍查寝，故留宿考勤方面也存在一些问题，如学生夜不归宿的现象老师无法及时了解。同时现在学校的活动与工作通知依旧采用从上至下的信息通知，而有时信息无法及时传递给学生。这些问题都在一定程度上影响着我校师生们的日常生活。我们团队提出的基于“NFC、RFID、指纹识别”的智慧校园建设方案就是立足于我省高校信息化发展现状的基础上进行构想与设计的，方案一旦实施完善，我省高校可正式进入校园信息化时代，同学们可真正实现“优质学习，健康生活”。三、建设理念（一）系统体系组成与结构公共数据平台、网站群、一卡通平台、移动APP平台、校园网络平台（二）整体规划紧紧抓住国家加快教育信息基础设施建设、加强优质教育资源开发与应用、构建国家教育管理信息系统的机遇，依据学校实际与长远需求，研究制定我省高校智慧校园建设规划，以“NFC、RFID、指纹识别”技术为核心，以物联化、集成化、智能化为主要技术路线，以服务创新为导向，将智慧导入校园各个系统、过程和基础设施中，将信息化深植于教学、科研、管理和生活的各个方面，搭建统一的基础平台，专注于学校各项基础设施的建设，通过平台的资源友好性，兼容性和扩建性，不断推动智慧校园的持续建设。（三）建设目标通过智慧校园的建设，为学校师生提供人与人、人与校园、人与物、物与物的和谐共处、节约高效的泛在网络和管理智慧。把学校里分散的、各自为政的信息化系统和资源整合为一个具有高度感知能力、协同能力和服务能力的有机整体，对学校的科教运作、校园管理和公众服务提供强有力的智能支撑。四、开发技术随着我国科技水平不断的进步，大数据分析与云计算技术、射频识别技术、二维条形码技术、视频监控技术和3G技术在人们日常生活中起着越来越重要的作用。在移动互联网时代的背景下，建立一套智能、集中、互联、共享的智慧校园已成为高校管理者关注的重点。从寝室到宿舍楼、食堂、图书馆、教室，再到办公室、会议室、校车、校门，从日常生活到学习活动再到教学工作、管理工作，通过高新技术将它们整合并连接，从而实现传统校园到智慧校园的转型。（一）大数据分析与云计算技术随着云计算技术不断的发展，高校应紧跟时代潮流，建设和完善一套金字塔式的信息存储、查询、修改、共享的网络平台，同时随着大数据分析与云计算技术的成熟，高校可以实现基于大数据下的信息互联和互感。（二）近距离无线通讯（NFC）技术随着NFC技术的不断成熟和国家大力发展物联网科技的趋势不断加大，高校的网络建设不断的完善并形成了校园网络平台，通过校园物联网平台系统可以实现门禁、食堂、水房刷卡、图书借阅等一系列功能。（三）射频识别（RFID）技术随着RFID技术的不断深入，通过校园物联网平台系统可以实现身份鉴定、轨迹追踪等一系列功能。（四）指纹识别技术随着指纹识别技术的不断深入，通过校园物联网平台系统可以实现门禁、身份鉴定、考勤管理、支付等一系列功能。（五）视频监控技术视频监控是一种防范能力较强的综合系统，以直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合，是安全防范系统的重要组成部分。随着科技飞速发展，视频监控技术也有了很大进步，高校应建立一套完整的视频监控系统，通过视频监控技术，进行人员实时定位与轨迹跟踪、流量统计与预警、校园安全监管等。五、主要建设内容（一）管理理念的转变智慧校园正在逐渐改变着校园传统的教学、学习、生活、管理和服务模式，特别是云计算技术创新与研发，智慧校园必定会进一步加快产品模式向服务模式、被动服务向主动服务转型，帮助用户真正享受到智能校园所带来的便捷与高效。智慧校园不仅可以为其用户快速提供教学、科研或服务信息，而且能够通过快捷及时的信息采集机制积累原始数据，并为改进业务流程提供有效的分析与数据支撑，分析用户需求与特点，进一步优化、协调相应的资源与服务，以推进高校管理机制的优化与创新。（二）加强各类基础设施系统建设1、软件设施（1）学工系统随着我国高校办公自动化水平的不断提高，校园网建设的不断普及，相关信息数据的不断完善，高校目前现有的信息服务系统已经无法适应信息化时代及满足师生员工的需要。为了改变这种现状，提高高校办公和信息使用效率，进一步发挥交互式系统的作用，亟需建设一套学工系统，以解决现状。新兴的校园学工系统主要包括收录、发布、查询、反馈四大结构。（2）APP2、硬件设施（1）校园门禁管理系统1.1校园门禁管理系统的概述与使用场合校园门禁管理系统采用NFC、RFID和指纹识别等技术，具有身份识别、权限分配、信息记录、警报触发等功能。设置在学校大门、党政领导办公楼、学生寝室楼、教学楼、实验楼、食堂、图书馆、党政领导办公室、学生寝室等需要采取安全保障、出入授权等措施的场合。1.2校园门禁管理系统的组成与工作原理1.2.1组成管理微机和管理软件、数据库、热释电红外线传感器、多组NFC信号传感器、指纹识别器、磁力锁、报警器、线路。辅助设备：摄像机。1.2.2工作原理通过校园门禁上的热释电红外线传感器判断是否有人员进出，同时信号传感器接收NFC、感应卡的信号或由指纹识别器接收指纹信息，通过管理软件调用数据库信息进行信息匹配实现身份识别、信息记录与报警功能。合法人员通过时，校园门禁管理系统没有任何异常发生，磁力锁打开，人员正常通过，当非法人员想要通过，无法正常识别时，系统报警，并通过摄像机进行抓拍，实时的显示在管理员办公室的管理微机上。1.3校园门禁系统的身份识别模式可分为NFC信号式、指纹识别式、刷卡式、人工识别式几种识别模式。1.4校园门禁管理系统具体建设方案与体现（以学生寝室为例）学生寝室以房间为单位安装门禁，当相关人员试图打开房门，门禁管理系统通过对NFC信号匹配，进行身份认证，从而判断是否执行开门操作。操作简易流程图如下：图六注：1、匹配失败是指识别到的NFC等信号信息不存在数据库中或与数据库内数据存在差异；2、未进行房屋信息登记的人员不给予磁力锁门禁NFC、指纹信号识别授权数据。3、房间主人通过移动终端接收到警报后可选择自行取消警报或请求保卫处核查。1.5新型校园门禁管理系统与传统校园门禁优缺点表1新型校园门禁管理系统与传统校园门禁优缺点对比表校园门禁管理系统传统门禁优点安全性极高，对在校人员、校园及私人财产带来安全保障，同时具有较多实用可行的延伸功能，方便了在校人员的学习生活成本很低缺点制作成本较高，需要定期维护系统安全性较低，对在校人员、校园及私人财产具有安全隐患，同时无其他功能1.6校园门禁管理系统的延伸功能1.6.1考勤通过门禁系统的身份识别、信息记录功能建立一整套考勤体系，当相关人员进出大门时，门禁管理系统通过识别NFC信号并与数据库进行数据匹配的过程中，将会对相关人员的信息进行记录，通过信息记录的时间等数据对相关人员进行工作考勤。主要包括对全校师生进行考勤，主要作用于党政领导与辅导员的工作考勤、教师授课情况考勤、学生课堂考勤、学生夜间住宿情