浅谈云计算技术在智慧校园设计中的应用
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摘 要：智慧校园是数字校园发展的新阶段，云计算、虚拟化和物联网等新技术的层出不穷，为智慧校园的建设提供了有力的技术支撑。该文对建设智慧校园所涉及的相关技术做了初步的研究与探讨，着重介绍云计算数据中心、安全机制和物联感知系统等方面的设计与应用。
关键词：智慧校园 云计算 物联网 设计 应用
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0044-02
智慧校园网是数字化校园的最新体现，它所包含的是智能、互联以及协同等理念，同时以安全、高效、方便、快捷以及绿色为发展目标，借助基础数据库、信息开放、应用数据库以及云计算和服务支持平台，采用智能、感知、挖掘以及控制等现代化先进技术，有效地实现了校园网络管理、安全监控以及个性化的教育环境和智能管理。从整体上来说，智慧校园网所要创造的是，校园中到处都是网络学习、创新科研、高效透明的校务管理以及丰富多彩的文化生活，智能、高效、和谐、稳定的校园网络系统。
1 智慧校园改善
据调查显示，当前国内很多的高校尤其是知名院校，比较注重智慧校园网络建设，该网络系统实际上就是将物联网、计算机网络、现代通信以及传感等方面的及时集于一身，对教育教学、管理、科研以及校园生活服务等信息实施全面的优化与整合，通过互联、集成和数据信息的深度分析与挖掘，从而实现学校管理工作的全面性、高效性以及智能化。
从实践来看，智慧校园网络通畅表现出三大特点：第一，利用云计算平台，建设一个智能教学体系，为广大教师和学生提供一个智能感知、综合信息服务的广阔平台，并在此基础上为其提供个性化的服务活动，最终实现个性化、因材施教的教学模式和方法；第二，构建广阔的服务平台，构建全方位服务系统。实践中可借助数据库以及海量存储器等，将计算机网络服务有效地融入到高校管理工作中的各个领域，从而实现有效协作；第三，借助智能感知系统与宽带网络服务平台，为外部与高校之间建立一个可以感知和交流的端口。
为此，我们可利用云计算以及虚拟化技术，建立校园云系统，并结合现代物联网技术，构建智慧校园体系。比如，现代的一卡通逐渐取代传统的学生证、餐卡以及图书借阅证等繁琐的证件，同时也将门禁、消费以及数字图书馆和考勤等功能融入其中；利用云计算，构建一个教育云平台，以此来分享教育教学内容，从而提高教育内容的可感知性与直观性，这样不仅可以增加教育教学过程中的互动性，而且还可以有效地激发学生们的兴趣；同时，教育云平台，在全面提高校务管理能力、整合信息管理系统等方面，具有非常重要的作用。比如，办公自动化（OA）、教务管理以及学生管理等系统中，通过优化和整合，可有效监控教育教学效果，提高高校综合管理水平。
2 云计算
所谓云计算，实际上是分布式处理、并行处理以及网格计算的进一步发展和拓宽，它是网络运行过程中相互协同的虚拟服务设备群，主要是通过网络支持，使计算有效地分布于分布式计算机及网络设备之上。广义上的云计算，主要是指服务交付与应用模式，借助现代网络通过按需和易扩展等方式，充分获得实际服务需要。通常具有如下几方面的特征是：广泛的网络、资源信息汇聚与共享，自助式的个性化服务以及灵活调配的资源信息与计算服务。实践中我们可以看到，云计算的主要思想在于将大量网络计算资源进行集中，然后统一调度和管理，从而构成现代化计算资源池，并向广大用户提供高效的服务。实践中将这种提供资源的现代化网络系统，称作云。其中，云系统中的所有资源均可以根据应用者的需求，随时获取，而且可以对其进行无限制的扩展，从而实现按需应用，并及时付费。一般而言，云计算可分作三个层面，即云软件、云设备以及云平台。从发展的角度来看，未来智慧校园网应当无处不，方便快捷的上网系统，为智能校园的建设提供了基础和保障。
3 云计算条件下的智慧校园
从实践来看，云计算模式的应用为现代教育教学创造了更广阔的空间，同时也为各种信息资源的共享、协作以及学习等，创造了新环境。近年来，随着国内云计算模式的快速普及与发展，学校、教师、学生以及教育机构的相关信息处理均转移到云系统之中，对智能校园网络建设的发展起到了积极的促进作用。采用云计算，不仅可以为学习者提高云计算服务，让他们能够自主选择网络服务形式，而且教育机构与科研人员也可以有效地管理各种教育教学资源，从而有效地开展教育教学设计、对教学过程和资源进行优化。以宁波工程学院为例，具体展开探讨。
3.1 校园网基础设施建设
对于校园网络而言，它是智慧校园建设的基础，表现出高速、稳定、安全的特点，为智慧校园的建设提供了云计算平台，并在智能领域实现物联感知。宁波工程学院通过租用ISP运营商的裸光纤连接成一体，建设成为支持IPv4/v6双栈的、具有多业务融合、高带宽、高移动性、面向服务的透明弹性校园网，打造智慧校园的信息高速公路，能柔性适应未来的各种信息化应用需求。布局结构合理的校园网络，使其覆盖面广、安全、稳定、高速，支持有线、无线、电脑、笔记本和手机等多种终端设备上网。坚持“云服务”的低碳可持续发展技术路线，建造具有先进水平的数据中心环境。
3.2 云计算数据中心设计
一般而言，云计算平台主要有机房环境、存储平台、计算平台以及容灾系统等。宁波工程学院IDC数据中心，基于“云计算”架构建设，通过采用硬件设备虚拟化、系统管理自动化和服务流程一体化等技术架构，为用户提供一个以服务为中心的数据中心，同时将资源的使用方式从专有独占方式转变成完全共享方式，运行环境可以自动部署和调整资源分配，实现资源随需掌控，提供一个基于业务的资源共享、服务集中和自动化的开放数据中心，为数字化校园平台和业务系统建设提供基础硬件支撑。
3.3 校园云计算安全平台设计
当采用云计算技术进行校园网建设时，不用担心数据信息的丢失以及病毒的入侵，而且云计算中的权限管理可实现数据信息的共享。此外，数据集中存储模式，可以有效地实现安全监测，即将信息资料存储于某个数据中心之中，然后管理者对数据资料实施统一的管理，对资源进行分配、对负载进行均衡、对软件进行部署，同时加强安全管理，降低应用成本。
3.4 物联感知系统构建
在智能校园建设过程中，物联感知系统是其中最为常用的部分，实践中可利用采集器、传感器、RFID以及二维码和现代高清视频监控感知设备，有效地实现数字化管理与实时监控。根据校园中的具体情况，合理地对传感器、视频数据采集设备进行部设备、联网；通过采集器、二维码以及RFID技术，对校园环境进行标志；构建现代校园环境数据库、服务平台，借助物联网络构建应用管理系统。通常包括如下几个方面的内容。
（1）数字化图书馆
以RFID智能标签技术为方向，建设图书馆综合管理平台，实现图书自动清点、图书自助借还，图书区域定位，开发智能导航系统，方便读者快速准确的查找图书，提高图书馆管理效率，提升读者服务能力。
推行校园数字化监控系统建设，逐步把现有的模拟监控系统整合到数字化、一体化的智能安保平台中，同时可支持灵活的、分布式的集散安保监控模式，支持多级权限管理，支持无线、internet、智能终端等多种监控模式，支持监控图像的智能分析和预警等功能和监控图像的数据挖掘等。
（3）绿色节能智慧校园
利用智能传感技术和信息化技术，对学校的各种耗能设备进行实时监控、智能分析、优化调度、管理控制，达到节能减排、低碳环保、降低学校运行成本，实现节约型绿色学校的建设。如能源质量管理、照明能源管理、各仪器设备的能源管理等，各能源管理系统应整合为一个整体，可提供实时数据和分析统计报告等。
4 结语
目前“智慧校园”的建设正如火如荼的进行，我们应充分认识到智慧的概念正日益影响着人们的生活、学习和工作。基于此，借助智慧校园系统建设这一契机，优化和配置现代可利用资源，全面提升教育信息化水平，实现教育管理信息化、教学信息化、科研信息化、学生学习信息化，实现人、事、物的联动控制与协作管理，实现教师、学生、资源和外界的互联互通，使数字校园成为教育教学质量提高的重要手段，真正实现智慧校园、虚拟生活、移动办公、和谐沟通的环境，建设一个平安、和谐、幸福的校园。
参考文献
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