基于移動終端信息服務的智慧校園的研究

楊明YANG Ming

（徐州生物工程職業技術學院，徐州 221006）

（Xuzhou Vocational College of Bioengineering，Xuzhou 221006，China）

0 引言

隨著高校信息化建設的不斷推進，信息服務在學校教學、科研與管理中的作用越來越凸顯重要。

2011 年，美國“信息化校園計劃”發布的校園信息化年度調查報告顯示，目前有超過半數美國各類高校已經或即將在下一學年提供移動應用，高于上年的30%至40%。哈佛大學與麻省理工學院分別進行了“支持泛在學習的手持設備”項目和“重溫革命”項目的研究，旨在探索無線手持設備如何增強大學里的學習和教學。

在歐洲，Mobile ELDIT 項目，是一個在線語言學習系統的移動版本，它使用存儲技術，為學習者提供了一個泛在移動系統，保證離線時也可以進行存取學習。而英國的環境森林項目，通過將計算設備終端安放在森林中，同時為人們提供一個環境，讓學習者不必親臨森林也能夠獲得置身森林的感受。

除上述研究項目外，像日本德島大學開發的基于情境的語言學習支持系統、西班牙巴塞羅納大學的U-語言學習系統等都是移動智能技術應用于教育實踐的典范。

近年來，國家對于教育信息化高度重視，在《中國教育中長期發展規劃》里明確了移動化趨勢。基于移動智慧終端信息服務的智慧校園得到了教育部認可，教育部在《中國教育現代化》雜志2010 第12 期和2011 第1 期連續對MURP 智慧校園發表評論，稱將信息系統延伸到手機端實現了“泛在學習、泛在管理”，是高校信息化發展的趨勢，值得借鑒和推廣。

智慧校園建設在我國一些高校已經先期開展，浙江大學在建設智慧校園時提出“要做一個安全、穩定、環保、節能的校園”。江蘇省南京郵電大學的智慧校園建設思路是以物聯網為基礎，以各種應用服務系統為載體的智慧化的教學、科研、管理、生活、以及智慧化的服務的管理模式。

1 移動終端信息服務

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，其英文名稱是：“the Internet of Things”[1]。

物聯網結合了互聯網、移動通信網和無線感知網這三種網絡，是一個多網絡異構的融合網絡，其形式復雜多樣，與移動通信網和互聯網中傳輸的信息相比，物聯網信息主要有三大特點：敏感性、高可靠性和高聯系性敏感性[2]，其技術的核心特征是泛在的感知、互聯互通與共享、以及智能的服務。

為了達到泛在感知、互聯互通實現物與物進行通信，網絡通信是重要基礎，目前高校已基本實現數字校園基礎建設，有線網絡和無線網絡結合的校園通信網絡構架已基本完成，這種網絡構架提供固定或移動的網絡應用環境，支持移動客戶端接入且具有靈活性高和易擴展的特點。

校園無線網絡拓撲結構一般采用了IEEE802.11a/b/g技術作為構建校園無線網絡的標準；體系結構采用瘦AP的方式，全網采用集中認證、統一計費、流量控制的管理方式；在教學和辦公區域采用室內型AP 提供無線網絡接入，并直接在校園局域網上傳輸；學生宿舍區采用無線Mesh 架構將傳統Wlan 中的無線“熱點”擴展為真正大面積覆蓋的無線“熱區”。從而實現有線與無線的雙接入、移動的應用與服務、虛擬環境與現實環境的融合、校內校外的全面感知與交流的綜合信息服務基礎環境，特別是解決支撐T2T、H2T 的問題[3]。

2 智慧校園

所謂“智慧校園”是指通過利用云計算、虛擬化和物聯網等新技術來改變學校工作人員、學生和校園資源相互交互的方式，將學校的教學、科研、管理與校園資源和應用系統進行整合，以提高應用交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現智慧化服務和管理的校園模式。

MURP 系統可以讓學生、老師、管理人員用手機學習、工作、生活；MURP 服務中的智慧課堂終端可以感知教室里的教師與學生，判斷課堂情況，并把數據及時反饋給需要的人員；另外，手機也可以在學校消費、圖書館借書，平時帶著手機就可走遍學校；其實更重要的是，高校人員配備MURP-RF-SIM 卡后，學校就具有了物聯網的建設基礎，以后凡是物聯網新的應用學校都可以最快享用。

2.1 傳統數字校園的問題分析

①數據溝通：各系統封閉無交流，導致各部門數據不統一，跨部門數據不能整合形成決策支持。

②終端選擇：單一的計算機終端帶來不普及和攜帶不便的問題，導致信息系統的通知、交流、隨時隨地使用等功能大打折扣。

③數據工程：單一的數據收集方式——人工鍵盤錄入，使大量常規數據收集困難，且收集數據的準確性、完備性難以保障。

2.2 基于移動終端服務的新型智慧校園新型教育管理模式的分析

①數據溝通：以云計算公共數據交換平臺為基礎，整合院校已有相關業務系統，結合運營商信息管理服務器，實現校園終端可移動化，確保全校信息數據的統一與流通，實現人與物、物與物之間的溝通，為學校統計與決策提供保障。

②終端選擇：由于手機這種普及面大、攜帶方便的終端加入，使我們能隨時隨地的接收通知和提醒、隨時隨地的辦公審批、查詢交流信息，顯著地提高了管理效率和服務水平。

③數據工程：RFID 系統、視頻探測監控系統和云計算技術的加入，豐富了數據收集渠道，保證了大量數據的準確快速的處理，使自動收集學生到課、教師出勤、消費信用、設備圖書狀態、重要地點出入信息等數據成為現實，并能夠準確及時地提供決策數據。

2.3 用戶及功能設計

通過傳統數字校園與智慧校園對比，不難得出隨著移動通信和4G 技術的普及，基于移動終端的智能服務將會取代傳統概念上的網絡通信技術，新型智能服務的網絡技術在校園網絡建設中將全面使用，智慧校園建設將根據不能用戶的需求和具體的功能需求合理設計系統架構。

2.3.1 用戶需求分析

高校智慧校園中的用戶一般可以歸納為管理者、系統維護人員、科研人員、教師和學生，根據他們使用角色的不同，合理設計出相應的功能區域。

①高校管理者，高校管理者在系統設計中起到關鍵作用，如何控制成本和現有資源的合理使用從而獲取較高的性價比，系統必須能夠提供統一的門戶，并且兼顧新老系統的無縫接入，為了使高校管理者直觀清晰地瀏覽管理整個智慧校園，系統在設計上必須提供Web 服務資源的統一管理和用戶認證統一管理，做到校園平臺訪問的安全控制。

②科研人員，高校中科研人員借助智慧校園中提供的數據管理平臺進行快速高效的數據分析，在該用戶模塊設計時應兼顧到能夠滿足科研活動所需的支持TB 級海量數據存儲和高效計算能力的硬件基礎，提供所見即所得的簡化數據計算操作。

③系統維護人員，該用戶一般是在智慧校園建設中進行系統設計和數據維護工作，新系統支撐服務平臺提供存儲、計算、用戶認證等基礎服務，避免重復建設并能夠將原有校園信息平臺比較方便地接入新的校園支撐服務平臺，即平臺提供的支撐服務擁有較好的通用性，改造過程簡單。

④教師和學生是智慧校園中使用最廣的用戶，在該用戶功能設計時，盡量做到操作簡單、界面清晰、功能全面，為了方便教師和學生的資源共享，系統提供網絡存儲服務，可以比較方便地上傳、下載、共享視頻等大文件的教學資源。

2.3.2 功能性需求分析

智慧校園支持服務平臺的功能需求將根據不同的用戶的需求進行合理細致的分析，對統一身份認證、Web 服務統一管理、數據存儲、數據計算進行合理設計。

①統一身份認證是指在多個應用系統中，統一由認證服務器進行身份識別，并提供一次登錄就可以訪問所有相互信任的應用系統的功能，在智慧校園支撐服務平臺中，這些應用系統被稱為成員系統。

②Web 服務統一管理，在校園已有的應用系統中，有些在業務上存在交叉或重復，比如：實踐教學管理系統中需要用到一些實驗設備，存在設備申請的業務需求，因此需要和設備管理系統進行數據交互。系統之間數據共享可以使用非常成熟的Web Service 技術進行解決。

③數據存儲是智慧校園支撐服務平臺提供的基礎服務之一，面向所有校園用戶，提供給用戶或應用數據存儲的能力，針對校園數據類型和數據規模呈爆炸式增長的特點，提供海量數據的存儲。

比如：教師/學生可以將教學資源、科研/實驗人員可以將實驗數據保存于平臺上，這樣不會因為地理位置的變化而重復存儲和移動數據，也不會因為數據修改造成多處數據不一致。

④數據計算，目前很多高校都承擔著國家課題或項目的研究和開發，有相當一部分科研人員除了對大數據的存儲需求外，對于大數據量的任務計算也有強烈的需求，數據計算正是針對這類科研活動而提供的服務。

3 結束語

隨著網絡信息技術的不斷發展，物聯網技術不斷應用于各行各業，智慧校園建設將是高校信息化建設的重要階段，作為新事物的智慧校園，在建設中的相關問題的解決將會推動智慧校園應用的不斷優化。

文章根據高校智慧校園的建設思路，對移動終端在智慧校園的應用等進行了細致的分析和深入的研究，對智慧校園建設中的用戶需求和功能需求進行了分析和設計，為智慧校園建設、規劃、設計提供借鑒。

[1]物聯網，百度百科http：//baike.baidu.com/view/1136308.htm?fr=aladdin，2014.8.

[2]付嶸.物聯網共享平臺中安全隱私保護的研宄與實現[D].北京：北京交通大學，2011.

[3]宗平.智慧校園設計方法的研究[J].南京郵電大學學報：自然科學版，2010，33（4）：15-19.