智慧校園系統設計與功能實現

陳立功

摘 要：建設智慧校園，推進學校管理信息化現代化是大勢所趨。黃岡某學校通過信息化手段建設高標準軟硬件平臺、智慧校園軟件系統和應用支撐平臺。數字化校園全面實施為學校教學，管理和辦學效益進一步提高提供重要保障。

關鍵詞：智慧校園；信息化；網絡基礎設施；軟件系統；應用平臺

引言

在全球信息化迅猛發展的大背景下，智慧校園建設已經成為教育發展的大勢所趨[1]。數字化校園建設的全面實施，將對學校各項工作和師生工作、學習與生活產生深遠影響，將顯著推動學校的發展，促進學校辦學水平的提高。通過實施數字化校園建設將對校內的管理機構的重組、人員的優化等問題有很好的促進，數字化校園的建設將對學校的長期可持續發展產生非常大的戰略影響。

基于智慧校園建設的發展趨勢，黃岡某學校提出并實施了智慧校園建設，通過信息化的技術手段，立足于師生需求，改善和提升學校的教學環境、科研環境、管理環境和生活環境，為實現教學質量、管理水平和辦學效益的進一步提高提供重要保障。通過“數據中心”的建設，提升學校數據整體的質量，為領導更準確的決策提供數據支撐；通過“應用中心”的建設，面向師生提供全生命周期、一站式的服務平臺，面向校領導提供輔助決策分析的平臺，全面支撐學校發展戰略；通過“感知中心”的建設，為師生提供豐富化、多媒介、多渠道、多形式的應用服務。

1 總體架構

學校信息化建設是一項龐大的系統工程[2]。從宏觀角度看，涉及教學、科研、管理和社會服務等諸領域；從微觀來說，則包括信息基礎設施建設、信息資源建設、技術隊伍建設、應用系統建設和教師技能培訓等[3]。綜合分析黃岡某學校的現狀及發展需求，站在學校全局的角度總體規劃，通過對核心業務流程進行梳理優化，對全校業務流程進行完整設計。

根據學校的業務特點，基于“硬件集群、數據集中、應用集成”的建設理念，遵從于以上的建設模式，并借鑒國內外先進的設計思想與技術方法，采用頂層設計的方法，構建了一個松散耦合的分布式應用體系，在校園“IT基礎設施平臺”之上，以“應用支撐平臺”為支撐，構建校級“信息化應用中心”，所有應用在校園綜合門戶進行個性化展現；整體數字化校園建設以“信息標準體系、信息安全體系、運維保障體系”為保障，智慧校園系統構架如圖1所示。

2 功能實現

2.1 軟硬件基礎支撐平臺

依據項目建設理念，建設智慧校園信息系統需要軟硬件基礎支撐平臺，主要包括硬件方面的光纜線路及綜合布線，中心機房建設如軟件方面的計算機網絡系統。

（1）硬件支撐

光纜線路工程是黃岡某學校信息化建設方案的基礎網絡工程，是數據及信息傳輸的基礎物理通道，是組建光傳輸網絡的傳輸媒介。光纜中光纖數量的配置應充分考慮到網絡冗余要求、預期系統制式、傳輸系統容量、網絡可靠性、新業務發展、光纜結構和其他潛在的需求及維護用備料的儲備。光纜根據組網的需要，纖芯的具體占用情況不同。本設計光纜路由為：從中心機房布放主干光纜至校區內的教學樓、食堂、宿舍及看臺等各建筑，主干光纜需求表如表1所示。

黃岡某學校綜合布線系統是利用先進的網絡技術，將整個新辦公樓形成一個集成統一的網絡，提供語音、數據和圖像通信服務。該綜合布線系統采用六類非屏蔽布線產品，主要分為工作區子系統、管理子系統、水平子系統、垂直子系統、主配線間子系統。整個園區網絡采用星型組網方式，以機房為中心，通過光纜將各建筑與中心機房相連接。各獨立建筑內部設置樓層配線間，線纜經由垂直豎井、水平槽道進入各間教室、辦公室及寢室。樓內垂直主干采用12芯或24芯單模光纖，水平部分采用六類非屏蔽雙絞線，保障了數據信息安全、可靠、迅捷的傳輸。

（2）計算機網絡

計算機網絡系統是建設現代智能校園系統的基礎，它為所有的軟件系統提供了運行的基礎平臺，是校園個應用系統運行的基礎。數據網子系統主要校區內數據網絡工程項目，數據網主要承載業務包括設備管理、支撐系統、多媒體系統、一卡通、會議電視及互聯網信息等，該網絡在部署有線網絡同時還利用無線網絡對大空間無線覆蓋，滿足辦公室內移動用戶對數據網絡接入的需求。網絡系統主干匯聚線路為1000M，桌面接入帶寬為10/100M。核心交換及分支交換機支持多種QOS、802.1Q、802.1P、802.1N優先級，網絡交換設備支持多種ACL算法和應用。

2.2 智慧校園軟件系統

智慧校園軟件系統是數字化校園建設的核心[4]。智慧校園軟件系統建設主要包含信息標準建設、公共數據平臺、身份管理平臺等基礎支撐平臺和數字迎新、教務教學管理、學工管理、協同辦公、資產管理、財務系統、圖書管理、人力資源、掌上校園等管理應用平臺。系統基本涵蓋學校日常管理事務與工作內容，實現了信息化、數字化、智能化。

信息標準建設是數字校園綜合管理平臺建設的基礎性工作，是保證數據一致性的前提，是學校內部、學校與各級管理部門之間通過數據交換實現信息共享的依據。數據中心平臺將遵循信息標準，基于元數據管理建設，全面涵蓋學校各方面數據，并實現數據的唯一性、準確性和低冗余。數據中心平臺架構如圖2所示。

在身份認證模塊，為了方便用戶記憶和系統維護，本系統采用統一身份認證機制。統一身份認證的核心內容是統一用戶認證、單點登錄。

智慧校園軟件系統管理應用平臺實現了學校迎新、教學教務管理、學生工作、辦公、資產財務、人力資源等功能。以迎新系統為例，展示系統主要功能實現。

數字迎新系統涉及新生入學各個環節，面向學校各部門、新生及家長的綜合管理信息系統。基于先進的網絡技術和數據共享理念，在參與迎新的各部門間實現數據高度共享和流動，并明確各部門責任和業務管理范圍；在系統運行過程中將學校招生時產生的數據轉換為新生數據加入學籍數據庫，實現了新生數據與學籍數據的無縫連接，和“一站式”入學服務。

迎新系統涵蓋新生入學各項業務，全面支持網絡辦公，功能全面。迎新系統與數字校園其他系統采用統一的數據結構，從迎新相關各項業務數據庫中提取數據，為迎新工作中龐雜的各項業務提供了高度的數據共享和流通，實現了新生入學手續的規范化，新生數據集中管理，各部門實施共享，為學校各管理部門決策提供數據依據。

2.3 校園應用功能實現

校園應用主要涵蓋“一卡通”系統、安全防范系統、智能會議系統、公共廣播、無線WLAN、LED大屏、錄播教室方案建設等內容。以“一卡通”系統為例介紹校園應用功能實現。

“一卡通”系統是以軟件、硬件集成的綜合信息集成系統，構建在數字化校園之上的統一身份認證、中央共享數據庫、統一信息門戶等基礎平臺，與學校其它業務管理信息系統緊密結合，實現數據共享和交換，組成數字化校園的重要信息采集網絡，為學校提供實時可靠的信息來源和決策依據。“一卡通”系統由統一的身份認證中心、統一的信息門戶中心、統一的公用數據中心及統一的“一卡通”管理應用中心四大部分構成一個一體化的完整系統。

“一卡通”系統具體實現的功能如下：

（1）電子錢包功能：校園內以卡代幣，實現就餐、購物、上機等各類消費。

（2）身份識別功能：校園內以卡代證，實現圖書借閱、考勤、考試等身份認證。

（3）金融功能：銀行卡、校園卡有機結合，銀行卡能向校園卡帳戶自助實時轉帳。

（4）第三方集成功能：與學校現有的應用系統集成。

（5）自助服務：交易情況查詢、校園卡掛失、解掛等操作。

（6）自動對賬和掛賬機制：當出現卡庫余額不一致的賬戶，系統自動對賬和掛賬。

（8）信息查詢與統計：通過帳號和密碼登錄獲取統計信息與報表，為管理決策提供依據。

3 總結

通過實施智慧校園項目，進行信息化建設使得黃岡某學校校園數字信息標準化、校園信息資源數字化、校園應用系統一體化、校園信息應用全面化、校園信息資源豐富化、數字化校園支撐平臺集中化、信息化應用推動網絡基礎設施發展，改善和提升學校的教學、管理和生活環境，為實現學校教學質量、管理水平和辦學效益進一步提高提供重要保障。

參考文獻：

[1]黃榮懷， 張進寶， 胡永斌，等. 智慧校園：數字校園發展的必然趨勢[J]. 開放教育研究， 2012， 18（4）：12-17

[2]宗平， 朱洪波， 黃剛，等. 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， 30（4）：15-19

[3]冀翠萍. 智慧校園信息化運行支撐平臺的建設[J]. 現代教育技術， 2012， 22（1）：49-53

[4]胡欽太， 鄭凱， 林南暉. 教育信息化的發展轉型：從“數字校園”到“智慧校園”[J]. 中國電化教育， 2014（1）：35-39