大數(shù)據(jù)背景下智慧校園

陳小寧 徐鴻雁 呂峻閩 郭進(jìn) 鮮桃

摘 要 隨著移動(dòng)互聯(lián)，大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，校園信息化建設(shè)向智慧校園飛速發(fā)展。論文首先闡述了智慧校園的基本內(nèi)涵，然后分析了智慧校園的基本結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 移動(dòng)互聯(lián) 物聯(lián)網(wǎng) 智慧校園

2000年前，我國(guó)高校的信息化建設(shè)處于初級(jí)階段，基礎(chǔ)設(shè)置建設(shè)以及系統(tǒng)集成和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都還比較落后。2000年到2015年，隨著信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展，高校內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度等較高，信息集成和信息門戶得到了很好應(yīng)用，進(jìn)入了數(shù)字校園時(shí)代。2015年后開始，隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，高校已經(jīng)進(jìn)入到了智慧校園的建設(shè)階段。

1 智慧校園的基本概念

各種信息化應(yīng)用系統(tǒng)快速發(fā)展和推廣，高校內(nèi)管理系統(tǒng)得到了廣泛使用，包括學(xué)生系統(tǒng)，教務(wù)系統(tǒng)，科研系統(tǒng)，圖書系統(tǒng)，一卡通系統(tǒng)，財(cái)務(wù)系統(tǒng)，國(guó)資系統(tǒng)等等，產(chǎn)生了海量的大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中包括了結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如何利用大數(shù)據(jù)，挖掘蘊(yùn)藏的價(jià)值，是智慧校園建設(shè)的思路和方向。

智慧校園就是利用移動(dòng)互聯(lián)，大數(shù)據(jù)，云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)，虛擬現(xiàn)實(shí)，以及人工智能等技術(shù)，打造一個(gè)數(shù)據(jù)中心和協(xié)同工作平臺(tái)，將分散信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘等實(shí)現(xiàn)對(duì)師生的個(gè)性化服務(wù)，教學(xué)以及管理的智能化運(yùn)行，將整個(gè)校園變成一個(gè)智能協(xié)同工作的有機(jī)體。

智慧校園建設(shè)的目標(biāo)主要有，第一建立大數(shù)據(jù)中心，將分散的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)統(tǒng)一和規(guī)范，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步和資源共享。第二建立協(xié)同工作平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)，移動(dòng)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)對(duì)教師和學(xué)生的個(gè)性化服務(wù)。第三建立移動(dòng)智慧校園，通過(guò)APP的使用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的移動(dòng)化和碎片化，生活的智能化，教師教學(xué)和管理的移動(dòng)化，提高各方面的效率。

2 智慧校園的基本結(jié)構(gòu)

大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園建設(shè)架構(gòu)如圖1所示，智慧校園基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)采集得到的大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，共享，加工，處理以及挖掘，實(shí)現(xiàn)對(duì)高校各類型需求者的個(gè)性化，移動(dòng)化以及精準(zhǔn)化服務(wù)，提高協(xié)同工作效率和質(zhì)量。

（1）底層為物聯(lián)網(wǎng)感知層，通過(guò)zigbee，RFID等獲得校園內(nèi)各類設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為智慧校園提供數(shù)據(jù)采集。

（2）云計(jì)算層，采用虛擬化，分布式計(jì)算等提供大數(shù)據(jù)計(jì)算和處理。

（3）大數(shù)據(jù)層，采用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)可視化分析等提供數(shù)據(jù)支持。

（4）智慧應(yīng)用層，基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧校園的教學(xué)科研，運(yùn)行管理等提供應(yīng)用支持。

（5）通信層和智能終端層，通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)以及全校Wi-Fi覆蓋，實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用APP的移動(dòng)化。

3 智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)

智慧校園的構(gòu)建需要個(gè)各種信息技術(shù)的支撐，下面對(duì)智慧校園中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)

在高校的日常教學(xué)和管理以及校園生活中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)利用hadoop分布式存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)和共享，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理，利用spark技術(shù)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 云計(jì)算

智慧校園整個(gè)框架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作為協(xié)同工作平臺(tái)的核心部分，云計(jì)算模式可以很好的為其實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)配置以及優(yōu)化服務(wù)。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，利用智能識(shí)別技術(shù)以及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)人與人，人與物，物與物的智能連接，多傳感器信息采集和融合技術(shù)為智慧校園的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，打破了傳統(tǒng)的時(shí)空限定，利用JAVAEE技術(shù)，進(jìn)行服務(wù)器端應(yīng)用開發(fā)，手機(jī)移動(dòng)端APP開發(fā)，這都將為智慧校園提供及時(shí)方便的通信和應(yīng)用服務(wù)。

4 智慧校園的應(yīng)用

4.1 智慧教學(xué)

智慧校園中，教師可以開展以學(xué)生為中心的教學(xué)活動(dòng)，建立MOOC或者SPOC云教學(xué)平臺(tái)，利用移動(dòng)終端開展移動(dòng)式和碎片化教學(xué)。基于大數(shù)據(jù)中心，教師可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣等進(jìn)行檢測(cè)。學(xué)生也可以利用云教學(xué)平臺(tái)方便的實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)。

4.2 智慧管理

智慧校園可以方便實(shí)現(xiàn)校園管理的智能化，利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)管理過(guò)程的檢測(cè)控制。協(xié)同工作平臺(tái)可以方便實(shí)現(xiàn)多校區(qū)協(xié)同教學(xué)和辦公，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上OA辦公，流程審批等，也可以方便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開展等。

4.3 智慧決策

智慧校園中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)將被進(jìn)行加工處理和整合，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，人工智能等計(jì)算，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析和展示，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘處理，為教學(xué)服務(wù)，管理服務(wù)等提供有價(jià)值的規(guī)律和決策依據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)和管理。

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作者單位

西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院信息技術(shù)教學(xué)中心 四川省綿陽(yáng)市 621000