構建IPv6下的智慧移動校園

大連民族大學《基于IPv6物聯網的智慧移動校園技術研究》項目擬打造一個基于IPv6高效實用的智慧校園集成系統，項目通過搭建基于IPv6的物聯網服務器實現對高校基礎建筑客流與溫濕度的統計，同時通過對IPv6網絡Web服務器的構建，再結合學校自主開發的APP和微信公眾平臺對現有圖書、教務等服務進行接入，為師生提供了便捷的校園信息服務，同時提升了IPv6網絡的利用率。為了進一步了解項目的相關情況，本刊采訪了該項目的帶隊導師，大連民族大學計算機科學與工程學院王存睿副教授，他對項目的進展情況作了詳細介紹。

《中國教育網絡》：目前項目的進展如何？

王存睿：目前，項目投入實際運行的IPv6服務器已于2017年1月部署，并調試完成?；诜掌鬟\作的IPv6移動智慧校園Web服務架構與基于物聯網IPv6技術的Web底層框架服務中心的相關部署以及接口服務平臺、平臺管理系統已于2017年6月構建完畢。同年10月將項目成果通過賽爾網絡舉辦的IPv6創新技術大賽進行展示并獲得了良好的成績。

2018年4月“i民大小”——基于IPv6的智慧校園App完成上線，同時完成數據庫的分配工作，對基于IPv6的底層架構服務進行統一管理和分配。如今已建設完成基于微信的校園短信服務平臺。通過此項目，團隊申請了三項軟件著作權以及發表三篇學術論文。

《中國教育網絡》：項目的亮點及應用效果表現在哪里？

王存睿：首先本項目擬打造基于IPv6高效實用的智慧校園集成系統，將下一代互聯網技術運用于校園信息發布、信息服務、物聯網數據采集服務并推動相關研究和集成開發。項目結合學校網絡認證大數據，通過搭建IPv6物聯網服務器建立對高校的基礎建筑客流、溫濕度的統計，同時進行基礎IPv6網絡Web服務的構建，在此基礎上，結合學校自主開發的APP和微信公眾平臺對現有圖書、教務等服務進行接入，提升了IPv6網絡的利用率。項目技術架構如圖1所示。

其次，本項目研究方法以軟件架構理論研究及工程實驗為主。一是通過調查各個高校IPv6應用情況，結合學校實際，推出具有實際應用價值的IPv6示范應用。二是查閱相關技術文獻，結合團隊目前研究基礎，研究相應的算法，構建可靠性高的軟硬件系統。

圖1 項目技術架構（邏輯）

最后，通過測試對項目中涉及的各個軟硬件系統進行嚴格、標準的軟件測試，對其并發、可靠性和穩定性進行了評估，并在不同溫度和濕度環境下對硬件系統進行測試，進而構建了穩定的基于IPv6物聯網的智慧移動數字校園。

《中國教育網絡》：項目的建設背景及項目開發的難點表現在哪里？

王存睿：我們的項目希望打造基于IPv6高效實用的智慧校園集成系統。在2年的時間內，對學校IPv6數字校園進行了系統構建，使得學生可以通過有線或無線便捷地獲取校園各種數據和服務，使得IPv6網絡的內容在原有基礎上得到進一步提高，同時IPv6網絡的利用率得到實質的提升，也為教育網IPv6應用打造了自主知識產權的移動數字校園。

項目的難點主要表現在，首先IPv6巨大的地址空間優勢給互聯網中的所有設備都提供了一個網絡地址，這就給計算機網絡帶來極大的安全威脅，在研究過程中，網絡中心服務器經常遭遇不明IP地址的攻擊，數據常常遭到竊取，因此數據的安全性是項目難點之一。

其次，IPv6網絡性能的路由器、交換機等網絡設備發展跟不上，簡單的對IPv4網絡設備進行軟件方面的改進已經滿足不了要求，嚴重影響基于IPv6無線傳感器數據傳遞速度。

《中國教育網絡》：項目的創新性都有哪些？

王存睿：一是建立了基于IPv6校園移動信息化的度量指標體系。目前基于IPv6的智慧校園的基礎就是底層Web服務，無論是App還是微信服務端都需要穩定高效的Web信息服務為程序載體，集成綜合門戶信息平臺、第三方公司提供的手機軟件產品，向廣大師生用戶提供全方位移動終端校園服務，滿足教師、學生使用移動智能終端獲取實時性消息和服務的應用需求。

圖2 樹莓派與傳感器構建傳感器示意

二是構建了基于IPv6的Raspberry的物聯網感知系統采集校園基礎數據鏈。在智慧校園建設中，學校進行了前期大規模調查。在調查中發現，學生的需求第一位居然是希望能夠提供公共浴室當前人數的服務，主要由于浴室資源緊張，學生需要看到人數制定決策。其次是圖書館和晚自習當前人數的統計，這些場地或者晚上的教室通常沒有教務系統對其安排課程，也無法獲得相應數據對其人數進行統計。如圖2是樹莓派與傳感器構建傳感器示意圖。

項目的主要研究內容包含兩個部分：一是基于紅外傳感器和Raspberry的客流統計系統及Web服務，用于公共浴室的統計；二是基于Wi-Fi 探針和樹莓派的無線信號客流統計方法，用于圖書館和自習室人員密集場所的人員統計。

《中國教育網絡》：團隊成員是如何進行分工協作的？

王存睿：現團隊共有碩士生11名，本科生3名。他們分別參與了基于Wi-Fi探針的校園客流系統的設計，熟悉基于Python語言的網絡滲透、數據抓取、爬蟲，以及IOS、Android開發。我們通過跨學科、跨學院的合作科研項目以及研究生導師組成指導小組進行聯合指導，通過大連市民族文化數字技術重點實驗室與計算機科學與工程學院合作開展智慧移動校園技術研究，與學院交叉學科合作開展應用研究，并聯合校外5名學生以及3名研究生導師開展相關研究。通過本次項目的鍛煉，參與的同學都獲得了不同程度的技術鍛煉和技術儲備。

《中國教育網絡》：您認為該項目的應用前景有哪些？

王存睿：第一，規范化、標準化信息系統數據，實現跨系統數據和業務整合。

隨著學校對信息化投入力度的不斷加大，新的數字化系統不斷上線。在學校已搭建的統一身份認證、統一數據庫的基礎上，如何使新上線的信息化系統能夠有效地接入已建好的共享體系結構，避免新的信息孤島，是學校信息化部門考慮的重點問題，為此大連民族大學信息部門制定了數據標準，機構代碼標準，應用軟件開發規范，統一身份認證接入規范與技術標準等眾多標準化規范，使得業務系統之間數據交互與共享得以實現。2016年上線的智慧校園系統就融合了財務、一卡通、后勤等眾多系統的業務數據。學校制定的校園一卡通接入規范，使得圖書借閱系統、通道系統、門禁系統、停車場系統、寄存系統等眾多數字化系統能夠方便接入校園一卡通系統。

第二，融合新技術，構建智慧校園。大連民族大學在進行信息化建設的過程中，始終關注信息化發展的新動向，并做出了一些有益的嘗試與創新。目前，基于IPv6的云存儲系統全面上線，為全校師生提供云存儲服務，使校內師生隨時隨地享有快捷、免費的存儲服務，在保障了數據安全的同時，也方便了校內數據共享。校園IPTV 依托三網融合的技術發展，向校內學子提供優質教育視頻資源，拓展了教育渠道；同時廣泛和移動運營商合作，也獨立開發出移動校園客戶端，目前已針對智能手機操作系統，開發IOS和Android客戶端，針對非智能手機操作系統，開發WAP 平臺，利用Wi-Fi、2G/3G 移動網絡的隨時接入性，使得校內師生利用移動終端可及時訪問校內資源。