基于云計算的智慧校園服務系統的分析與設計

孫力　郭立

摘要：當前，隨著云計算和移動互聯網等新生代信息技術的發展，其對新型“智慧校園”教學管理產生了巨大的影響，對于“智慧校園”的研究已成為當前教育信息化領域關注的熱點。而通過基于云計算的智慧校園支撐服務系統可以更好的將校園各種數據存儲、數據計算、用戶認證等集中控制和管理，提高校園服務的水平。為此，本文以基于云計算的智慧校園服務系統的分析與設計為題，在分析了云計算及智慧校園、建設智慧校園的意義之后，重點分析了基于云計算的智慧校園服務系統的設計，包括智慧校園支撐服務系統設計的原則、智慧校園服務系統的架構設計模型、智慧校園支撐服務系統的拓撲結構設計等，希望通過此次系統分析設計可以為類似的智慧校園服務系統建設提供一點幫助。

關鍵詞：云計算;智慧校園;系統分析;設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）08-0142-03

0 引言

信息技術的快速發展促進了教育觀念和教學方式的變革，按照相關的資料來看，在未來十年內，我國智慧校園安全管理應用將展現出職業特征強、業務覆蓋全、模塊功能多和為廣大教師和學生提供“一站式服務”等方面的特性。同時，隨著智慧校園系統的建設，將為校園在開展各種活動提供巨大的幫助，并且，將依托與軟件應用相匹配的硬件資源，使得校園的軟硬件資源能夠相應發展，完成覆蓋校務管理到智能學習各個方面的“數字校園”需求。此外，在校園管理服務中，采取云計算、物聯網、移動互聯網等信息技術可以時刻開展個性化教學、智能化教學管理和學習過程跟蹤評價，從而最大化的避免傳統校園管理服務中存在的各種問題，為校園教學、科研、管理和生活提供智能化、個性化、便捷化的信息服務。

1 云計算及智慧校園概述

1.1 智慧校園概述

智慧校園是利用當前的先進信息和通信技術，從校園的集成化、智能化入手，全面提高校園的教學和研究水平，繼而全面提升學校管理的有效性和效率，最終實現教育服務社會的功能。近年來，隨著智慧校園的提出，很多校園已經開始著手建立智慧校園服務系統來改變學生、教師和校園資源的交互方式，從而提高全面的管理運行效率。

1.2 云計算概述

云計算是一種基于網絡的計算模型，該技術主要是通過集成網格計算、并行計算、分布式計算、虛擬化和負載均衡技術等，為計算機系統提供超強的計算和存儲能力。在實踐中，其通過各種集成能力和靈活的服務模式快速、輕松的在不同設備之間共享數據和應用程序。所以，基于云計算技術的智慧校園服務系統可以創新地將各種數據資源集成到資源池中，為智慧校園系統提供各種服務。

1.3 建設基于云計算的智慧校園系統的意義

當前，隨著我國物聯網技術的發展，其在教育領域的應用推動了“數字校園”向“智慧校園”方向的升級發展，使得云計算的智慧校園支撐服務系統將校園中的物體連接起來，實現了學校的可視化智慧管理，構建了富有智慧的教育教學環境，為師生提供了一個全面的智能感知環境和綜合信息服務平臺。同時，在該智慧校園支撐服務系統中，其針對的人群主要是高校用戶，不僅可以更好的滿足師生工作、學習、生活的需要，還可以通過該系統吸引到更多的學生的參與，極大的避免現有校園網中各系統間各自為政和重復建設的問題。因此，在高校的智慧校園建設中，通過基于云計算的智慧校園支撐服務系統可以更好的將校園各種數據存儲、數據計算、用戶認證等集中控制和管理，統一為上層應用服務，進而將該類系統推廣到家庭、公司和全社會。

2 基于云計算的智慧校園服務系統的設計

2.1 智慧校園支撐服務系統的功能需求

無論是何種系統的設計，做好系統的需求分析是系統設計的前提與基礎，而功能性需求是系統設計中每個系統的重點所在，通過對系統的功能分析，可以明確系統設計的目標。而對于基于云計算的智慧校園服務系統而言，其主要是解決校園管理中存在的各種資源的整合不到位，缺乏規模優勢。同時，還有很多系統存在的建網質量低、網路不暢、帶寬不足、訪問性能差、等待時間長等問題，通過該智慧校園支撐服務系統來更好的提高整個校園服務系統的工作效率，根據系統的需求分析來看，該系統功能主要包括：課程及設備管理模塊、一卡通管理模塊、數據存儲與計算、統一身份認證、Web服務統一訪問等。

2.2 智慧校園支撐服務系統設計的原則

基于云計算的智慧校園支撐服務系統設計必須要按照相關的原則來進行，在具體的智慧校園系統的網絡設計中，應該立足現有系統硬件和軟件的情況，完成支撐智慧校園運行的基礎網絡系統整體方案設計及關鍵設備、軟件的選型工作。按照以下幾點原則展開：

第一，采用統一標準，嚴格按照資源共享原則。在系統的建設中，應該立足校園所在的具體情況，比如，現有校園中是否建立了相關信息系統，系統本身是否具有資源的共享等，之后，在該服務系統建設中充分利用網絡基礎，充分整合各種信息資源，以此來促進校園服務系統的互聯互通、信息共享。

第二，必須要堅持開放性。由于云計算的智慧校園支撐服務系統的設計是要融合進各種校園的信息系統，因此，在開發中，必須要對現有應用系統的開發平臺、數據庫和運行環境進行統一考慮，包括系統的架構及后續的接口標準等。同時，在云計算的智慧校園支撐服務系統設計完成之后，隨著時間的推移，智慧校園網絡的資源會逐漸的增多，如果對各項應用缺乏有效管理，那么不僅技術升級存在風險，而且維護也會相當困難，所以，在系統設計前期，必須要考慮未來系統需求的變化和擴展性。

第三，堅持整個信息數據的共享。原有系統缺乏統一的數據標準，各部門業務系統相對獨立，系統之間數據難以共享，給各部門的業務處理帶來困難。而在信息化高度發展的今天，需要建立數據共享機制及規范，實現校園數據的共建共享，協同發展與各業務部門的工作流程再造。

2.3 智慧校園服務系統的架構設計模型

當前，隨著數字智慧校園的發展和建設速度的加快，智慧校園已經成為了現代校園建設中的重要方向。通過基于云計算的智慧校園服務系統不僅可以更好的帶給學生和教師優質的智慧服務，同時，也可以幫助學校提高生活、教務管理和學生管理能力，并且，避免了在傳統系統建設中，存在的系統標準和規范不統一及相關設施和設備不能通用的問題。因此，在基于云計算的智慧校園服務系統的架構設計中，必須要緊緊的結合系統的需求和設計原則設計整個智慧校園服務系統的架構模型。根據分析，基于云計算的智慧校園服務系統的架構主要分為軟件應用層、平臺支撐層、基礎設施層三個層次，具體的云計算的智慧校園支撐服務系統的架構設計，見圖1。

通過上述基于云計算的智慧校園服務系統的架構設計，則可以突破傳統系統設計中將物理基礎設施和IT基礎設施割裂開的慣性思維，從而通過這樣的設計方式將各種信息資源進行了全面的整合與集成，比如，在對于校園服務系統的網絡融合、信息或數據的集成等。此外，通過這種方式的架構設計，讓整個云計算智慧校園服務系統融合進了校園數據信息集成平臺、網絡融合服務平臺、以及標準信息體系和安全維護體系等。

2.4 智慧校園支撐服務系統的拓撲結構設計

根據上述分析的云計算的智慧校園支撐服務系統模型來看，系統設計的支撐服務在采用云計算的架構后，系統中各種不同的硬件將在設計中由云計算將基礎設施資源進行虛擬化后提供，同時，基于整個智慧校園支撐服務系統數據安全的考慮，在此次設計中主要是采用私有云的方式，部署在校園內部網絡中，提供校外訪問的方式。云計算的智慧校園支撐服務系統的拓撲結構見圖2所示。

在該云計算的智慧校園支撐服務系統的拓撲設計中，主要是使用通用計算機組建小型的Hadoop集群來搭建云計算環境，由于Hadoop需要部署在Linux系統之上，在系統開發過程中選擇UbuntuLinux12.04，具體的語言選擇為Java運行環境jre選擇1.6版本。同時，在云計算的智慧校園支撐服務系統的設計實現中，應該參照當前教育部最新信息化建設標準，在此基礎上結合校園教育管理的實際要求，并隨項目建設需要將分階段在該體系框架的基礎上進行補充和完善。

3 結語

在21世紀，隨著信息技術的不斷發展，教育領域進行信息化改革發展也是順應時代發展的要求，而基于云計算技術的智慧校園服務系統則是當前校園信息化建設中重要的組成部分。為此，在分析了云計算及智慧校園、建設智慧校園的意義之后，重點分析了基于云計算的智慧校園服務系統的設計，包括智慧校園支撐服務系統設計的原則、智慧校園服務系統的架構設計模型、智慧校園支撐服務系統的拓撲結構設計等，從更深層次了解和分析了新時代背景下云計算的智慧校園服務系統的實施的相關環節。當然，盡管做了基本的研究，但隨著新理念、新技術的不斷涌現，必將會有更多的新技術、新方法提供先進的智慧校園網解決方案，為提高校園的管理教學發揮重要的作用。

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Analysis and Design of Smart Campus Service System Based on Cloud Computing

SUN Li1，GUO Li2

（1.Longqiao College of Lanzhou University of Finance And Economics， Lanzhou Gansu? 730101;

2.Lanzhou Modern Vocational College， Lanzhou Gansu? 730050）

Abstract：At present， with the development of new generation information technology such as cloud computing and mobile internet， it has had a huge impact on the new “smart campus” teaching management. The research on “smart campus” has become the focus of current education informationization. Hot spot. The smart campus support service system based on cloud computing can better control and manage various data storage， data calculation and user authentication on campus， and improve the level of campus services. To this end， this paper focuses on the analysis and design of cloud-based smart campus service system. After analyzing the meaning of cloud computing and smart campus and building a smart campus， this paper focuses on the design of cloud-based smart campus service system. Including the principles of smart campus support service system design， the architecture design model of smart campus service system， and the topology design of smart campus support service system， I hope that this system analysis design can provide some help for similar smart campus service system fitness.

Key words：cloud computing; smart campus; system analysis; design