智慧校园方案-魏国富-软件工程.doc

青岛理工大学智慧校园设计方案青岛理工大学智慧校园设计方案 魏国富 2017年10月6号I目录一、智慧校园介绍11.1 智慧校园介绍11.2 智慧校园的意义1二、智慧校园的模型2三、建设思路和设想33.1建设思路33。2初步设想3四、设计方案44。1技术架构44。2平台功能64。3技术架构6II一、智慧校园介绍1.1 智慧校园介绍智慧校园以物联网云计算为核心，突显校园信息的智能化采集与传输,智能化处理与控制，智能化显示与推送。使全校各部门、各子系统信息融合、互联互通，有效解决了校园管理中的信息更新滞后、人力资源不足、信息孤岛和重复投入造成的设备冗余等问题，达到了校园管理中绿色节能、科学决策、及时管控、服务便捷的管理目标。智慧校园以校园信息智能化为核心目标，围绕信息采集智能化、信息处理智能化、信息显示与推送智能化全面展开。信息采集智能化是智慧校园的关键技术，是有别于数字校园的显著特征,智慧校园中的信息采集智能化设备具有自组网、自诊断、自修复、不间断运行高稳定性和高可靠性特点，能够进行校园中的信息自动采集,减少信息采集中的人力投入，提高采集的准确信和可靠性.信息处理智能化依靠云计算的强大处理能力，对信息进行分析、处理,为决策提供有力的数据保障.信息显示与推送智能化，利用计算机、平板、手机等多种平台，实现跨平台、多途径,将有用的信息及时、准确地推送到需要的信息管理者手中，实现信息的有效利用。1。2 智慧校园的意义智慧校园的意义在于:应用于网络的智慧校园建设，不仅能够更加准确的记录学生的操作信息,还能够简化流程，减轻老师的负担，提高教学秩序。通过网络的链接，可以实现定位，签到,消费等等一系列操作信息.在社会经济飞速发展、急需解决各种重要问题的前提下,在中国高等教育不断变革发展的环境中，充分利用其教学、科研先发优势,充分利用信息技术，从物联化、关联化、智能化出发，实现对“智慧”的探索和推广。提高学校自身各项工作的效率、效果和效益,提高教学科研水平和影响力,并以此为依据实现教育服务社会的职能，服务于地方“智慧城市建设的要求。二、智慧校园的模型校园就像一个微缩版的城市,是一个复杂的生态体系，需要承载校内众多师生员工的教学、科研、管理、生活。因此，校园需要面对更多错综复杂的问题。校园的管理和发展需要充分考虑到网络,教学，科研,管理,环境,生活等各方面内容。这些方面的建设完善、关联协作和个性化实现,直接影响着学校作为一个整体的运转效率和核心竞争力提升.关键因素:l 用户: 包括学生、教职工、管理者、校友、家长、访客、上级管理部门等多种用户，以及他们所形成的部门、机构、团体、设计网络等组织机构。l 学校业务:覆盖教学、科研、管理、生活、娱乐等多个方面，兼顾个体、部门和整体性业务。l 资源:it资源(硬件、软件、服务、教学科研资源等)、非it资源、水电、网络、通信网络等多种资源因此，在构建“智慧校园的过程中，我们即要考虑到对学校所在城市整体智慧化的配合和引领,也要充分考虑到教育行业的特性要求。IBM智慧校园模型:三、建设思路和设想3.1建设思路1。校园的建设理念适应于深圳市智慧城市建设的整体思路和区教育局的发展理念“低碳、生态、智慧”。2.关注学校核心业务,即：教学、科研和服务社会.在本期建设中关注对教学、科研的支持，关注对学生在校情况的了解和分析。3.通过智慧校园的建设示范，影响并引领教育局智慧工程的建设，服务于地方建设，创中国教育信息化建设之先河.3。2初步设想在未来的智慧校园中,各级领导，如校长,可以通过一个基于权限的窗口，清晰、实时、全面地掌控其分管和关注的关键内容的关键指标。通过智能化的信息整合和预警，可以随时一目了然的获知每个部分是否工作正常，并随时随需了解细节信息,为科学管理、科学决策提供依据。这一体系还可以为校内众多的师生员工服务，提供其关注信息,使其能够准确获知自身的习惯信息,甚至整个学校发展情况,使得更多人可以参与到学校的可持续发展中来。目前,区教育局已经实现了网络的全面覆盖，重要业务系统的建设，基本数据库的建立和部分it基础设施运维监控系统的建设。但是从全局看，缺乏信息的有效整合、协作和展现，难以为管理者和各级用户提供可读可查可满足工作需要的整体信息来源。各级管理机构无法获知现状、预测趋势,也就无法更好地运用新科技来指导和控制大学各方面事物的运行和发展.今天，随着“智慧”概念的引入，使我们有手段将过去难于量化的指标监控起来.“校长仪表盘作为智慧校园的重要概念之一,打破了传统的各种业务领域各自为政、独立运作的模式，将校园视为一个统一、集成的大生态环境。其数据真实地来源于各子系统中的数据,各子系统通过强大的IT网络和“物联网”实时感知各核心业务的运作，并实现各个系统间交互传递,然后，将有价值的信息分析，提炼,最终，以直观的图表形式展现在仪表盘上。四、设计方案智慧校园具体可以实现:1.对现有数据的整合和实时展现。通过现有数据的整合、管理和分析利用，从海量数据中体现有价值的信息,提高可读可控性。所展现的数据包括:业务管理信息、教学状态信息、科研基本信息、学生财务信息、IT运维信息、安防监控信息等覆盖学校生活方方面面的整体状况信息.同时充分考虑到各级领导分管业务和关注要点，从不通过用户的个性化信息服务需求出发,提供简洁、明确的仪表盘展示，提高管理、运维、沟通的效率.2。对历史数据的挖掘和分析通过对历史数据的挖掘、分析，分析关键信息变化，预测趋势，实现科学化的决策支持依据。3.基于信息的“智慧”业务应用基于对数据的准确获取和实时展示,支持以往无法实现的业务创新,如:通过实时感知学生信息,可以设定学生48小时内在校园内无状态更新则报警，实现对学生的精细化管理和服务.同时，也可以通过对学生学习、生活、消费、社团活动、虚拟空间活动等多方面信息的掌握，准确获知学生活跃程度信息，从而为促进教、育、管、引导提供智慧的信息基础.4。1技术架构构建一个三维的虚拟校园,采用互联网平台,把区教育局丰富的校园资源、秀美的校园风景、灿烂的师生生活通过生动逼真的方式展示给用户.在这一虚拟校园中,可对原有工作的模式实现改进和突破：1. Campus Tour服务于学校整体形象的建设,助力于招生纳贤等对外工作。用户可以以任意角度和任意速度在虚拟景区中漫游，所看到的景物与现实中的景物相差无几,就像在真实的景区中穿行一样。这种动态的沉浸式虚拟校园游历，给用户以全新的体验.这种三维的方式还能够综合性地呈现多种类别的数据,让用户获取更多的有用信息.例如,在虚拟校园中，用户可以快速查询校园浏览线路、交通线路、教学生活设施的位置等等。用户还可以查询到其他用户的实地经历、攻略和推荐等信息，作为入校后游览、生活、学习和资源定位的参考.也可以通过对虚拟问询员、虚拟辅导员的咨询，获得更为准确的指导和帮助。对于预计将进入区教育局学习的学生及其家长而言,提供一个非常直观的方式以了解学校设施、环境、教学内容等多方面信息,以吸引更多的优秀学生。同时,也可以作为一个充分展示学校信息、理念、科技和管理水平的平台,招揽可能遍布于全球的优秀人才。2. 沉浸式E-learning平台在身临其境互联网中，用户与用户共享相同的时间和空间.用户之间可以相互看见化身模型已经化身模型的行为。这样,就可以产生新奇的用户与平台之间和用户与用户之间的交互方式。像在现实生活中一样,用户与用户之间也可以实时的交互，例如,聊天、打招呼,等等。这种自然的与传统互联网相比，这种沉浸式交互方式更加自然和有效。在虚拟校园平台之上，可以结合学校的教学活动和资源,构建一个能够服务于学生第二课堂、远程教育体系构建，省内中小学教师培训体系、视频会议和校友终身教育平台等多方面应用的Elearning平台。通过协作、沟通、和其他伙伴一起完成模拟真实场景的任务，可以达到身临其境的培训效果.分布在各地的与会者在虚拟世界中“面对面”的交流和沟通，通过语音等多种方式交流信息,同时充分利用虚拟世界在学习互动、会议交流方面的优势，如便于展示高维数据、便于促进集体活动、不受时间和空间限制等,既给参与者带来了全新的体验，又提高了学习和沟通效率。3。 虚拟社区互联网平台可以创建虚拟的社会组织,比如：小队、工会、俱乐部、社团、室友、邻居等。虚拟社区可以组织各种活动,促进成员之间的交流和了解。使得社区成员有很强的归属感。从而增加身临其境互联网应用的对用户的粘度.同时作为虚拟空间之上的协作交流平台，服务于教学、科研等方面人与人、团体与团体之间的协作和沟通，促进教学提升和智慧创新。4.2平台功能该平台提供下面的主要功能：1）面向企业级和行业性的各种应用.互联网平台提供方便灵活的应用和内容的创建和发布工具。使得以较低的开发成本，就可以开发出适合企业和行业的商务应用。同时，可以灵活多变的更改应用逻辑和内容，以适应市场变化.互联网平台提供企业级安全性支持、用户认证和身份管理、开放的业务系统的集成能力、高可扩展性系统架构、高性能运行平台、灵活易用的脚本引擎和良好用户创建内容的管理维护等支持。从而企业可以通过虚拟的世界作为渠道开展业务。可以在虚拟的世界中开展现实世界的业务，也可能因为虚拟的世界产生新的业务。2）与现有业务系统集成。互联网平台有着灵活的机制来与传统应用相集成。这使得身临其境互联网平台可以与区教育局现有平台上的其他子系统，以及其他相关的IT系统,可以有机的集成在一起，实现操作互通，信息共享.从而集成多方面的技术优势，打造旅游创新、服务创新的基础架构。4。3技术架构互联网平台的构架如下图所示,主要包含4大部分：互联网服务器、互联网客户端、身临其境互联网应用开放工具，以及基于平台开发的身临其境互联网应用.（1） 身临其境互联网服务器身临其境互联网服务器包含应用逻辑、内容管理、集成接口、用户管理等模块：l 应用逻辑应用逻辑模块对外提供开发接口.企业应用基于这个开发接口开发应用逻辑,包括用户交互处理、事件处理、数据处理，等等.这些应用逻辑被部署到应用逻辑模块上运行.从而，身临其境互联网服务器就可以对外提供该应用的服务.l 内容管理在身临其境互联网应用中有着多种内容，包括场景描述信息、三维模型、图片、视频、音频，等等。内容管理模块负责存储、分发、更新这些内容。l 集成接口互联网平台可以很便捷灵活的与现有业务系统相集成。集成接口模块提供这样的能力。基于标准协议，该模块定义了一组接口规范。通过这组接口,身临其境互联网平台和其他业务系统就可以实现数据共享、业务逻辑共享等。l 用户管理在身临其境互联网应用中,用户有着多种属性,包括帐号、化身、好友、占有物品,等等。这些属性将在用户管理模块中加以管理.(2) 身临其境互联网应用开发工具提供一套开发测试的支持工具（包括规范、接口等支持)，使得合作伙伴，如其他内容服务开发商，在该平台上进行应用、内容和服务的开发、测试和维护,从而降低开发门槛、节省开发成本、提高开发效率。身临其境互联网应用通过与合作伙伴的共同工作，构建的各种适应于智慧校园的内容和服务.身临其境互联网客户端提供专业的虚拟校园使用客户端，并支持合作伙伴对此进行的客户化定制和维护，提供更适宜于应用特点、访问模式要求的客户端支持.身临其境互联网创新与运营平台提供方案、技术和其他支持,构建一套适用于学校管理维护要求的可视化管理和运维平台.在这一运维平台上随时获得访问情况、用户反馈、workload等多方面的信息,实现“智慧的管理。互联网平台具有如下的技术特色.1）面向企业和行业的身临其境互联网应用开发和运行平台。首先，平台面向企业和行业提供开发身临其境互联网应用的编程界面,包括编程规范、内容（模型、贴图等)创建规范和编程接口.企业就可以遵循编程和内容创建规范，使用编程接口来开发企业级应用.其次,企业应用可以方便的部署到平台上，对外提供服务器。最后，平台提供身临其境互联网应用的开发工具。利用这些工具,企业就可以以较低的开发成本来开发应用。2）高度优化的系统架构.基于这些经验，有着高可扩展性的系统架构，从而可以灵活的增加新的功能，可以随业务增长灵活动态扩容.有着可靠、灵活、高效、安全和优化的通信系统,从而有效降低带宽成本，提高通信效率，提高用户体验。有着可插拔式模块设计的客户端，从而使得用户可以灵活多变的扩展客户端的功能，以适应业务的需要。3）与现有业务系统集成技术。该技术使得企业能够把身临其境互联网和多种现有的业务系统集成在一起,灵活多变的构建出集成化业务系统。从而，既可以节省业务系统开发时间和开发成本，有可以有效的保护现有投资.6