智慧校园系统设计与功能实现

陈立功

摘 要：建设智慧校园，推进学校管理信息化现代化是大势所趋。黄冈某学校通过信息化手段建设高标准软硬件平台、智慧校园软件系统和应用支撑平台。数字化校园全面实施为学校教学，管理和办学效益进一步提高提供重要保障。

关键词：智慧校园；信息化；网络基础设施；软件系统；应用平台

引言

在全球信息化迅猛发展的大背景下，智慧校园建设已经成为教育发展的大势所趋[1]。数字化校园建设的全面实施，将对学校各项工作和师生工作、学习与生活产生深远影响，将显著推动学校的发展，促进学校办学水平的提高。通过实施数字化校园建设将对校内的管理机构的重组、人员的优化等问题有很好的促进，数字化校园的建设将对学校的长期可持续发展产生非常大的战略影响。

基于智慧校园建设的发展趋势，黄冈某学校提出并实施了智慧校园建设，通过信息化的技术手段，立足于师生需求，改善和提升学校的教学环境、科研环境、管理环境和生活环境，为实现教学质量、管理水平和办学效益的进一步提高提供重要保障。通过“数据中心”的建设，提升学校数据整体的质量，为领导更准确的决策提供数据支撑；通过“应用中心”的建设，面向师生提供全生命周期、一站式的服务平台，面向校领导提供辅助决策分析的平台，全面支撑学校发展战略；通过“感知中心”的建设，为师生提供丰富化、多媒介、多渠道、多形式的应用服务。

1 总体架构

学校信息化建设是一项庞大的系统工程[2]。从宏观角度看，涉及教学、科研、管理和社会服务等诸领域；从微观来说，则包括信息基础设施建设、信息资源建设、技术队伍建设、应用系统建设和教师技能培训等[3]。综合分析黄冈某学校的现状及发展需求，站在学校全局的角度总体规划，通过对核心业务流程进行梳理优化，对全校业务流程进行完整设计。

根据学校的业务特点，基于“硬件集群、数据集中、应用集成”的建设理念，遵从于以上的建设模式，并借鉴国内外先进的设计思想与技术方法，采用顶层设计的方法，构建了一个松散耦合的分布式应用体系，在校园“IT基础设施平台”之上，以“应用支撑平台”为支撑，构建校级“信息化应用中心”，所有应用在校园综合门户进行个性化展现；整体数字化校园建设以“信息标准体系、信息安全体系、运维保障体系”为保障，智慧校园系统构架如图1所示。

2 功能实现

2.1 软硬件基础支撑平台

依据项目建设理念，建设智慧校园信息系统需要软硬件基础支撑平台，主要包括硬件方面的光缆线路及综合布线，中心机房建设如软件方面的计算机网络系统。

（1）硬件支撑

光纜线路工程是黄冈某学校信息化建设方案的基础网络工程，是数据及信息传输的基础物理通道，是组建光传输网络的传输媒介。光缆中光纤数量的配置应充分考虑到网络冗余要求、预期系统制式、传输系统容量、网络可靠性、新业务发展、光缆结构和其他潜在的需求及维护用备料的储备。光缆根据组网的需要，纤芯的具体占用情况不同。本设计光缆路由为：从中心机房布放主干光缆至校区内的教学楼、食堂、宿舍及看台等各建筑，主干光缆需求表如表1所示。

黄冈某学校综合布线系统是利用先进的网络技术，将整个新办公楼形成一个集成统一的网络，提供语音、数据和图像通信服务。该综合布线系统采用六类非屏蔽布线产品，主要分为工作区子系统、管理子系统、水平子系统、垂直子系统、主配线间子系统。整个园区网络采用星型组网方式，以机房为中心，通过光缆将各建筑与中心机房相连接。各独立建筑内部设置楼层配线间，线缆经由垂直竖井、水平槽道进入各间教室、办公室及寝室。楼内垂直主干采用12芯或24芯单模光纤，水平部分采用六类非屏蔽双绞线，保障了数据信息安全、可靠、迅捷的传输。

（2）计算机网络

计算机网络系统是建设现代智能校园系统的基础，它为所有的软件系统提供了运行的基础平台，是校园个应用系统运行的基础。数据网子系统主要校区内数据网络工程项目，数据网主要承载业务包括设备管理、支撑系统、多媒体系统、一卡通、会议电视及互联网信息等，该网络在部署有线网络同时还利用无线网络对大空间无线覆盖，满足办公室内移动用户对数据网络接入的需求。网络系统主干汇聚线路为1000M，桌面接入带宽为10/100M。核心交换及分支交换机支持多种QOS、802.1Q、802.1P、802.1N优先级，网络交换设备支持多种ACL算法和应用。

2.2 智慧校园软件系统

智慧校园软件系统是数字化校园建设的核心[4]。智慧校园软件系统建设主要包含信息标准建设、公共数据平台、身份管理平台等基础支撑平台和数字迎新、教务教学管理、学工管理、协同办公、资产管理、财务系统、图书管理、人力资源、掌上校园等管理应用平台。系统基本涵盖学校日常管理事务与工作内容，实现了信息化、数字化、智能化。

信息标准建设是数字校园综合管理平台建设的基础性工作，是保证数据一致性的前提，是学校内部、学校与各级管理部门之间通过数据交换实现信息共享的依据。数据中心平台将遵循信息标准，基于元数据管理建设，全面涵盖学校各方面数据，并实现数据的唯一性、准确性和低冗余。数据中心平台架构如图2所示。

在身份认证模块，为了方便用户记忆和系统维护，本系统采用统一身份认证机制。统一身份认证的核心内容是统一用户认证、单点登录。

智慧校园软件系统管理应用平台实现了学校迎新、教学教务管理、学生工作、办公、资产财务、人力资源等功能。以迎新系统为例，展示系统主要功能实现。

数字迎新系统涉及新生入学各个环节，面向学校各部门、新生及家长的综合管理信息系统。基于先进的网络技术和数据共享理念，在参与迎新的各部门间实现数据高度共享和流动，并明确各部门责任和业务管理范围；在系统运行过程中将学校招生时产生的数据转换为新生数据加入学籍数据库，实现了新生数据与学籍数据的无缝连接，和“一站式”入学服务。

迎新系统涵盖新生入学各项业务，全面支持网络办公，功能全面。迎新系统与数字校园其他系统采用统一的数据结构，从迎新相关各项业务数据库中提取数据，为迎新工作中庞杂的各项业务提供了高度的数据共享和流通，实现了新生入学手续的规范化，新生数据集中管理，各部门实施共享，为学校各管理部门决策提供数据依据。

2.3 校园应用功能实现

校园应用主要涵盖“一卡通”系统、安全防范系统、智能会议系统、公共广播、无线WLAN、LED大屏、录播教室方案建设等内容。以“一卡通”系统为例介绍校园应用功能实现。

“一卡通”系统是以软件、硬件集成的综合信息集成系统，构建在数字化校园之上的统一身份认证、中央共享数据库、统一信息门户等基础平台，与学校其它业务管理信息系统紧密结合，实现数据共享和交换，组成数字化校园的重要信息采集网络，为学校提供实时可靠的信息来源和决策依据。“一卡通”系统由统一的身份认证中心、统一的信息门户中心、统一的公用数据中心及统一的“一卡通”管理应用中心四大部分构成一个一体化的完整系统。

“一卡通”系统具体实现的功能如下：

（1）电子钱包功能：校园内以卡代币，实现就餐、购物、上机等各类消费。

（2）身份识别功能：校园内以卡代证，实现图书借阅、考勤、考试等身份认证。

（3）金融功能：银行卡、校园卡有机结合，银行卡能向校园卡帐户自助实时转帐。

（4）第三方集成功能：与学校现有的应用系统集成。

（5）自助服务：交易情况查询、校园卡挂失、解挂等操作。

（6）自动对账和挂账机制：当出现卡库余额不一致的账户，系统自动对账和挂账。

（8）信息查询与统计：通过帐号和密码登录获取统计信息与报表，为管理决策提供依据。

3 总结

通过实施智慧校园项目，进行信息化建设使得黄冈某学校校园数字信息标准化、校园信息资源数字化、校园应用系统一体化、校园信息应用全面化、校园信息资源丰富化、数字化校园支撑平台集中化、信息化应用推动网络基础设施发展，改善和提升学校的教学、管理和生活环境，为实现学校教学质量、管理水平和办学效益进一步提高提供重要保障。

参考文献：

[1]黄荣怀， 张进宝， 胡永斌，等. 智慧校园：数字校园发展的必然趋势[J]. 開放教育研究， 2012， 18（4）：12-17

[2]宗平， 朱洪波， 黄刚，等. 智慧校园设计方法的研究[J]. 南京邮电大学学报（自然科学版）， 2010， 30（4）：15-19

[3]冀翠萍. 智慧校园信息化运行支撑平台的建设[J]. 现代教育技术， 2012， 22（1）：49-53

[4]胡钦太， 郑凯， 林南晖. 教育信息化的发展转型：从“数字校园”到“智慧校园”[J]. 中国电化教育， 2014（1）：35-39