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近日,科華恒盛攜高端電源產品和解決方案成功中標合肥市第八中學(以下簡稱合肥八中)機房項目,為其關鍵設備提供高可靠綠色電源保障。
合肥市第八中學創辦于1956年,教學設備先進,師資力量雄厚,先后榮獲“國家青少年普法教育先進集體”、“合肥市先進單位”等光榮稱號。
基于本項目廣播室和機房實際負載的技術要求和重要性,科華恒盛提供了高端UPS及其相關的核心部件,依托高端集成技術,設計了包括高可靠并機系統、網絡監控、多級保護和全數字化控制系統,以及綠色環保等多種系統在內的綜合解決方案。該解決方案的實施讓合肥八中廣播室和機房具備超寬輸入電壓范圍、高整機運行效率及保護能力,并可以方便地監控管理和升級擴容等;其高可靠特性,可以有力保障合肥八中關鍵設備的安全、穩定運行。
另外,科華恒盛攜高端電源解決方案成功中標濮陽市滿天星(二期)項目,為其高清視頻監控系統提供高可靠的綠色電源保障。
濮陽市將“滿天星”工程建設納入經濟社會發展的總體規劃中,列為2013年“平安濮陽”建設10項重點工作之首,全市累計投入資金2.3億元。“滿天星”工程按照政府出資、公安機關承建的要求,在全市主次干道、重要路口、案件高發地區、大型場所以及省市縣界、高速公路出口等重點部位建設高清監控攝像頭1446個,整合原來建設的公共監控攝像頭4492個、電子卡口監控攝像頭147個、中小學幼兒園監控攝像頭5100個、全市道路交通監控、電子警察105個,以及全市五縣兩區84個鄉鎮(辦)已建成市縣鄉公安三級技防平臺、社會技防平臺1240個、接網平臺監控點5938個,全市視頻監控攝像頭共達2萬多個,實現了視頻圖像資源監控全覆蓋。
在該項目中,科華恒盛基于用戶機房應用環境和技術要求,提供了高端電源UPS及相關核心部件,為其監控系統提供高可靠的電源保障。科華恒盛依靠高集成技術,設計了超寬電壓輸出值和靈活的組網監控方案,以及由自主專有技術的MMBM智能電池管理功能系統組成的產品解決方案,可極大限度地降低故障,提升整體抗負載和保護能力;減少占地空間,方便公安機關維護和管理;憑借其高可靠智能特性,實現安全、穩定、智能、易于管理的需求。
同時,隨著該項目后期的擴建,科華恒盛還可以提供升級或擴容等增值方案和服務,為構建“平安濮陽”提供持續、有力的支持。
【關鍵詞】物聯網;云計算;智慧校園
【中圖分類號】G40-057
【文獻標識碼】A
【論文編號】1009-8097(2013)02-0109-06
一 研究緣起及項目背景
1 研究緣起
信息技術的快速發展促進了教育觀念和教學方式的變革。隨著物聯網、云計算、移動互聯網等新一代信息技術的發展,隨時隨地的師生互動、無處不在的個性化學習、智能化的教學管理和學習過程跟蹤評價、一體化的教育資源與技術服務、家校互通的學習社區、師生共同成長的校園文化等新型“智慧校園”教學管理模式已展現在人們面前。關于“智慧校園”的研究已成為當前教育信息化領域關注的熱點。
自從IBM提出“智慧地球”概念后,國內外不少學者提“智慧校園”的概念和解決方案。在國外,具有代表性的實施案例有韓國與馬來西亞。韓國教育科學技術部于2011年6月向總統府遞交了《通往人才大國之路:推進智能教育戰略》提案,并于同年10月了《推進智能教育戰略施行計劃》,提出五大戰略舉措:(1)數字化教材的開發與應用;(2)在線學習常態化與在線評價體系的構建;(3)營造教育資源用于公共目的的環境與加強信息通訊倫理教育;(4)加強教師的智能教育實踐能力;(5)構筑基于云計算技術的教育服務基石。馬來西亞政府為促進教育系統的整體性變革于2006年提出的一項宏偉工程――“智能學校”(Smart School)計劃,到2010年,馬來西亞所有的中小學都將轉型為智能學校。智能學校實施計劃有四項目標:提供個人全方位的發展;注重智能、情緒與身體的發展;培育科技的素養能力及建立教育民主化制度。在國內,有學者對“智慧校園”的概念提出了不同的解讀。黃榮懷等認為,“智慧校園”是一種智慧的學習環境。還有學者認為,“智慧校園”是以物聯網為基礎的校園應用。在實施方面,南京郵電大學于2010年實施了基于物聯網的“智慧校園”建設方案,浙江大學、西南大學、成都大學、同濟大學等幾十所高校正在籌劃、實施智慧校園建設;中國電信等移動互聯網運營商實施了基于e卡通的“智慧校園”解決方案。目前“智慧校園”解決方案還處于探索階段,在技術方面,沒有建立統一的“智慧校園”的系統架構和技術規范;在應用方面:物聯網和云計算等先進技術應用處于初級階段,技術、業務、資源、信息、數據與用戶服務的融合度不夠,沒有從如何利用信息技術支持學生的自主學習、協作學習,如何支持師生互動與快速準確反饋,如何支持教師教學決策等方面提出有效的解決方案。
本文以作者主持的佛山市禪城區“智慧校園”示范工程項目為例,闡述如何采用先進的教育理念和物聯網、云計算等先進信息技術構建“智慧校園”系統,探討“智慧校園”系統的基本特征、系統架構、功能模塊、技術路線和實施方法等整體解決方案。
2 項目背景
佛山市禪城區“智慧校園”示范工程是禪城區人民政府于2010年9月啟動、2012年5月正式上線運行的“四化融合、智慧佛山”首批重點示范項目。本項目分別選擇高中(佛山三中)、初中(汾江中學)、小學(佛山實驗學校和南莊中心小學)四所不同類型的學校,建立禪城區“智慧校園”示范工程試點學校和示范系統。
禪城區在教育信息化環境建設、教育資源建設、教師教育技術能力培訓和教育信息化推廣應用方面具有良好的基礎,是“廣東省推進教育現代化先進區”,四所“智慧校園”示范工程學校具有較高的教育信息化建設與應用水平。但由于信息技術發展等歷史原因,項目實施前,禪城區教育信息化建設面臨的主要挑戰在于:
(1)“信息孤島”現象。各個學校的信息化應用系統采用的技術標準、數據規范不一致,缺乏甚至沒有數據共享關系和交換途徑,形成“信息孤島”;
(2)信息系統的綜合服務能力弱,難以實施綜合業務流程和綜合查詢與決策支持;
(3)教育資源存儲分散,數據標準不同統一,資源共享困難、檢索低效,教育資源的數量和質量難以滿足日常教學需要;
(4)信息化建設對提高教學質量和學校管理效率的有效支持不夠。
因此,禪城區教育信息化建設需要一個統一的平臺,統一的技術標準,統一的數據規范來整合各類信息,實現校園內各個信息管理系統的無縫連接。本項目的實施,著重在解決以上問題方面進行探索。
二 智慧校園的內涵與特征
“智慧”(wisdom)一詞是指對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力。“智慧”是一個相對概念,并不局限于人類,任何物體組成的體系都有智慧,只是高低不同。IBM提出的智慧系統特征是3I:即能夠更透徹的感知和度量(Instrumented),更全面的互聯互通(Interconnected),更深入的智能化(Intelligent)。
關于“智慧校園”的特征,國內一些學者提出了不同的解讀。黃榮懷等認為,智慧校園(Smart Campus)應具有以下五個特征:(1)環境全面感知;(2)網絡無縫互通;(3)海量數據支撐;(4)開放學習環境;(5)師生個。宗平等人認為,“智慧校園”的核心特征主要在三個方面:一是為廣大師生提供一個全面的智能感知環境和綜合信息服務平臺,提供基于角色的個性化定制服務;二是將基于計算機網絡的信息服務融入學校的各個應用與服務領域,實現互聯和協作;三是通過智能感知環境和綜合信息服務平臺,為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。筆者認為,“智慧校園”是信息技術高度融合、信息化應用深度整合、信息終端廣泛感知的信息化校園。“智慧校園”系統兼有技術、教育和文化等多重屬性,具有如下9大特征:
(1)融合的網絡與技術環境。實現校園有線網、無線網、傳感網、視頻監控網等多種網絡的融合和多種信息化應用系統的融合,形成一體化的網絡環境和應用環境;
(2)廣泛感知的信息終端。為廣大師生提供一個全面的智能感知環境;
(3)快速、綜合的業務處理服務。能夠對教學、科研、管理的各種業務、信息、數據按照基于流程的方式進行快速、綜合處理,為廣大師生提供一個全面綜合業務處理與服務平臺;
(4)智能的管理與決策支持。具有架構科學合理、低耗高效運轉的學校智能化管理與決策支持系統,能夠對學校的人、財、物、活動、事件和業務流程進行感知、識別、跟蹤、判斷、處理、評價與提示指引;
(5)個性化的信息服務。能提供基于角色的個性化信息定制服務;
(6)泛在的自主學習環境。通過實施有線和無線網絡的全面覆蓋,借助移動學習終端和教育云服務平臺,任何時間可以在學校任何地點在線學習、互動交流和輔導答疑。實現教育無處不在,學習隨時隨地;
(7)智慧的課堂。具有滿足師生個性化教與學需求,實現自主探究、互動教學、協同學習等多種教學模式,并能對學習過程進行動態跟蹤與評價的智慧課堂;
(8)充分共享、靈活配置的教學資源平臺。建有教育云服務平臺,能實現教育資源的按需動態分配和技術服務的充分共享。具有統一的教育資源建設標準和存儲規范,能實現教育資源的高效檢索和智能匯聚。能提供海量的優質教育資源,并與教學系統無縫對接,滿足教學需求;
(9)蘊含教育智慧的學習社區。具有家校互通的溝通平臺和學習社區,教師、學生、家長能夠及時互動,分享教育經驗與智慧。能整合各種社會力量,共同促進學生快速健康成長。
三 智慧校園系統架構
佛山市禪城區“智慧校園”系統的構建是在現有校園網和學校教育信息化設施及應用系統的基礎上,通過應用RFID等傳感技術組建校園物聯網,應用無線網絡技術組建校園移動學習網,實現對校園內的人(教師、學生、管理者、家長及其他人員)、財(學校經費、個人消費等)、物(教學大樓、圖書館、教室、實驗室和教學設備等)和信息(教學資源、教學管理信息、學校公共管理信息、活動信息等)進行識別、傳輸、存儲、處理和控制,為師生提供智能化的管理和個性化的信息服務。
“智慧校園”系統平臺采用面向服務的多層架構模式(SOA),將學校的資源、數據、信息和業務流程,按照基于服務的方式整合起來,使平臺具有很強的適應性、擴充性、維護性和易用性。平臺總體架構如下圖1所示:
智慧校園系統架構包括4大體系4個支撐平臺和8個應用系統。
4 大體系包括標準體系、安全體系、云平臺監控體系和教育云服務體系。
1 標準體系
基于教育云的智慧校園標準目前還沒有統一規范。云計算本身就缺乏統一的標準,在云平臺上運行的應用系統又千差萬別,難以有統一的資源管理、資源、資源應用。因此,本系統平臺的構建首先需要建立一套標準體系。
智慧校園系統標準體系建設分三個層次:信息編碼與數據交換,軟件開發與集成;硬件環境;在線應用。包括:
(1)建立完整的信息編碼與數據規范體系。采用國際通用標準和中國教育信息化標準委員會的制訂的學習技術系統《體系架構與參考模型(CELTS-1)》和《教育資源建設規范CELTS-41》等10個標準以及《智慧校園示范學校自定義信息編碼標準》多種代碼體系相互補充,代碼分層定義,方便用戶分級選擇輸入信息,同時支持代碼擴充、自定義和更新。
(2)軟件開發采用《GB/T19001ISO 9001在軟件開發、供應和維護中的使用指南》、《計算機軟件產品開發文件編制指南(GB/T 8567-1988)》和《角色訪問控制標準ANSI INCITS359-2004》等國際與國家標準。
(3)智慧校園硬件設施標準。采用中國教育技術協會技術標準委員會制定的《多媒體教學環境工程建設規范》。
2 安全體系
智慧校園安全體系建立了包括操作系統級安全、網絡級安全和應用級安全三層安全體系。
(1)操作系統級安全。在操作系統級,平臺使用最新的主流Linux操作系統,啟用Linux的內核防火墻和身份認證機制保障操作系統的安全,基于心跳(Heart Beat)技術檢測系統的崩潰并盡可能自動恢復。如果安全服務系統沒有收到某一計算節點的定時心跳數據流,則說明該節點或網絡出現了故障,此時重新啟動該節點,如果不成功就將該節點排除在計算之外。
(2)網絡級安全。在網絡級,平臺使用下列手段保證平臺的網絡傳輸安全:使用硬件防火墻保障整個云平臺的安全。為了防止教育云平臺系統被非法侵入,在前端計算機安裝雙網卡將內部和外部網絡隔離開。在系統區域網絡中使用在Internet上沒有實際意義的內部IP地址,并用IP偽裝(IP Masquerading)和IP端口轉送(IP Port Forward)技術實現網絡地址轉換。為了防止云平臺與用戶之間網絡通信的被竊取,教育云平臺采用了基于SSL安全協議的擴展HTTP協議HTTPS。
(3)應用級安全。在應用級,平臺使用下列手段保證平臺的應用安全:①可信的單點登錄(SSO)。單點登錄是解決門戶系統安全認證問題的一種理想和有效的認證策略,我們采用的CAS(Central Authentication Service)是Yale大學發起的一個開源項目,作為智慧校園平臺的一個安全而又簡單的SSO安全實現。②云平臺權限控制。為了防止非授權用戶的非法入侵和授權用戶的越權使用,教育云平臺進行各種級別的權限控制,并具備審核功能,自動記錄用戶訪問的情況和操作過程,以備日后查詢。
系統開發中,由于不同身份的用戶其業務處理邏輯不同,如果單獨為每類用戶開發與之工作相對應的應用程序,無疑將十分復雜,也不利于以后的維護工作。為控制系統信息的閱讀范圍和業務辦理權限,系統將用戶劃分為不同的角色,不同的用戶角色具有不同的系統操作權限和查詢權限,通過權限控制為不同身份的用戶賦予與之身份對應的各項操作,屏蔽不能執行的操作調用,以此實現分工負責。系統用戶按照其職務、業務類別、管轄區域,被授予不同的操作權限。操作權限包括數據庫(表)操作限制、業務模塊操作限制、地理范圍限制、數據讀寫操作的限制等。平臺采用專業的用戶細分,針對教育系統的獨特性,研發出一套專業的用戶系統,將用戶根據教育部門,學校,地區,身份,角色,崗位,職位,科目,年級,班級等分類歸檔,并賦予不同功能和權限,同時,云教育的用戶將終身有效。
系統也采用嚴格的權限和隱私設置,用戶可為自己的內容和上傳的資料快速設置或詳細設置讀寫權限。詳細設置可將權限賦予指定地區、身份、年級等細分用戶和指定好友等。同時還為用戶提供私密保護,設置為私密的信息,除了用戶本人,其他任何人包括平臺管理員也無法查看到該信息,最大程度地保護了用戶的隱私。
3 云平臺監控體系
云平臺監控體系建立了包括教育云平臺訪問量數據統計分析、用戶數統計分析、功能模塊訪問統計分析、用戶使用習慣統計分析、用戶在線時間統計分析、流量統計分析等完整的平臺使用監控策略。
4 教育云服務體系
教育云服務體系以教育資源共享為核心形成多層次的服務體系:
(1)基礎設施即服務(Infrastructure as a service)
平臺以服務的形式提供虛擬硬件資源和服務器租用等,使教育相關部門無需購買服務器、網絡設備、存儲設備,只需通過互聯網租賃即可搭建自己的應用系統。
(2)平臺即服務(Platform as a service)
平臺能提供完善的平臺即服務功能,包括云應用支撐服務、云系統支撐服務和智慧校園云服務總線。平臺通過提供二次開發接口、教育軟件定制接口等功能以及開放式的支撐服務功能,提供完善的應用服務引擎和應用編程接口,用戶能通過應用服務引擎,構建相應的教學應用。
(3)軟件即服務(software as a service)
智慧校園服務平臺的用戶和客戶端軟件均能通過標準的Web瀏覽器來使用云平臺上的各類在線服務,用戶不必另行購買軟件,平臺能提供完善的軟件即服務功能。
本平臺通過集成三個層次的服務,能全方位滿足各級學校各類服務的需要。4個支撐平臺包括云平臺基礎設施支撐平臺、云系統支撐服務平臺、智慧校園服務總線和云應用支撐服務平臺。
①云平臺基礎設施支支撐平臺。包括底層的服務器集群、數據倉庫集群、云存儲和監控系統。該平臺為整個系統提供穩定、可靠的應用基礎支撐平臺。
②云系統支撐服務平臺。通過系統中間件和應用服務器進行系統支撐。云系統支撐層能提供業務功能模塊與云平臺層的連接,包括單點登陸、統一用戶授權、統一消息服務、統一數據交換服務、工作流服務、信息門戶服務、統一搜索服務、統一信息服務等云支撐服務。
③智慧校園云服務總線。這是各類學校和教育機構的數據融合和交換中心,包括數據融合、重組、加工、管理、變換和集成,服務感知、消息感知、事件感知、任務調度、服務編排和調度、服務QoS、數字證書等功能。
④云應用支撐服務平臺。該平臺形成用戶的基本信息數據、教育資源數據、師生成長檔案,并提供數據分析和挖掘、教育資源共享等;
8個應用系統分布在教育在線應用服務層,能提供各類在線教育軟件服務,包括智慧校園管理系統、智能教學系統、移動學習系統、數字化實驗系統、教育資源庫、智慧系統文化、家校通系統、數字圖書館系統等在線服務系統。
四 實施方法與技術路線
1 總體實施策略
“智慧校園”示范工程建設起點高、時間緊、技術難度大,本項目通過創新的政產學研合作機制,采用“以政府主導、以產學研為依托、以應用為驅動、示范引領、逐步推廣”的實施策略,邊研發邊建設,由教育主管部門、本地高校和相關專業公司多方合作,組成佛山市禪城區“智慧校園”示范工程課題組,充分利用教育主管部門和示范學校的項目組織管理優勢、需求分析優勢、教學資源建設和推廣應用優勢,高校的系統設計與研發優勢,企業的資金、產品和技術服務優勢,實現強強合作。這種創新的機制和項目推進策略,有利于實施“起點高、時間緊、技術難度大”的項目,為其他示范工程項目的建設探索可供借鑒的模式。
2 系統開發方法
“智慧校園”項目采用的開發方法是基于RUP的迭代開發方法,RUP是一個面向對象且基于網絡的程序開發方法。由于本項目的實施尚無成功經驗可循,系統龐大,且涉及眾多新技術的應用,開發難度大。在軟件開發的早期階段無法全面準確地明確用戶需求,確定詳細技術路線。而迭代式開發允許在每次迭代過程中需求可能有變化,通過不斷細化來加深對問題的理解。迭代開發可有效降低項目風險。本項目開發依據迭代開發方法的核心理念和操作模式,實施過程按“調研-需求分析-原型構建-系統開發-測試-適用評-示范應用-深化應用-總結推”廣9個階段進行。
3 主要實現技術
(1)開發環境和工具。以Linux作為底層操作系統,使用JAVA語言作為主要的開發語言,開發環境為JDK1.6+和eclipse3.7,完全滿足J2EE和servlet2.4+的開發規范,web容器使用tomcat7.0。整個平臺基于SOA方式,采用Apache的CXF作為數據的整合和共享方式,智慧校園各系統的數據互通都是通過該方式實現;該方式獨立于操作系統和開發語言,可靈活部署,兼容性和性能優越。
(2)單點登錄。平臺的各個系統之間的登錄整合以Yale CAS(Central Authentication Service,中央認證服務器)方式實現。Yale CAS是耶魯大學的一個開源項目,Yale cas是目前項目中用到最多的SSO整合方案,該方案提供一種標準的用戶認證服務,實現了單點登錄功能。
(3)Web部署。Web部署使用前端服務器加后端服務器的耦合方式實現,前端使用高性能的Nginx,后端則使用標準的serlvet容器Tomcat實現,Nginx專為性能優化而開發,它支持內核Poll模型,能經受高負載的考驗,有報告表明能支持高達50,000個并發連接數,這樣的搭配可以很好的解決性能和應用的兼容性問題。使用Nginx按照調度規則實現動態、靜態頁面的分離,為了提高訪問性能,以Nginx的ip哈希方式實現了應用的負載均衡。
(4)工作流引擎。使用/BOSS成熟的JBPM工作流引擎作為解決方案,JBPM是一個開源的、純JAVA的、輕量級的支持多種可執行流程語言的工作流程管理(BPM)工作流引擎。
(5)數據存儲。使用分布式的關系型數據庫Mysql Cluster作為關系型數據的存儲,使用分布式的Hadoop作為非關系型數據的存儲解決方案。
(6)云平臺虛擬化。采用Linux的KVM解決方案,KVM虛擬化平臺是linux內核原生的組成部分,它使用Linux自身的調度器進行管理,所以相對于其他虛擬化平臺其核心源碼很少,速度更快更穩定。
(7)網絡性能優化方法。在網絡優化和傳輸方面主要使用gzip壓縮技術、瀏覽器緩存技術、服務端動靜態分離的處理技術和服務端緩存技術;
五 智慧校園示范應用系統
智慧校園示范系統基于教育云平臺構建,包括智慧校園管理系統、智能教學系統、移動學習系統、數字化實驗系統、教育資源平臺、智慧校園文化系統、家校通系統和數字圖書館系統。
1 教育云平臺
教育云平臺是智慧校園的底層支撐。采用先進的虛擬化技術,通過租用世紀互聯的硬件服務,構建了禪城區全新的、動態擴展的、分布式存儲教育數據中心。教育云平臺建立了統一的單點登錄系統,實現了用戶界面整合、業務流程整合和系統數據整合,為禪城區所有學校師生提供了統一用戶授權、統一信息服務、統一數據交換服務、工作流服務、電子表單服務、數據存儲與計算服務、教學資源共享服務等硬件、軟件和應用服務,避免了重復建設,大大提高了資源與技術服務的利用率。
2 教育資源平臺
教育資源平臺是七個子系統的接入口。通過整合全區各類學校的教學資源、建立了涵蓋中小學各學科的素材庫、課件庫、教案庫、電子教材庫、試題庫、名師講堂庫、同步視頻課堂庫等優質的教學資源,實現了跨校共享。教育資源平臺具有良好的用戶體驗。支持教學資源的智能管理、智能檢索和智能匯聚,用戶可以對資源進行訂閱與推薦,可以設定資源的訪問、下載的權限,保護知識產權。支持動態生成作業和試題,并具有作業、作答、批改、查詢、修改、刪除和統計分析功能;支持動態組卷,具有試卷、作答、批改、查詢、修改、刪除和統計分析功能。
3 智能管理系統
智能管理系統以先進的物聯網技術為基礎,實現了校園進出人員身份管理、考勤管理、學校資產監控與數據泄密管理、辦公管理、教學活動管理、教學設備管理、教務管理和安防管理智能化。智能管理系統提供智慧校園各個業務系統的單點登錄接口和用戶管理配置。辦公管理系統根據學校管理架構和業務流程定制開發,包括公文管理、個人事務管理和統計查詢系統。實現了辦公業務全流程的跟蹤管理、統計查詢和輔助決策。教學活動管理系統提供各類校園活動申請、安排,跟蹤和查詢等功能。教學設備管理系統提供設備申購、入庫、報損、借用、領用、維修管理、賬物卡管理、重要設備跟蹤管理和統計、查詢等功能。教務管理系統提供智能化的教學排課、成績錄入、教務信息、查詢、教學評價、成績統計分析等功能。
4 智能教學系統
智能教學系統依托教學資源平臺,為教師編寫教案、制作課件、批改作業和輔導答疑提供智能化服務。包括智能備課系統、互動課堂系統、輔導答疑系統、電子作業系統和綜合評價系統五部分。
智能備課系統提供了基于教學流程選擇、備課資源智能匯聚、輕松編輯素材、快速制作教案、自動生成教學網站的智能備課功能。讓老師備課像寫博客一樣輕松省力。
互動課堂系統由教師電腦、電子白板、短焦投影、實物展臺、錄播系統、電子書包、無線網絡和智能講課系統組成,為老師開展互動教學提供了先進的教學環境。利用智能講課系統,老師可以按備課的教學流程在電子白板上點播素材、任意調整播放窗口、任意書寫,既像寫黑板一樣輕松自如,又能隨時保存。在課堂練習環節,老師通過電子白板把題目發給學生,學生利用電子書包接收、作答,提交答案,老師可以在白板上看到每個學生的答題結果,及時、精確地掌握每個學生的學習情況。課堂練習的結果可以保存在課堂學習檔案。學生利用電子書包按照老師控制的課堂活動進度自主學習、練習、提問和作筆記等。
課堂錄播系統可以將教師的授課過程自動錄制成視頻,供學生課后復習,也可以實現“翻轉課堂”。
輔導答疑系統直接建立了老師和學生之間的信息交流。
電子作業系統提供了覆蓋各個年級各學科的作業庫和試題庫,具有作業布置、提醒、作答、批改、統計分析功能和自動組卷、智能評分功能。
綜合評價系統提供了學生平時成績、課程作業、考試統計分析等信息,為老師教學決策提供了重要依據。
5 移動學習系統
移動學習系統主要電子書包、手機等移動學習終端為載體,基于統一的教育資源平臺支持,實現任何時間、任何地點的個性化學習。移動學習系統能夠為移動學習終端有效地呈現學習內容并且提供教師與學習者之間的雙向交流,具有提供隨時隨地地學習環境和學習情境的功能。主要包括:電子教材閱讀、課堂筆記、課件下載和信息訂閱、教學視頻點播、作業下載和提交、輔導答疑、考勤信息和成績查詢、學習工具等。
6 數字化實驗系統
數字化實驗系統主要由傳感器、數據采集器、計算機、實驗教學平臺和多媒體互動投影系統組成。實現了從實驗數據采集、傳輸、處理和生成輸出全過程數字化。為學校師生創設了開放、協作的科學探究實驗環境。系統還具有實驗教學管理、實驗設備管理、實驗室開放管理和實驗成績管理功能,并與智慧校園其他子系統無縫對接。
7 家校通系統
家校通系統實現了家校溝通無障礙。老師和家長之間,可以直接使用家校通系統互動交流。譬如學校向家長報告學生在校情況,通知,布置作業,家長查詢學校的規章制度、課程安排,或與老師一起切磋教育心得等,十分便捷。
8 智慧校園文化系統
智慧校園文化系統包括校園多媒體信息系統、虛擬校園交互式演示系統和智慧學習社區三部分組成。智慧校園多媒體信息系統以數字化方式展示學校形象與文化特色。即在學校主要場所與主要通道,應用電子顯示屏展示校園文化特色、辦學理念、校園動態信息、教學活動信息、樓層、場所導覽信息、宣傳表彰、通知公告等。虛擬校園交互式演示系統通過虛擬現實技術逼真再現校園的地形地貌、建筑物、綠化、運動設施及場地等,并可以在校園主頁以各種方式進行導覽,展示學校形象;與智慧校園共用同一個數據庫系統,讓管理者隨時隨地直觀地了解學校的資產情況,實現資產管理,還可輔助實現消防安全管理;智慧學習社區整合了博客、QQ等多種功能,為學生、教師和家長提供了一個便捷交流互動的平臺,包括智慧講壇、創意樂園、智慧活動、名師支招、智慧之星等,為廣大教師交流教學經驗,分享教學智慧,為學生分享學習心得,開展科技創新活動提供有效的支持。
9 數字圖書館系統
數字圖書館系統是為了適應圖書館未來的發展要求,滿足示范學校對館藏資源充分共享、高效管理等方面的實際需求構建的。本系統包含了目前圖書館管理業務的每個環節,具備系統圖書采訪、圖書編目、圖書流通、期刊管理、公共查詢、系統管理等功能,并與本區e卡通系統無縫對接,實現成員館館藏資源的互借、互還和互通。
六 結束語
“智慧課堂”的智慧終端搭載了1.05GHz主頻的OMEP4460雙核CPU智能平板,設計簡潔輕便,10.1英寸的廣視角IPS液晶屏幕,能夠帶來更清新的視覺效果和更廣的可視角度,Micro HDMI輸出端口可以方便地連接投影儀、顯示器及液晶電視機等外部設備。還有Wi-Fi功能和續航13小時的優點,能夠隨時隨地接入“智慧課堂”的云平臺,讓學習者通過更加簡單、直觀、有效的方式獲取教學資源,并能夠分享、互動,便于教學機構在每個環節及時地控制和管理。通過Wi-Fi或3G無線網絡的接入方式讓校內校外的各類終端設備高速、穩定地連接到中央服務器。通過利用該公司的教育軟件,提升教學質量,提高學生的學習效率,激發學生的求知欲望,大幅度地促進“教與學”的良性循環。該公司還正在優化UI(用戶界面)設計,增強系統終端的應用體驗。相信它將成為未來課堂信息化的風向標。
其實,就當今技術發展的趨勢看,還能讓這個“智慧課堂”更精巧。觸控功能使得所有操作進一步簡化,用戶只要“觸我所見”,電腦就能“知你所想”,用戶對屏幕“指指點點”,就能讓心中所想的效果得以實現。分享也變得很輕松,無論是通過轉屏模式、雙屏模式,還是平板模式,無論是Excel還是PPT報告,用戶都可以用輕松的方式分享嚴肅的內容。這種觸控方式讓人感到更有主動權和掌控權。還有所謂的“感知計算”將能夠使我們用聲音及手勢等方式管理設備,面部識別、傳感器等也將幫助用戶以更具有交互性和更加個性化的方式對屏幕進行操作。體感3D技術可通過攝像頭讓計算機終端捕捉到人體上半身的九個動作點;用左右手的自然揮動、分開、合攏、舉起、放下等動作,實現對圖片、音樂、視頻的控制等,人們也可能將要放棄鼠標。暢想一下,有了這樣的裝置,學生說句話就能喚來想看的一段視頻;畫個十字,將屏幕四分,就能顯示四塊不同內容的分享;用語音輸入替代鍵盤操作;打一個手勢就能把自己的觀點公開……
但這種高級的軟硬件大集合,真的賦予了課堂“智慧”嗎?“智慧課堂”是多么應時、可喜的一個解決方案!我們的教育就是太缺乏智慧。君不見,各類考試特別是高考,多年來讓我們如鯁在喉,就是沒有智慧將它化解,讓教育改革踏上寬闊的通途;君不見,一個個不同特質、鮮活靈動的孩子,硬是要放在固定的教育模具里沖壓,就是沒有智慧讓他們個性自由奔放地成長在百花爭艷的世界。以最尖端的信息技術軟硬件構建起來的這個“智慧課堂”,能有足夠的智慧圓滿地使教育走出上述困境嗎?
自從有了物聯網,“智慧”一詞陡然流行起來,“智慧商務”、“智慧城市”等,不一而足。那么不妨看看其他領域的“智慧”,給教育“智慧”一點借鑒。
案例一是福州的“智慧城市”。政府獲取海量真實的城市運行情況數據,充分了解市民的需求,從而做到快速反應、科學決策。比如,通過反映市民問題的“大點地圖”(在地圖中將市民行為事件數據分類呈現,形成分布圖)能夠快速了解哪一類問題經常發生、哪個地區經常發生問題,然后根據統計數據,設計出預測性的城市管理措施,消除各類隱患。借此,政府可以提高城市的管理水平,提高執行能力,更好地為市民服務。
案例二是香港中文大學市場系教授、市場工程中心主任劉建南博士講的一個護膚品公司的故事。該公司在開始做產品營銷的時候,只是一味地把產品推到客戶面前,而不去持續跟蹤并與之保持有效互動,造成客戶流失。該公司期望展開有效營銷,將產品推廣至最佳的用戶人群,使其了解公司產品進而產生購買的欲望,并最終達成交易。為了實現這個目標,該公司將智慧解決方案引入自己的客戶關系管理計劃中,幫助公司記錄看似碎片化的客戶信息,通過整合和分析,形成“客戶俱樂部”式的精準會員管理。借此分析數據,市場營銷人員得以了解哪些客戶對哪種產品有興趣,并由此針對每個客戶的獨特需求,進行個性化營銷。這些數據包括客戶的性別、年齡、購買能力等,還能鎖定客戶需求細節,比如,其購買的護膚霜將在多久時間用完。基于此,確定向客戶展開營銷的適當時間和適當的營銷級別。
智慧商務方案準確劃定了營銷活動的目標人員,幫助公司提升了營銷業績。在該行業主題營銷、節日營銷、體驗營銷等計劃的實施過程中,公司將客戶信息和消費數據與客戶進行針對性的接觸,有效降低了營銷活動的成本。
以上兩個案例有一個共同點,那就是“大數據”。什么是“大數據”呢?簡言之,就是從各種類型的海量數據中(結構性數據、非結構性數據、半結構性數據),快速獲得有價值的信息。福州市政府從廣大市民的日常生活中,把他們行為的點點滴滴轉化為數據,分類存儲。其中一部分和位置有關的,制成“大點地圖”用來消除各類隱患。消除隱患的舉措不是來自政府的命令或代議機構的投票,而是實實在在地來自市民習慣的自主自愿行為。多年來的被管理者終于有了自,而那些管理者卻成了順從民意的服務者。“大數據”的智慧為人類的政治生活開啟了嶄新的一頁。在“智慧商務”上,則是依靠客戶消費行為數據決定營銷策略的。我的消費我做主,徹底顛覆了那種配給意味十足的商品交易。本來作為買家,并不是為了給廠商創造利潤才來遷就賣家的貨物進行購買,而是你滿足了我的需要,我才允許你賺取利潤。在物質極其豐富、信息暢通無阻的情況下,“大數據”給每個人都賦予了“產銷者”的品質。這將是一個新社會結構的萌芽。
“智慧”是需要高瞻遠矚的,是有創新基因的。“智慧城市”和“智慧商務”都具有這樣的品質。“智慧課堂”在玩轉信息技術的軟硬件設備上的確高超絕妙,達到了極致。學生可以流利地輸入,及時地分享,迅速地搜索資源,隨時隨地地瀏覽網頁,接入云平臺。聰明是不用說了,但就是沒看見將學生的這些行為進行數字化存儲,從數據中挖掘學生的心理、稟賦、特長、興趣和他們真實的需要,從而有的放矢地提供最精準的教育服務。人有高矮胖瘦、黑白俊丑,在氣質性格、成長環境上也是千人千面。教育“大數據”就能全面地揭示這個萬花筒,根據學生的行為數據有針對性地推送資源,制定個體的教育策略,進而做出符合實際需要的評估。
自古以來,學生總是處于被教育的地位。他們只有委屈自己的聰明才智就范,因材施教也是在一定條件下才能實現。教育“大數據”讓學生獲得主體地位,改變數千年來的一貫秩序,這才是真正的教育智慧,這個智慧源于教育的“大數據”。
聯想集團和科大訊飛近日在北京簽署了戰略合作協議,雙方將聯合推出面向普教領域的“聯想-訊飛”智慧課堂整體解決方案,并通過雙方渠道體系的合作,努力實現“智慧課堂”系列方案在全國教育行業的推廣。
據聯想集團副總裁、中國區商用業務銷售總經理葉明介紹,這次聯想-訊飛智慧課堂解決方案是基于聯想平板設備作為硬件平臺,搭載了科大訊飛應用軟件的定制化一體解決方案。該方案可以實現在課堂上的互動交流、在線評測、教學效果評估等內容,是一套完整的教、學、練、評和具有智能大數據元素的互動教學平臺。同時,雙方將在面向市場、面向行業、面向渠道的體系有更多深度的合作,以實現資源互用以及優勢互補,更好地共同推動智慧課堂在全國教育行業的應用。
“智慧課堂”需新的學習工具
聯想集團中國區商用業務移動互聯行業總監王磊指出,在技術不斷發展的情況下,教育行業已經從傳統的紙筆時代進入到了電腦時代,又從電腦時代進入到了移動互聯的時代。智能終端可以進行信息的采集,然后通過云計算、大數據的手段進行分析,老師能夠個性化地去了解每一個班、每一個階段學生的關注點、難點和重點,進行個性化的推送,從而實現有針對性的教學。
科大訊飛高級副總裁徐玉林表示,國家在推動“三通兩平臺”的建設,“校校通”和“班班通”大概已經實現60%-70%,而政府的下一步精力就要解決“人人通”,而“人人通”的硬件基礎就是老師和學生要有智能終端。
共助中國教育信息化發展
徐玉林指出,目前中國中小學生的人數已經達到1.5億-1.6億(不包括老師在內),是一個非常大的市場空間。教育行業如今是處在時展歷史節點上。科大訊飛和聯想在這個時間節點上進行了非常有意義的合作。
葉明表示,教育行業是聯想非常重要的行業:“過去三十年,聯想基本上見證了整個教育行業信息化的一個過程,無論是早期國家普教方面的農遠工程,后來的薄改項目,以及正在進行的各級機構教育云平臺建設、“人人通”等項目,還是在虛擬平臺高性能計算等領域,聯想在教育行業有著很多的項目,也累積了眾多客戶,有眾多成功的案例。當然,我們也見證了整體教育市場上我們的客戶在過去三十年里共同提升教育科技信息化的進展和過程。”
聯想根據教育市場的變化,特別是根據信息化的發展情況,今年提出了“雙態IT”技術理念,旨在打造穩定可靠與靈活敏捷并舉的整體解決方案,共同支持教育行業信息化的進程。科大訊飛在教育行業也有著多年的耕耘。據徐玉林介紹,科大訊飛在14年前開始做普通話的等級考試,后來延伸到英語的口語和聽力考試和語言類學科教學和學習,隨著國家倡導,科大訊飛又積極投入“三通兩平臺”的建設中。
“科大訊飛主要面向平臺的構建、資源應用平臺、教學考評軟件應用方向發展。現在全國大概有十幾個省級資源平臺是科大訊飛建設的,地市級縣區級平臺非常多,以百為單位的數量,都采用了科大訊飛的教師產品、學習產品、考試產品以及教育評價產品等。目前全國大概有8000多萬老師和學生使用我們軟件產品應用于教學和學習。”
據介紹,科大訊飛之前已經創立了訊飛教育信息化研究院,近期還將投入10億元,為超過1000所學校提供智慧課堂應用服務。這當中不僅包含一線城市,還包含教育資源相對短缺的西部地區。此次與聯想合作,就是要形成技術、渠道、服務的合力,把用戶體驗好的方案在全國普及。
大數據+智能硬件=營銷必備利器
像手機這樣的智能設備不僅是人們時刻不離的隨身物,更是生產數據的來源。而如今,大數據已成為企業中與資產、能源同等重要的戰略資源。如何從海量數據中挖掘有價值的洞見、更準確地預見未來,成為企業營銷管理工作的重中之重。
人臉識別作為用戶ID
微軟小冰今年夏天重回朋友圈,解密了一個全新黑科技“合影解密計”。該技能就是人臉識別技術通過性別、年齡、顏值、面容相似度、姿態趨向和細微的人類小動作,進而扒出照片中隱藏的八卦關系。
這只是人臉識別技術的初步應用,現在人臉識別技術已經能夠做到比較精準的識別。未來,在用戶同意的情況下,人臉也可以作為身份識別的ID。
過去導購人員需要觀察一位進店客人的穿著、行為等,初步估算該顧客的客單價,大致猜測他可能會購買的東西;通過跟顧客聊天交流猜測用戶的喜好,進行推薦。
有了智能硬件之后就大有不同。企業獲取顧客人臉識別的信息,通過智能眼鏡或是耳機告知導購。導購看到消費者的時候已經知道了他是誰、他的喜好和他過去的消費記錄。
智能硬件在這里是作為大數據的出口。智能硬件調用了過去的數據,將大數據平臺給的推薦,經過導購人腦處理再推薦給用戶。導購從跟客戶打招呼開始就能像老朋友聊天一般地進行溝通和推薦。
數據安全需要環環把關
數據技術發展到IoT和O2O時代,智能硬件是大數據重要的入口和出口。用戶大量的個人信息、行為數據和消費數據等都被企業收集起來。
在享受數據帶給企業營銷的便利的同時,對數據安全的把控也是需要著力鉆研的部分。數據安全包括網絡、接口等技術安全問題以及企業內部的數據管控問題。
網絡基礎設施安全。基礎網絡是很重要的部分。很多時候大數據出現安全問題都是因為基礎網絡被攻破、被盜取了應用授權或管理員授權而造成數據泄露。另外,智能硬件與互聯網和云端大數據的配合會讓數據傳輸經歷層層接口。
手機應用上的SDK(數據采集包)是否安全,決定著數據會不會在本地就被盜取。采集端的安全需要特別設置,保證它有驗證,能自我檢查,自我升級。在數據上傳到云端的時候,云端和客戶端的接口安全也需要特別注意,防攻擊、防篡改、防模擬登錄這些保障都要測試。
大數據本身也可以對這方面做監控。因為正常上傳的數據流一般都會有固定的模式,如果上傳時發現異常數據流,也可以將其識別出來,進行反攻擊。國外現在有一些創業公司就在專門進行這一方面的應用研究。
關鍵詞:云教室;桌面云;CenDesktop
在教育領域,傳統PC教室造價高昂、維護困難、難于管理。針對傳統教室之殤,升騰提出的云教室概念,實際上是要創造一個智慧教學環境,這種智慧教育環境可以減輕學習者認知負載,從而可以用較多精力在較大的知識粒度上理解事物之間的內在關系,將知識學習上升為本體建構。簡言之,云教室的本質是拓展現實校園的時間和空間維度,提升傳統校園的運行效率,擴展傳統校園的業務功能,實現教育過程的全面信息化,從而達到提高管理水平和效率的目的。
1 需要考慮的問題
(1)基于教育機構管理者的考慮,綜合成本,包括硬件、軟件、管理、能耗。(2)基于教室與學生的考慮,應用于體驗,包含易用的人機交互界面、豐富的桌面體驗。(3)基于IT管理者的考慮,靈活的建設與優秀的管理,包含統一管理界面快速故障恢復,快速統一的升級,桌面健康,與未來的教育云計算的結合。
2 存在的問題
傳統的電子教室都采用PC電腦+還原卡的方式進行建設,技術陳舊,特別在中小學更容易出現以下問題:(1)還原卡依賴PC本地硬件,一旦出現硬盤故障,電腦就無法開機工作。(2)還原卡是一個硬件產品,容易出現硬件單點故障,損壞后更新維護麻煩。同時還原卡不合適部署多個操作系統,所有的軟件通常都部署在一個鏡像中,影響終端機器性能。(3)同一批還原卡只支持相同型號、相同版本、相同的計算機配置的硬盤管理,不能實現多個不同計算機型號的連網管理,由于教學需要,發生教學應用更新時,對不同網絡、不同型號計算機只能對每個機房進行更新,工作量很大。(4)由于還原卡對操作系統進行了保護,造成計算機性能下降,還原卡進入保護狀態下,不能保留病毒定義碼或補丁升級,要想實現病毒庫及教學應用更新或升級需要全部對傳,且無法跨網對傳。(5)還原卡通常需要保留本地硬盤上的一個分區作為重啟不還原,便于學生存放個人資料。這個分區很容易出現病毒,導致病毒在校園網中交叉感染。(6)還原卡處于系統底層,對校園網終端電腦可能出現的arp病毒攻擊、學生考試作弊、網絡資源濫用等行為無能為力,很難滿足校園信息化發展的新需求。
3 解決方案
升騰CenDesktop云教室解決方案是升騰自主開發的桌面云整體解決方案,方案基于VDI技術實現,方案由云主機、云桌面交付控制器(Centerm Desktop Controller)、學生機、教師機,云桌面連接協議Xred、網絡組件以及基于VDI技術開發并優化的多媒體教室軟件等組成。具體情況如圖1所示。
3.1 云主機
云主機采用超融合架構設計,計算、存儲整合在1臺2U的標準機箱中,虛擬化平臺采用由升騰基于開源XenServer開發的服務器虛擬化軟件。
3.2 云桌面交付控制器(Centerm Desktop Controller,簡稱CDC)
升騰自主開發的云桌面交付產品,將云主機上的云桌面交付給教師和學生,是桌面虛擬化解決方案中的中央平臺。通過在云計機上部署軟、硬件,使用戶通過云終端或者其他任何與網絡相連的設備來訪問云桌面。主要包含:(1)管控用戶和云桌面之間的連接。(2)管理虛擬桌面的狀態以及向終端用戶交付虛擬桌面。
3.3 學生機
每個云教室配置50-60臺學生云終端,云教室終端通過Xred協議連接訪問云主機上云桌面,具備良好的兼容性和用戶體驗。
3.4 教師機
每個教室配置1臺教師機,在教師機本地安裝多媒體教室軟件教師端程序及所需教學軟件。
3.5 云桌面連接協議(Xred)
升騰自主開發的云桌面交付協議,專為桌面交付而構建,無論最終用戶執行什么任務,處于何位置,均可為其提供極佳的桌面體驗。該協議與升騰云計算終端無縫結合,對于客戶的各類需求進行快速響應。
3.6 多媒體教室軟件
升騰基于云桌面架構開發的多媒體教室軟件,解決了傳統PC架構的多媒體教室軟件在云桌面模式下應用效果不佳等問題。具有如下特點:(1)功能完善,易操作。(2)強大視頻廣播性能,帶來流暢云教學體驗。并發60點極致體驗:1080P大圖片PPT屏幕廣播,無格式限制1080P全高清視頻廣播。(3)強大的管控能力,保證學生上課質量。(4)快捷鏡像切換,一鍵開關學生云桌面,一鍵關閉云主機。教師在教師機控制臺即可完成學生機桌面的統一、快速切換,如從數學課系統切換到語文課系統鏡像。a.點擊“上課”后,系統將讓老師選擇本次上課的課程。選擇一個課程后,學生云桌面將自動從該模板啟動(若已從模板啟動,則不進行其它操作)。b.下課時,老師只需點擊“下課”按鈕,所有學生云桌面將自動批量關閉。c.放學后,老師可點擊“放學”關閉云主機以節省能源消耗。
部署升騰資訊有限公司CenDesktop云教室方案后,其快速部署和彈性分配的云桌面特性使得新的電子機房擁有傳統電子機房無可比擬的優勢:
一鍵式的故障恢復機制:在實際使用中,因誤操作而造成系統崩潰,或因多軟件、多版本之間沖突而造成終端藍屏死機現象時有發生,升騰虛擬終端管理系統采用虛擬化技術,將操作系統和所有服務都集中在服務器上。不論客戶端操作系統因何種原因出現故障(如軟件版本沖突或誤操作等)均可通過重新啟動而瞬間得到恢復。
關鍵詞:智慧校園;網絡架構設計;設備選型;技術優化
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)19-0024-02
荊州職業技術學院的校園網自2002年建設以來,沒有大的改進,還停留在1.0時代。即百兆出口、千兆核心和匯聚、接入采用有線連接方式,校內只提供了門戶網站、教務系統、CRP辦公平臺、食堂刷卡等應用,已經遠遠不能滿足現在教學和生活的需要,且多個系統相互分離,數據不能共享。
1網絡架構設計,突出創新和拓展
通過對師生需求的分析,結合本院的實際情況,突出“智慧”,經過多個建設方案的參考后,決定從網絡架構上實現根本改變,從1.0跨入到2.0時代。
方案采用無線全覆蓋模式,即出口、核心、匯聚、數據中心采用全萬兆接入,千兆到無線節點,公共機房和重要實訓場所千兆光纖與匯聚直連,無線補充;服務器采用虛擬化技術,整合硬件平臺,并在出口加裝負載均衡和七層防火墻等安全設備,提升安全防護能力;一卡通、安防系統、應用服務器在數據中心互連,由大數據分析系統統一調度,為決策平臺提供依據;用戶接入實現實名制、扁平化,可在自己的移動終端上查詢所需的數據和報告;門禁等系統可利用無線平臺或專線實現車輛出入管理、會議簽到等功能。
此方案不僅將無線由輔改主,強化了安全性,而且還滿足今后數字錄播、教學資源、等級保護等需求的應用。
2設備選型,突出高效和統一
在設備的選型上,按“三橫三豎”的原則。“三橫”即VPN、出口、數據中心,“三豎”即核心、匯聚、接入。
VPN由出口設備自帶,可實現與其他校區邏輯上互聯,也可方便校外的老師訪問校內資源。
出口采用多臺設備,包括下一代防火墻、路由器、行為管理、流量控制、防網關等,也可由出口網關統一實現。由多家ISP提供鏈路接入,實現G級高速訪問。
數據中心集數據與網絡為一體,為核心硬件提供了安全保障和可靠的運行環境。
核心采用CLOS架構的雙萬兆核心交換機,通過配置VRRP命令,實現交換機虛擬冗余鏈路,保障匯聚的接入。無線管理器又可管理全院的AP設備,實現動態策略的配置。
匯聚采用萬兆交換機,與核心交換機實現萬兆互聯。為今后的翻轉課堂、慕課等新教學形式和教學資源庫的調用提供了傳輸帶寬保障。
接入交換機和AP全部使用POE技術,通過單根屏蔽雙絞線就可實現數據與供電的雙傳輸,減少了綜合布線的施工難度,提升了接入的可靠性。
在這個網絡平臺上,一卡通、門禁都可借用此平臺的傳輸線路,即減少了施工成本,又方便了在某些不便施工的地點,采用AP接入的靈活方式。
安防因特殊性,使用單獨布線,但攝像頭還是采用POE供電、H265壓縮,接入主機按樓宇進行分布,最終在數據中心進行實時備份。學院領導可通過校園網進行實時查看和調用。
除了架構的調整,還在設備選型、綜合布線等方面設計了技術標準,保障的設備的先進性和冗余性。
3技術優化,突出安全和融合
硬件只是平臺的保障,技術才是實現的關鍵。在此方案中,我們分別采用了服務器虛擬化技術、存儲虛擬化技術、鏈路聚合技術、虛擬冗余鏈路技術、虛擬防火墻技術、數據挖掘技術、數據關聯篩選技術、人臉識別技術、電子巡更技術、精準定位技術、扁平化技術等。將硬件設備自身的特性和服務器等技術有效的結合,為“智慧校園”提供了數據保障和決策分析。
虛擬化技術是目前數據中心采用的最為廣泛的技術,本院在數據中心建設方案中也采用了此技術。通過服務器虛擬化和存儲虛擬化,將升級的老服務器與新購服務器實現了硬件平臺的整合,不僅保障了原有服務器的應用,還利用空余資源實現了多虛機的備份,提高了數據安全性,節省了數據恢復時間。通過加設負載均衡,在數據讀取的高峰期,保障了數據讀寫的速度,減少了死機、卡機等現象。
因為我院網絡應用都是基于WEB平臺的開發,所以四至七層的防護尤為重要,國家也有相關安全等級保護的要求。我院在數據中心的出口處加裝了一臺下一代防火墻,實現了網絡的2.0架構和出入數據的安全保障,防護了來自校園網內部的攻擊,為以后的網站群建設提供了基礎。
虛機之間的平行安全也很重要,一個虛機被攻破后,可能會對共享的數據實施破壞。如果共享數據放在存儲上,又會引起一系列的安全問題。H3C的CAS、RUIJIE的VSD、SANGFOR的VAF、VMware的vShield Endpoint等產品都提供了相關虛機安全解決方案。總體來說分為兩種,一種是虛機內部安裝安全軟件,提供分布式防護。這樣會占用部分虛機資源,而且還需要一臺主機提供管理。一種是界定虛機訪問流向。指定虛機訪問數據必須通過安全硬件的檢測后才可回流。這種方案需要強大的外部設備,并占用更多的帶寬資源,會提高虛擬化成本。
我院在方案設計時考慮到了數據中心的建設成本、虛擬化技術實施條件等因素,最終采用了虛機內部提供分布式防護的方案。
為了實現扁平化,我們將DHCP設立單獨的虛機,認證管理也由接入層提升到了核心層。
本方案除了全萬兆核心、全POE供電、全虛擬化、全高清等技術標準外,還提出了“全融合”的概念。此“全融合”并不是硬件廠商提出的服務器硬件和軟件基于KVM技術的虛擬一體化方案,而是將多個不同系統數據庫的相關字段進行有效挖掘、整合成一個大的數據庫,在終端、手機APP、決策平臺上能提供有效的查詢,打破傳統的“三家分天下”,即CRP和教務、運維認證、一卡通三大系統數據庫平臺數據不能統一實現的不便局面。
4方案實施,突出標準和實現
整體方案定型、設備選型、技術定位后,就是具體實施了。在實施的過程中,我院要求五個“統一”。即綜合布線標準的統一;配件品牌的統一;施工進度的統一;工程師進場要求的統一;運維服務的統一。只有統一規劃、統一標準、統一建設,才能有效地保障新學期前能順利投入使用。
5結束語
“智慧校園”是一個大的課題,也是一個長期建設的過程。現在的“智慧”也僅是有限的“小智慧”,只有不斷的建設、提升、融合,才能逐漸實現校園的“大智慧”。
關鍵詞:智慧校園;微信企業號;信息化建設
互聯網+時代的到來,推動了高校移動信息化建設的發展趨勢。我國《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》中明確提出利用信息化手段提升學校服務師生的能力和水平。智慧校園下的微信服務平臺不僅僅為高校信息化建設提供了一個移動信息平臺,更能與學校合作打造一個生機勃勃的移動智慧校園生態系統。高校師生對微信數據的高訪問量和活躍度,充分證明了對校內移動信息服務存在著迫切需求。微信服務平臺將使學校在互聯網+時代擁有自己特有的互聯網服務平臺。
1微信企業號簡介
微信企業號是微信為企事業單位提供的移動服務,旨在提供企事業單位的移動應用入口。它可以幫助師生建立與校內系統之間的連接。高校利用企業號可以快速、低成本的實現高質量的移動應用,實現管理、教學和生活的移動化。企業號作為智慧校園移動化解決方案,相比高校自己開發APP具有明顯的優勢。可以實現快速移動化辦公。高校在開通企業號后,可以直接利用微信企業號實現移動辦公。開發成本較低。僅需要按照企業號的標準API與現有系統進行對接即可。零門檻使用。用戶微信掃碼關注即可使用,在登錄微信后,可以隨時隨地處理校內消息。
移動校園平臺與傳統數字校園相比.擺脫了電腦和有線網絡的束縛,加上定位和指紋識別等硬件功能,能夠為用戶提供更加豐富多彩的移動服務。微信企業號作為移動智慧校園的重要組成部分,旨在為高校搭建一站式、全生命周期的官方移動服務平臺。它整合了新的交互方式與服務形式,挖掘原有的數字化建設資源,打造具有生命力的官方移動服務平臺。微信企業號還具有用戶免安裝、推廣速度快、更新便捷等優點。
2設計方案
2.1整體架構設計
本文設計的微信服務平臺包括后臺管理中心和消息推送中心兩大模塊。管理中心主要負責接口的封裝和功能模塊調用,具體內容包括:整理原有數據,優化數據接口、補充統一認證、細化統計分析等。C大學在智慧校園建設前期已經建立了具有自己學校特色的統一信息門戶、數據共享中心和移動端APP應用。這些都為微信企業號的建設奠定了數據基礎,消息推送中心可以直接和各應用系統進行對接,減少了二次開發的工作量。所有的界面顯示工作都有客戶已經安裝使用的微信APP來展示,用戶只需要關注本校的公眾號,通過認證(本文采用的是首次認證,之后登錄不用再認證的方式),就可以享受自己的校園工作和生活。微信移動平臺整體設計架構如圖1所示。
2.2功能模塊設計
本文的微信企業號設計采用Pc端管理和微信企業號協作的方式為整體平臺。其中微信為移動平臺,用戶通過開通企業號業務,定制開發內容,可以快速地進入移動辦公人口。企業定制號通過與微信企業號及內部業務系統進行對接,形成鏈接互通的移動平臺。校園微信企業號采用Pc端進行管理,微信企業號通過后臺的管理中心可以鏈接到校內各個業務系統,如人事系統、OA系統、教務系統、科研系統等。后臺管理中心加強了數據互通協同,解決了數據孤立,校內日常,校務管理,資源推廣等方面的問題。
(1)主頁框架
本文企業號主體框架遵循微信的原生界面風格,用戶在關注企業號后可將企業號置頂提醒,企業號主頁以垂直流的形式,以登錄角色身份進行區分展現所有的角色歸屬功能應用,并對應用的反饋消息形成會話中心。
(2)校內信息
企業號應用功能提供用戶在線查看校內新聞和通知公告,根據用戶所在部門獲取部門新聞、學術活動信息、校園信息咨以及服務信息等,點擊可以查看詳細校園資訊信息。例如,對于學校下發的會議通知發送到指定部門和個人,并自動反饋閱讀情況。
(3)移動OA
企業號將原有OA系統上的通知公告、公共信息、待辦事項和OA公文等功能遷移到移動端,讓使用者可以隨時隨地批閱文件、處理待辦事項,尤其對于突發性事件和緊急性事件有極為高效和出色的支持。移動OA最直接的優勢就是將人們從桌面辦公的方式中解放出來,拓展了辦公空間,使員工處理公務時不再受到時間和地點的限制。既提高了辦公效率,又減少了辦公成本。
(4)教務信息
智慧校園前期的工作,可以方便企業號直接對接教務數據,將課表信息、選課信息、學生成績、考試安排等信息直接顯示。消息推送中心負責將各個用戶教務信息以微信消息的形式推動給相應用戶。例如,在上課前將課程名稱、上課時間、上課地點等基本信息推送給使用者。在任課教師錄完成績后,消息中心會將學生的成績信息自動推送至學生用戶的微信客戶端。
(5)迎新和離校服務
企業號將迎新系統中的新生公告、入學須知、流程指引、社團介紹、宿舍查詢、專業介紹、校園地圖和繳費辦理等模塊遷移到了微信端,讓新生報到之前就可以提前做好迎新工作。
離校系統在微信企業號的集成,方便了畢業生一站式辦理離校手續,畢業生在微信上就可以根據個人情況辦理教務、財務、宿管、圖書館和一卡通等節點的工作。
(6)校園生活
企業號集成了豐富多彩的校園生活,主要包括校園新聞、在線充值、考試繳費、社團活動、一卡通查詢、跳蚤市場、地圖信息、定位功能、周邊環境、朋友圈、校友互動、天氣預報、交通信息等。校園生活模塊的添加極大地豐富了師生的業余生活。
【關鍵詞】 校園 安保 智能 感知
河南省光山縣22名小學生被砍傷、浙江溫嶺幼兒園“虐童”……近年來頻發的校園安全及管理的負面事件,引起社會各界關注,折射出當前校園安全工作的脆弱,學校安保條件較差、安保隱患較多。校園智能感知系統將有效地幫助政府打造一個安全、公開的校園環境。
一、系統概述
通過在校園部署物聯網節點,獲取校園內各重點區域視頻、安保、環境、GPS定位等多種信息,實時上傳至中心平臺與政府應急指揮平臺,并同步推送到手機、平板電腦、PC等多種終端。一方面用于政府相關部門加強對學校的安全管理,另一方面也便于家長了解學校信息,加強安全監督。
二、系統功能及特點
2.1系統功能
該系統主要實現了以下三個方面的功能:1、校內安全全面監控;2、校園信息隨時查看;3、教育資源充分共享。
2.2 系統特點
該系統的特點為“一點獲取、兩個平臺、多屏展示”。一點獲取:是指通過部署在校園內各個重要地點,如主要出入口、教室、操場、微機室、活動室等的物聯網節點采集的信息(包括視頻信息、環境信息、GPS定位信息等),統一進行IP數據打包,并實時傳回中心;兩個平臺: 是指“政府應急指揮平臺”和“智慧校園感知管理系統平臺”。智慧校園感知管理平臺通過開放的API接口,實現兩個平臺的數據共享;多屏展示:是指學校的各種信息如安全信息、教學信息可依據權限同步推送至用戶手機、PC以及平板電腦等多種終端。
三、技術方案
校園智能感知管理系統是以物聯網、移動互聯網技術為依托,建立開放的、創新的、協作的、智能的綜合信息服務平臺,全面感知校園的各種信息,實現校園的安全、開放式管理。1 整體架構。該系統基于物聯網架構設計,主要由信息采集子系統、網絡傳輸子系統、數據中心子系統以及客戶端子系統四部分組成,這四個平面的緊密耦合保證了前端信息在系統中的安全、快速、無障礙流轉,而管理平臺所提供開放的API接口向下屏蔽了負載的硬件細節,可在應用層面與現有的應急聯動系統融為一體,為應急救援與處置提供支撐。2、信息采集子系統。由部署于校園各個重要地點(如主要出入口、微機室、活動室等)的物聯網節點和相應的傳感器組成,主要實現各種校園信息(如音視頻信息、環境信息、GPS定位信息等)的感知,并將非機構化的音視頻數據與結構化的傳感器數據統一IP編碼,實時發送至后端云平臺。3、網絡傳輸子系統。系統可綜合利用多種網絡(3G、4G、WLAN、固網等)傳輸,采用大量先進的傳輸技術(如帶寬感知算法、無線自適應傳輸算法、基于SSL VPN的加密算法等),實現數據安全、可靠的傳輸。4、數據中心子系統。數據中心子系統主要包括硬件平臺與軟件管理平臺兩部分,硬件平臺基于計算機集群技術構建的云計算中心;軟件管理平臺主要實現數據管理、存儲以及數據推送服務,可通過開放的API與政府應急指揮中心無縫融合,該軟件管理平臺主要由存儲層、數據層、系統管理層以及數據應用層四層組成,其中存儲層包括數據庫系統與存儲節點管理系統;數據層包括數據接收、解析、存儲與轉發;系統管理層包括用戶/單位注冊管理、設備資源注冊管理、文檔安全訪問控制管理模塊;數據應用層主要包括數據分析、處理、顯示以及開發的API接口。5、客戶端子系統。客戶端子系統分為應急客戶端、教學客戶端、管理客戶端以及家長客戶端四類,應急客戶端主要是與政府應急指揮平臺相連的客戶端系統,可實現校園應急信息的同步推送;教學客戶端主要實現教學資源的共享如課件共享、班班通等功能;管理客戶端主要是給教育管理機構使用,便于及時了解學校的教學情況;家長客戶端主要是提供給家長使用,便于家長共同監督學校的教學與安保工作。所有客戶端系統均提供手機、平板電腦以及PC版本。
四、結語
該系統方案的實施與運營將大大提高校園安保、教學管理水平,方便家長及時了解校園的信息,強化政府主管部門對學校安全的管理。
參 考 文 獻
[1] 陳平 劉臻;智慧校園的物聯網基礎架構研究;武漢大學學報(理學版);2012年S1期
關鍵詞 慢投壘球 東北高校 解決方案
慢投壘球(slow pitch softball)是棒壘球系列的球類之一,是二十世紀六十年代由棒壘球運動衍生出來的新興休閑體育運動。它繼承了棒壘球運動團隊協作、勇敢智慧的特點而又不乏個性展示的精髓,且降低了運動風險和技術難度,簡化了復雜的比賽規則,突出競技性、游戲性的特點。形成了簡單易學、運動量適中、男女老少可以同場競技的鮮明特色,打破了以往男子獨霸戶外運動的局面。慢投壘球運動一經推出受到了廣大民眾的喜愛,在全世界得到迅猛發展,成為一項新世紀的全民健身運動。該項運動傳入我國已有十余年歷史,并且在社會和高校得到了廣泛普及和發展。然而由于地域和經濟原因,慢投壘球在東北高校的推廣明顯滯后于其他地區。本文結合慢投壘球運動特點、作用等,對東北高校開展慢投壘球課程情況及制約推廣因素進行了分析,對于深化高校體育教學改革和豐富校園文化具有積極的意義。
一、特點
慢投壘球是一項集合了其他運動特點于一身的休閑運動。快速的跑壘,奮不顧身的滑壘,精彩的長傳,高高躍起的接殺,頻繁的折返跑以躲避夾殺,無不體現了該項運動綜合性的特點。慢投壘球項目既體現了集體項目的特點,又將個人的發揮表現的淋漓盡致。因此,在場上既給了隊員盡情發揮的余地,也使隊員們分享共同勝利的喜悅。慢投壘球作為一種精神載體,有助于培養個人競爭意識,提高團隊協作能力。
二、健康身心作用
(一)它有利于發展全身肌肉,提高靈敏度以及協調性,能改善中樞神經系統,提高反應能力、判斷能力,增強循環系統、呼吸系統的功能,促進新陳代謝。
(二)健腦益智作用。慢投壘球具有競技性,比賽場面瞬息萬變,要求隊員運用自身的身體與智慧合理的作出判斷并處理。擊球技術是最具難度的一點,它要求全身協作,眼睛盯準球,扭腰轉體揮臂準確的將球擊出,這一系列動作的完成都在大腦的指揮下一氣呵成,因此它對人的健康和大腦都有益處。
三、慢投壘球在北方高校推廣的可行性
慢投壘球的特點易于讓大學生接受這項運動。大學生精力充沛,思維活躍,學習能力強,愿意接受新鮮的、流行的、趣味性濃的、有歐美文化特色的體育運動。例如:NBA、MLB、F1、歐洲足球聯賽等。慢投壘球正是具備這些新穎性特點,并且降低了技術難度,使得人人都可以參與,慢投壘球不單單是靠身體力量取得優勢,更多的是靠智慧、配合、靈活的戰術以及團隊的配合取得比賽的勝利。在中國高校中將慢投壘球與MLB結合推廣更易于進行,借助MLB的平臺使更多大學生了解慢投壘球運動并參與其中。
四、影響推廣的因素及解決方案
(一)師資力量不足。通過全國大學生慢投壘球比賽我們可以看出南方高校隊伍的水平整體高于北方隊伍,其中主要的一個原因就是南方高校球隊的教練員大多為專業慢投壘球教練,大學時曾主修該項目,并且具有多年教學經驗,現多擔任各大比的裁判員。而北方高校的教練員大多為本校在校體育教師,大學時并沒有接觸過該項運動,對于慢壘的基本技術、基本規則、教學方法以及對慢壘的文化理解都有待提高。通過調查顯示:三分之一的同學認為教師的水平直接影響了他們對慢投壘球的興趣
(二)裁判員專業水平欠缺。一項比賽能否精彩有序的進行很大程度上取決于裁判,有的時候比賽遲遲不能進行或者引發兩隊糾紛,都是因為裁判不能確定他的裁決是否合理,一個專業的裁判才能保證比賽公平公正的進行下去。目前,北方高校的裁判員都是由球隊教練或隊員代替,無論是在專業知識還是專業動作上都和專業裁判存在很大差距。因此,應當鼓勵教師參加慢投壘球裁判專門培訓,提高專業水準。
(三)賽事不足、交流較少。東北僅有三所高校具有慢投壘球隊,分別是沈陽藥科大學、哈爾濱工程大學、遼寧何氏眼科學院。我校連續兩年舉辦東北三省高校慢投壘球邀請賽,通過比賽交流,各隊球員的水平都有了質的提高,教練員的教學方法也有了改進,通過相互切磋學習改變了以往閉門造車的訓練方式。但是參賽隊伍數量、隊員競賽水平和南方高校都有很大差距。以江蘇省為例,參加2013年省高校慢投壘球比賽的隊伍高達21支,并且好多參賽高校之間經常組織比賽交流,這就為提高隊員競賽水平以及積累參賽經驗提供了便利的條件。
五、結論與建議
綜上所述,東北高校慢投壘球發展尚處于起步階段,已開課學校極其稀少。由于經費不足,普遍存在場地不足、器械不足的現象,嚴重阻礙了慢投壘球在東北高校的發展。東北慢投壘球隊伍和比賽場次都很少,沒有在高校中形成一定的影響力。
因此,高校應當加大宣傳力度、擴大影響力,重視商業開發,尋求企業合作,保證資金充足。學校內部和學校之間多展開交流,提高學生對慢投壘球的興趣。定期組織教師學習慢投壘球技術與競賽規則,提高慢投壘球師資力量。
參考文獻:
[1] 張建騰.慢投壘球在高校推行的可行性研究[J].科學咨詢(科技管理).2014.6(22):73