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基于物联网和云计算的智慧校园设计方法研究 王永强　陈舵 （唐山学院计算系科学与技术系，河北 唐山 063000） 【摘要】目前很多的高等院校甚至中小学都在进行智慧校园的建设，智慧校园是多媒体数字校园的新模式。随着物联网、云计算、大数据技术的不断完善，为智慧校园建设提供了技术支持。本文分析了智慧校园的概念，提出了一个基于物联网和云计算技术的智慧校园模式。该智慧校园可为师生提供一个全面的智能感知环境和综合服务的平台。 关键词 物联网；云计算；智慧校园；智能感知 作者简介：王永强，男，硕士，研究方向为计算机教育。 1智慧校园的现状 智慧校园是在多媒体数字校园之后提出的高校信息化全新概念，也是随着物联网、云计算，大数据技术不断完善的产物。并且越来越多的高校开始进行智慧校园的建设工作。 智慧校园的概念来源于IBM提出的“智慧地球”。所谓“智慧校园”指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。该概念最早由浙江大学正式提出。2010年，在信息化“十二五“规划中，浙大描绘了这样一个智慧校园的蓝图：无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。[1]现在建设比较成熟的院校有清华大学、北京大学、浙江大学、北京邮电大学、南京邮电大学、江南大学等。 2智慧校园支撑技术 物联网[2]（IOT），是指通过射频技术、传感器技术，按照相应协议，将物品与物品之间通过互联网相连，从而实现物品的智能化识别、定位跟踪、视频监控，流媒体共享和管理的一种网络。 智慧校园中的物联网技术，最明显的是使用智能感知技术，可以对校园环境、各种教学和辅助设备、多媒体教学资源、学校相关工作等进行科学统一管理。比如说基于RFID的校园交通管理、校园一卡通的管理、宿舍管理，教工管理；基于ZigBee的校园监控管理，基于WIFI的移动教学；基于二维码的图书管理等。物联网技术为智慧校园提供了一个更为高效、绿色、环保，智能的校园环境。 云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算将会改变整个互联网基础，影响到互联网的产业格局，被视为信息技术的第三次浪潮[3]。 对于硬件层，目前，各高校硬件环境有了十足发展，但存在利用低，管理复杂等缺点。使用云计算技术，可以通过云计算架构，整合学校的各种硬件资源，形成公共资源池，应用虚拟化操作，自动为各种任务分配资源。对于系统层，各高校使用着诸如学生管理、教工管理、图书馆管理等大量系统，由于没有统一规划，各系统间通信困难，很难实现智慧校园。但可以使用云计算技术，将各管理系统整合成“云”，科学的为用户服务。所以云计算是智慧校园实现的关键技术支持。 3智慧校园总体设计 在智慧校园环境下，用户可以通过综合信息服务平台， 依照确定的角色权限， 个性化地定制信息服务；各类应用系统通过综合信息服务平台融合服务， 以支持单点接入的、安全的服务方式。[4]用户可以使用传统互联网设备，也可以使用物联网设备进行登录，登录后由云计算框架技术统一分配用户权限，来使用由云计算技术整合的系统。 3.1物联网和云计算的智慧校园的框架结构 基于物联网和云计算的智慧校园，进行总体设计后的框架结构可以分为自顶向下模式的四层，包括综合云管理平台层，管理子系统层，云计算数据整合层，网络层。其中综合云管理平台层，是由云计算技术将各管理系统进行统一管理，提供登录入口；云计算数据整合层，是由云计算技术将各类数据通过虚拟池形式科学存储；网络层，包含了传统的互联网技术，也引入了基于射频技术的物联网技术。 3.2物联网和云计算的智慧校园的智慧表现 智慧校园的“智慧”主要表现[5]在智慧环境感知、智慧管理、智慧教学过程、智慧生活、智慧就业推荐等方面。 智慧环境感知，是对教室、图书馆、办公室进行温湿度检测和智能调节，对校园的空气质量进行监测并预警。智慧管理，是通过物联网对摄像头节点、红外节点、烟雾节点进行智能监控；通过云计算技术对各管理子系统进行科学管理。智慧教学过程，教师可以根据学生的知识掌握情况，进行因材施教，智能组织教学资料，以及即教学方法、教学模式的智能推荐。学生可以对自己的学习过程、学习