【正文】 智慧校園建設已經發(fā)展成為目前教育信息化建設的重要內容，是實現教育現代化的重要步驟。 （ 2）智慧校園建設使用的技術成熟 智慧校園建設項目是一個全新的工程項目，除常規(guī)性建筑外，所涉及的校園信息化建設類目，如校園網、校園 監(jiān)控、校園一卡通等，都是技術發(fā)展已經非常成熟的常規(guī)性項目，對整個智慧校園的建設過程不會造成任何技術難題；建設所需材料國內均能找到供應商采購供貨；教學及實訓設備大部分利用兩院校現有裝備，部分設備國內市場采購； 綜上所述，大力發(fā)展教育事業(yè)，建設與時俱進的智慧校園，是十分迫切而緊要的。而其最終目標就是實現教育信息化和智能化。 （ 3）面向校園生活的應用 作為校 園活動的主體 —— 教師和學生，除了學習在校園，還要生活在校園。 1989 年，中國正式頒布了《國家教育管理信息系統(tǒng)總體規(guī)劃綱要》，從 1993年著手建立中國教育和科研計算機網， 2021 開始普及信息技術教育和全面實施“校校通”工程； 2021 年開始教育政務信息化的建設工作，重點建設教育政務“三網一庫”。 （ 2） 各類教學資源相對獨立，缺少共享機制。 （ 4） 信息化系統(tǒng)分散建設，缺少統(tǒng)一的管控平臺。 基于以上這些普遍的問題，結合 延安 市目前教育信息化建設的現狀以及未來教育信息化建設的發(fā)展趨勢，借鑒國內外 具有代表性的智慧校園建設經驗， 我們提出“智慧校園”的建設理念。在這樣的基礎上指導信息技術的教育應用，才是真正的智慧校園。 “三大體系” 利用現代高新信息技術、實用的通信系統(tǒng)、創(chuàng)新的整合理念，建立高效、智能、幸福的智慧校 園應用體系，從而滿足校園發(fā)展中各個層面日益增長的各種需求，在智慧校園統(tǒng)一的管理平臺上，實現校園管理的高效化，教學過程的智能化，提高師生校園生活的幸福感。我們結合市政府的總體規(guī)劃以及學校方的實際需求，對于項目的整體建設過程，將遵循以下總體 指導方針： （ 1） 統(tǒng)籌推進，分步實施。 （ 3） 統(tǒng)一標準，資源共享。云計算、物聯網、虛擬現實技術、流媒體、觸控技術及網絡技術使教育達到了更新的高度，構建出一體化的、適應變化和發(fā)展的學校教育組織新體系，實現以教師和 學生的發(fā)展為核心價值的有機教育信息生態(tài)系統(tǒng)。提供資源的網絡被稱為“云”。云計算是網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機和網絡技術發(fā)展融合的產物。其次，云計算對用戶端的設備要求最低，使用起來也最方便。 1） 教學系統(tǒng)開發(fā)支持 在云計算環(huán)境下，需要構建支持網絡學習的“云計算”服務，學生通過Ｗｅｂ瀏覽器或手機等移動設備，獲得互動性、體存儲與處理－瀏覽器一客戶端用戶服務與數據驗性，移動性和存儲服務。 3） 構建網絡學習環(huán)境，提高學習效率 云計算技術允許人們隨時隨地從任意終端訪問信息及其它服務，增強了嘲絡學習的靈活性和敏捷性，能夠實現學習資源和學習工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低Ｗｅｂ學習資源與服務的成本與難度，創(chuàng)建靈活敏捷的學習方式，從而有助于提高學習生產力，最終提高學習效 果。同時，數據的集中存儲更容易實現安全監(jiān)測：通過將信息存儲在一個或者若干個數據中心，對應的管理者可以對數據進行統(tǒng)一管理，負責資源的分配、負載的均衡、軟件的部署、安全的控制，并有效降低使用者的成本。在云計算的網絡應用模式中，數據只有一份，保存在“云”的另一端，你的所有電子設備只需要連接校園網，就可以同時訪問和使用同一份數據。其應用優(yōu)勢為： ①統(tǒng)籌共享校區(qū)系統(tǒng)資源 ②促進數據交換，應用協(xié)同 ③按需的基礎設施服務 ④一體化的數據管理分析 ⑤加速應用服務提供 ⑥便捷化的第三方應用集成 （ 2） 校園物聯網 物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。因此， 物聯網的定義是通過射頻識別（ RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當于人的神經中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。物聯網在學校中的應用大概可以分成下面幾個領域： 1） 信息化教學 利用物聯網建立泛在學習環(huán)境。 2） 教育管理 物聯網在教育管理中可以用于人員考勤、圖書管理、設備管理等方面。 3） 智 慧校園 智能化教學環(huán)境，控制物聯網在校園內還可用于校內交通管理、車輛管理、校園安全、師生健康、智能建筑、學生生活服務等領域。 （ 3） 信息決策輔助分析 1）智能視頻分析 視頻分析技術就是使用計算機圖像視覺分析技術，通過將場景中背景和目標分離進而分析并追蹤在攝像機場景內出 現的目標。 （ 4） 無線校園 隨著教學設施的完善，越來越多的便攜式計算機終端被帶進了教室，越來越多的學生也開始擁有了帶有無線網卡的計算機終端。為廣大師生提供了一個更為有效的網絡互動平臺，加強了學習生活的交流，同時為學生在教室內的自習提供一個方便的查詢資料的網絡環(huán)境。 5）無線應急網絡 在出現需要突發(fā)性大規(guī)模網絡服務要求的場合，提供臨時性的無線網絡服務，滿足用戶對網絡的需求?；氐剿奚幔瑢W生也不再為找網絡接口而發(fā)愁，躺在宿舍的床上既可用筆記本無線上網，享受最前沿科技帶來的便捷和樂趣，周末期間可在多個宿舍之間自由共享文件進行學習探討、學術交流、音樂視頻點播等自由娛樂。 2）自習模式 在此模式下防盜系統(tǒng)不工作，人體檢測模塊、光照傳感器、溫度傳感器工作，此時將對教室中的人數進行檢測，并根據人數、空氣質量和溫度來控制對應燈和智慧校園規(guī)劃設計書 西安啟望計算機系統(tǒng)工程有限責任公司 20 風扇的開 關，起到節(jié)能健康的作用。 （ 1） “以人為本”的業(yè)務應用系統(tǒng) 面對教學的應用系統(tǒng)分別以教師、學生為中心 ，構建相應的應用模塊。 將針對教師和學生的業(yè)務應用系統(tǒng)有機銜接，實現數據共享，使教師和學生業(yè)務應用系統(tǒng)成為一個整體，為教師和學生創(chuàng)造方便、快捷、人性化的校園生活。文檔一體化是將各職能部門的文件管理和檔案管理兩項管理工作統(tǒng)一成一個有機的整體，按相互銜接的流程進行組織與管理。以行業(yè)級的信息標準規(guī)范保障全校各業(yè)務系統(tǒng)數據一致性、完整性和準確性?！俺恋頂祿钡氖褂弥饕Q于數據質量的高低以及應用模型是否合適。 2）科研決策：科研隊伍建設分析、科研經費規(guī)劃分析。） 系統(tǒng)結構設計 總體技術架構 智慧校園總體技術架構主要由業(yè)務應用層、平臺層、綜合網絡層、感知層（數據采集）四層 組成。 ? 平臺層 平臺層包括兩個主要的平臺：以計算服務、存儲服務和備份服務為主的基礎設施平臺；以云計算為基礎的數據處理、中間件服務和數據庫服務為主的支撐服務平臺。 ? 網絡 層 網絡層包括互聯網、物聯網、教育網、校園網，通過這些網絡所采用的諸如IP 技術、寬帶無線技術、光網絡技術將來自感知層的數據傳輸至服務平臺。 智慧校園規(guī)劃設計書 西安啟望計算機系統(tǒng)工程有限責任公司 25 系統(tǒng)功能結構 智慧校園系統(tǒng)功能結構圖 1）、運維管理中心：綜合集成校園管理、校園教學、校園生活服務平臺。 智慧校園規(guī)劃設計書 西安啟望計算機系統(tǒng)工程有限責任公司 26 系統(tǒng)網絡結構 智慧校園網絡結構圖 智慧校園網絡結構分為接入層、匯聚層、核心交換層、數據管理層。智慧校園管理平臺規(guī)劃以“統(tǒng)一的數據標準、統(tǒng)一的技術路線、統(tǒng)一的業(yè)務規(guī)范、統(tǒng)一的組織管理”的原則進行設計。 1）、校園通信網絡的管理功能設計：以技術先進，經濟合理的原則，建設高帶寬、高性能、高可靠、高穩(wěn)定的校園基礎網絡，并與行政區(qū)規(guī)劃的電信系統(tǒng)建設相銜接、相統(tǒng)一，滿足校園語音、視頻及今后數據通信業(yè)務需求，主要功能有語音通信網、校園業(yè)務網、移動通信網、綜合布線系統(tǒng)、計算機網絡組成。 5）、視頻會議功能設計：主要是針對不同地方人員進行遠程會議溝通和聯系。 面向校園教學的功能 校園教學管理主要是面向“學”管理，設計時考慮實現“學”的高效、便捷、科學、生動，體現教學工作的智能化、現 代化、科學化。主要有校園一卡通、電視廣播、信息發(fā)布、校園醫(yī)療、校園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能。 智慧校園綜合管理平臺功能結構圖 智慧校園規(guī)劃設計書 西安啟望計算機系統(tǒng)工程有限責任公司 30 1）、運維管理中心 校園運維管理中心通過系統(tǒng)接口，把校園面向管理的系統(tǒng)、面向教學的系統(tǒng) 、面向生活服務的系統(tǒng)進行有效集成，實現數據的異源異構和數據共享，并統(tǒng)一界面進行綜合運維管理，提高系統(tǒng)的使用效率和降低系統(tǒng)維護成本。提供統(tǒng)一的信息發(fā)布接口，規(guī)范的信息發(fā)布流程和安全的網絡支撐環(huán) 境。 系統(tǒng)實現 智慧校園綜合管理平臺結構如下圖 智慧校園規(guī)劃設計書 西安啟望計算機系統(tǒng)工程有限責任公司 31 智慧校園綜合管理平臺系統(tǒng)結構圖 智慧校園綜合管理平臺由基礎設 施、數據資源、基礎服務、應用服務組成。支撐環(huán)境包括 XML、 SOA、 ESB、 BPM、 SOAP 等軟件平臺，提供軟件開發(fā)環(huán)境。為系統(tǒng)應用提供數據的來源和應用的基礎。 校園通信網絡 校園信息網絡設計 （ 1）校園信息網絡總體設計 1）技術需求 校園信息網作為公用信息傳輸平臺，應滿足 NGN 綜合業(yè)務要求，滿足國家下一代互聯網（ CNGI）對網絡提出的要求，全網設備支持 IPv6/v4 雙棧協(xié)議。 ? 時鐘同步系統(tǒng) 保證網絡上的各種設備如服務器、交換機、路由器具有統(tǒng)一的時間。 ②數據中心保護 :網絡中心、圖書館兩個 核心數據機房使用防火墻＋ IPS 重點進行保護。無線網絡集中的策略管理，所有 AP 無需配置，策略可通過無線交換機統(tǒng)一下發(fā)；支持多種認證及計費技術（ Portal、 MAC）；有效的非法 AP 管理方案， AP 在接入正常用戶的同時，可發(fā)現并將非法 AP 隔絕在網外。 3）架構規(guī)劃 校園網支撐平臺邏輯上以業(yè)務處理為核心，規(guī)劃為三個平面：業(yè)務流平面、安全防御平面和管控平面。設計內容包括提升局部帶寬消除數據傳輸瓶頸，消除平臺單點故障提升網絡可用性，遷移 IPv6 技術提升業(yè)務的靈活性，部署 MPLS VPN 提升業(yè)務可控性。 安全防御層面，規(guī)劃為層次化的滲透防御部署。通過多個環(huán)節(jié)之間的關聯管理，實現降低多業(yè)務支撐平臺運維的整體擁有成本。智慧校園規(guī)劃設計書 西安啟望計算機系統(tǒng)工程有限責任公司 36 園區(qū)網絡高可用性可以通過設備自身的關鍵部件冗 余、協(xié)議的不間斷轉發(fā)技術以及網絡拓撲的鏈路和設備冗余設計來綜合保證： ? 設備的可靠：雙主控、雙電源 ? 網絡的可靠：關鍵設備雙歸屬、重要鏈路手工聚合、服務器采用雙網卡 ? 協(xié)議的可靠： VRRP、防火墻 HRP ? 架構的可靠：重要設備冗余部署、流量路徑合理規(guī)劃 ? 應用的可靠：服務器健康檢查 ? 建議接入交換機上沒有 VLAN 重疊的規(guī)劃，管理簡單，并能控制廣播域影響； ? 利用 MSTP 多實例特性，合理規(guī)劃 VLAN 與實例映射關系，實現業(yè)務流量的負載分擔； ? 規(guī)劃多個 VRRP 組，實現匯聚三層網關的備份和負載分擔；為防止錯誤的配置或連接形成端口 自 環(huán) ， 可 在 交 換 機 下 行 端 口 上 開 啟loopbackdetection 功能，發(fā)生自環(huán)時有多種處理模式可供選擇； ? 在邊緣與 PC 或服務器相連的端口配成邊緣端口，并啟動 BPDU 保護，端口狀態(tài)快速轉換和不接收 BPDU 報文； ? 為了避免交換機頻繁收到 TC 報文而去頻繁刪除 MAC 和 ARP 表項，繼而引起 CPU 繁忙業(yè)務中斷的情況，建議屆時在交換機上開啟 TC 保護功能； ? 為避免整網收到搶根報文而引起網絡強烈震蕩，在根橋與其它設備相連的端口上開啟 root 保護功能； ? 匯聚與接入層交換機相連的端口避免配置 trunk all，只允許使用的 vlan通過，各個雙歸屬環(huán)用 vlan 隔開，防止一個環(huán)上的廣播泛到另一個環(huán)上去； 通過浮動靜態(tài)路由和虛擬交換機技術，可以方便的實現不同業(yè)務的鏈路分擔，例如學生宿舍的流量通過上行鏈路進入到一臺核心交換機，辦公業(yè)務通過另外一條上行鏈路進入到另外一臺核心交換機。OSPFv3 的邏輯拓撲圖（ AREA 規(guī)劃）和 OSPFv2 可以完全不同。核心層主要承擔高速數據交換的任務，同時要為各匯聚節(jié)點提供最佳傳輸通道；匯聚層的主要任務是把大量來自接入層的訪問路徑進行匯聚和集中，承擔路由聚合和訪問控制的任務。 智慧校園信息網網絡拓撲示意見圖。 1）網絡方案說明 網絡核心區(qū)作為整個校園網的數據交換核心，是學校校區(qū)應用系統(tǒng)可靠和高效率運行的基礎，因此建議在核心區(qū)配置兩臺吞吐量高、核心萬兆全分布式線速路由交換 機，接入各個功能區(qū)域，下行萬兆光纖連接匯聚交換機，形成萬兆無阻塞線速轉發(fā)骨干網。 為了簡化網絡部署，簡化網絡管理，并提高故障恢復的速度，核心和各個功能分區(qū)建議采用虛擬交換架構技術。 ? 本次需部署網絡流量分析功能模塊，以便管理員能了解網絡真實運行情況，減少故障隱患，優(yōu)化網絡鏈路。單臺匯聚交換機雙萬兆鏈路接入兩臺核心交換機，核心交換機與放置在相同核心機房的匯聚交換機采用多模萬兆互聯，與不同核心機房的匯聚交換機采用單模萬兆互聯。每個區(qū)域匯聚區(qū)部署 1 臺高端交換機，采用多引擎架構架構，并且配置冗