一、引言

李克強總理提出的“網際網路+”戰略已經上升為國家戰略。根據國務院的決策部署，“十三五”教育資訊化工作中，需要加快教育資訊化程序，順應世界教育發展趨勢，不斷深化應用、融合創新，促進資訊科技與教育教學深度融合，以教育資訊化帶動教育現代化的發展；教育部辦公廳關於印發《2016年教育資訊化工作要點》，提到“推動學校開展利用資訊科技轉變教學模式、改進教學管理的數字校園/智慧校園應用”、“深入推進學校的教育管理資訊化”。

一系列智慧校園的創新建設思路，需要通過行之有效的實踐才能得出。學校的教學管理、師生互動、學習生活方式等，應該藉助“網際網路+”的戰略模式，融合到最前沿的移動網際網路領域裡去，通過實踐進行實驗、反思、改進，形成良好的解決方案，推動一個可行性好的智慧校園建設模式。

傳統的教育資訊化模式是每個系統完全獨立，比如一卡通、平安校園、教育資源共享網站、人事系統、學工系統、教務系統、資訊門戶等，這種模式中的多個系統基本各自獨立，資訊不能融合，資料冗餘、資訊不一致，更是缺乏智慧性和移動性，系統結構的缺陷導致傳統模式已經落後於時代。

本文研究一種新型移動智慧化校園資訊平臺，設計精確定位、資料融合、資料整合、智慧分析引擎、基於地理位置的社交網路，把“網際網路+教育”概念滲透到學校教學、管理、生活的每個環節。主要功能包括：

（1）網際網路+課堂：上課智慧點名簽到、課堂一鍵靜音、課堂互動、基於空間的師生答疑等功能；

（2）網際網路+食堂：食堂最新資訊推送、食堂智慧化點餐、食堂菜品智慧化管控、智慧衛生監控等功能；

（3）網際網路+學習：課程智慧提醒、空教室查詢、線上課程表、學習材料線上共享等功能；

（4）網際網路+生活：校園身邊新鮮事分享、網路商城服務平臺，兼職資訊、周邊外賣服務等功能；

（5）網際網路+迎新：把近場通訊技術滲透到新生報到的各個環節中實現報到的智慧化便捷化；

（6）網際網路+師生互動：構建掌上師生互動功能，學生可以實時和校內名師進行即時互動溝通，還可以實現基於空間的資訊互動；

（7）網際網路+校訊通知：利用移動的校訊綜合釋出平臺，可以向全校師生隨時傳送校訊通知，也可以精準針對部分師生推送校訊通知，資訊到達率達百分之百；

（8）網際網路+後勤：一鍵智慧報修、維修時間監控、後勤線上評價、後勤工作考評等功能；

（9）網際網路+圖書館：與學校圖書館系統對接、實現智能借書還書、新書資訊、圖書館導航導覽等功能；

（10）網際網路+教務：統一教務系統入口、實時課堂互動、智慧校訊通知、師生線上互動等功能。

二、總體架構設計

“網際網路+”新型移動智慧化校園資訊平臺是一個基於“網際網路+”的新型智慧資訊系統，覆蓋PC客戶端和移動裝置客戶端，主要分為“移動客戶端”、“後臺管理系統”兩大子系統。

系統架構總體設計上應使用分層設計，儘量減少各應用層之間的依賴，並採用當前主流的分散式架構和介於web-app、native-app兩者之間的新型混合式移動開發技術（hybird app），使程式兼具“native-app良好的使用者體驗”和“web app跨平臺”。系統總體架構如圖1所示。

三、技術方案

1.開發平臺和技術

系統以Spring Framework為核心框架，整合Apache Shiro安全框架、Quartz排程框架等，以元件的方式實現功能，且各模組之間互不干擾。採用面向物件設計與程式設計，嚴格遵循開發規範。系統層設計包含高效能的Redis資料快取，以保證系統執行流暢。系統建立容錯機制，使程式在出現錯誤時依然能夠繼續執行，不影響客戶使用。系統採用混合式移動開發技術，使使用者在不同客戶端都能使用本系統。

主要採用技術如表1所示。

2.資料庫

（1）資料庫設計要求（見圖2）

（2）資料庫選型

考慮到資料庫的上手快速、簡單易用、可伸縮性和優秀的效能。同時，為減少開發成本和學習成本，並且當前有很多基於MySQL的深層次優化方案可提高MySQL資料庫的效能，綜合考慮使用MySQL資料庫。

（3）資料庫部署方案

平臺數據庫採用分庫部署，不同模組訪問不同資料庫，減少資料庫效能消耗，提高資料訪問可用性和可靠性，單節點損壞不影響其他功能模組的執行。

3.頁面技術

平臺系統的頁面開發採用目前主流的前端開發技術，主要包含HTML5、DIV+CSS、Bootstrap、JavaScript、jQuery、AngularJS等，以提供友好的使用者體驗。手機端採用混合式移動開發平臺Cordova+Ionic2，配合使用HTML5技術。可輕鬆地跨系統跨平臺，與各作業系統、瀏覽器相容。

4.安全性

平臺有完善、周密的安全體系，和安全支撐平臺緊密配合，基於物理、傳輸、網路、應用，採用多層次的安全保障措施，保證系統能夠抵抗內部和外部黑客性質的攻擊。平臺具備嚴格的等級訪問及授權機制；擁有嚴格、有效的分級管理模式，對於認定的關鍵功能和資料，只有經過授權的合法使用者才能使用訪問及修改，並具有完備的日誌及稽核功能。平臺存在大量的資料，要確保使用者不能夠直接存取關鍵資料，而只能通過相關的功能模組對資料進行操作，建立完備的資料備份與災難恢復機制及策略。

四、功能設計

該平臺的整體架構分成兩部分——手持終端APP（包括ios端以及Android端）和Web後臺管理系統，如圖3所示。

1.手持終端APP功能

手持終端APP（以下簡稱APP端）主要包含登入/登出、首頁、校歷、設定四個功能，如圖4所示。

（1）登入/登出

APP端接入學校統一身份認證進行登入，即學生使用學號，教師使用職工號進行登入，無需註冊。

使用者登入後需要填寫個人相關資訊。

（2）首頁

①校園地圖

點選校園地圖模組即可進入地圖，地圖sdk使用百度地圖。進入地圖模組後功能包括定位至當前終端所在位置；搜尋某個建築或教室，支援模糊搜尋；搜尋到某個建築或教室後，可以使用大頭針在地圖上進行標註；點選標註可進行導航，檢視位置資訊介紹（如有）、當前時間上的課（教室）、聯絡方式（某某辦公室）等。

②學校概況

點選學校概況進入學校概況應用，學校概況應用主要包含的功能有：學校介紹，以文字和圖片的方式介紹學校相關內容；院系介紹，以圖片和文字的方式介紹某學院相關內容；黃頁，以列表的方式展示學校各部門相關的聯絡方式。

點選線上課程應用進入線上課程，主要包含的功能有以列表形式展示當天狀況，當天的狀況分成以下幾種情況：一是假期。如週六、週日顯示週末放假，寒暑假、清明、國慶等按時間顯示假期。二是工作日，按列表顯示當天所需要上的課，如上午9∶00-12∶00 組合數學，教師：XXX，上課地點：品學樓-B312。三是點選進入某一個課程即可進入課程詳細內容，包含課程介紹、上課時間。四是課程詳細內容下方為簽到按鈕，如果使用者在正常的上課時間和正確的地點點選簽到後，即可完成簽到。如果使用者手機未開啟藍芽，則提示需要開啟藍芽，否則不能正確開啟。點選上課地點即可跳轉至校園地圖應用進行導航；該應用可以使用日檢視、周檢視、月檢視進行檢視，在周檢視、月檢視上僅顯示某天是否有課、是否為假期，如果要檢視詳細資訊則要點選某一天進入日檢視進行檢視。

④工資查詢

如果登入使用者的角色是教師（即使用工資號登入的APP），那麼主頁可以顯示工資查詢模組，工資查詢模組分成三個標籤：一是工資。工資按照列表形式展示過去半年每個月的工資情況，主要展示應發：XXX，實發：XXX，本月稅：XXX，補釦稅：XXX。二是社保。社保按照列表形式展示過去半年每個月的社保情況，主要展示養老：XXX，醫療：XXX，失業：XXX，補釦保險：XXX。三是公積金。公積金按照列表形式展示過去半年每個月的公積金髮放情況，主要展示公積金：XXX，補釦公積金：XXX。

⑤圖書館

點選圖書館應用進入圖書借閱查詢，首頁顯示當前登入使用者的借書概況，內容如下：顯示使用者名稱稱、使用者借書數量、最近一本書到期歸還時間。借書概況下方為登入使用者所借閱每一本書的概況，使用列表形式展現書名、作者、到期時間、是否過期。點選某一本書進入詳細內容檢視，包含的內容有書名、作者、書號、借閱時間、到期時間、罰款金額（若過期）。

⑥一卡通

點選進入一卡通模組進入一卡通記錄首頁，在首頁中可以顯示當前一卡通的卡號以及餘額；點選查詢詳細記錄可以檢視某一個時間範圍內一卡通的詳細查詢記錄：時間範圍為XX年XX月XX日-XX年XX月XX日；記錄顯示欄位為時間、消費型別、消費地點、消費裝置，金額；點選充值可轉入支付寶進行充值。

（3）校歷

點選校歷模組進入校歷，校歷功能主要是從後臺讀取當前學期以及下學期的校歷時間安排，包括週數、放假時間等；從後臺讀取使用者的課程資訊，並在校歷上進行展示；校歷可以分成學期檢視、月檢視、周檢視以及日檢視。

（4）設定

設定模組的功能有：人的資訊設定，包括頭像、學院、專業、生日、性別；更換面板，提供幾套可以更換的面板；訊息設定，開啟關閉訊息推送；登出，點選登出退出登入。

2.後臺管理系統

後臺管理系統的功能主要有使用者管理、資訊管理、裝置管理、推送管理，如圖5所示。

（1）使用者管理

（2）資訊管理

資訊管理主要用於維護APP端所用資料的正確性，包含的內容有地圖資訊管理、課程資訊管理、工資介面管理、圖書館介面管理、一卡通介面管理。

①地圖資訊管理

②課程資訊管理

課程資訊管理的內容是檢視課程資訊。課程資訊包括課程名稱、上課時間、上課教師、上課地點（關聯地圖資訊）、課程名單。課程資訊與學校教務資料進行同步，且上課地點根據名稱與地圖資訊進行關聯。

介面管理包含工資介面、圖書館介面和一卡通介面，主要配置工資介面、圖書館介面、一卡通介面地址。

（3）裝置管理

裝置管理主要用於對教室內部署的iBeacon裝置資訊進行管理、增刪、查改，包含的內容有裝置名稱、裝置型號、裝置安裝地址、安裝人員、是否可用等。

（4）推送管理

推送管理主要是針對APP端進行推送訊息管理，具體功能包括開啟/關閉課程推送管理、推送時間設定（開課前一天、開課前半天等）；新增、修改推送規則，推送規則包含推送內容、推送人、推送時間、重複規則（每日、每週等）；檢視推送日誌；每設定一個推送規則在後臺開啟一個推送日程來進行推送。

五、結束語

新型移動智慧化校園資訊平臺旨在為廣大高校師生提供全面的智慧環境感知和綜合資訊服務，以教師和學生為中心，深入學校的教學、科研、管理與服務等各個應用領域，實現互聯和協作，為學校師生提供一個便捷的、移動的、感知的、智慧的相互交流和相互感知的開放式資訊服務平臺，為教育資訊化和智慧校園建設提供解決方案。

1.環境的全面感知

擁有對環境的全面感知，方可提供智慧的服務。全面感知包括兩方面：①通過感測器感知、捕獲人和資源的位置；②個體特性的感知、捕獲和傳遞，包括人的愛好、風格、狀態，以及所處時空狀態。

利用近場通訊技術，設計“定位服務引擎”，實現人和物的精準定位，從而提供基於地理位置的服務，包括管理服務和學習生活服務等，打造智慧區域網路。

利用歷史資料跟蹤和大資料分析技術，設計“智慧分析引擎”，高速地從PB級的大資料中主動地提取資訊，形成抽象層次高的行為資訊，實現個體特性的感知，從而為個性化的服務提供基礎。設計“資料融合引擎”，通過融合使用者的歷史資料，形成使用者的偏好、習慣資訊。

2.網路無縫連線

結合有線、藍芽、WiFi和手機3G/4G資料通訊等多種通訊手段，實現網路的物理連通；設計“資料整合引擎”，經過對各種型別資料的訪問、過濾、轉換等過程，實現異構資料的有機整合，從而實現各個應用系統的互聯互通，徹底解決資訊孤島問題，為智慧化校園奠定基礎。

3.基於地理位置的社交網路

為了滿足實時、實地的區域性交流，不同於Facebook這種在網路上重構現實生活的社交網路，設計“基於地理位置的社交網路”，通過地理位置感知，自動發現附近的人，形成一個微型社交網路。師生利用智慧裝置和手機終端，可以在校園的任何地點、任何時間，構建區域性的社交網體系，獲得其希望的學習、生活交流，比如圖書館高數學習討論組、演播廳興趣組，或者體育場足球比賽召集組等。