基于数据生命周期的智慧校园设计及原型实现.docx

?

?

基于数据生命周期的智慧校园设计及原型实现

?

?

韩泉叶贺国旗高宏文

摘??要：智慧校园建设是一项复杂的系统工程。文章首先介绍了智慧校园的基本概念，然后以教育信息化2.0为背景，在数据生命周期概念的基础上，提出了基于数据生命周期的智慧校园设计，并详细阐述了设计中涵盖的主要组成部分及其功能内容。同时，文章梳理了数据在整个智慧校园系统中的产生、存储、应用和消亡过程，并对基于数据生命周期的智慧校园原型进行部署实现，对原型部署后的完善与扩建给出建议。

关键词：数据生命周期;智慧校园;原型实现

中图分类号：TP315文献标志码：A文章编号：1673-8454（2021）13-0059-04

随着“互联网+”战略的大力实施，以移动网络提速和用户终端提质为主要代表的信息技术革命，正深刻影响和改变着我们的工作生活。“互联网+教育”使得更多优质教育资源通过互联网共享[1]。物联网、云计算、大数据等技术催生的智慧校园，其建设和管理将越来越依赖于大数据，通过更深入的数据治理与挖掘，为学校教学、管理提供科学决策依据的同时，也给广大员工带来便利。

一、智慧校园概述

智慧校园是运用“云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联”等技术手段，把学校分散的、相互独立的信息系统和资源整合为一个具有高度感知能力、协同能力和服务能力的集成系统[2]。这个集成系统以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理、服务和校园生活进行充分融合，经过数据采集、融合、治理、分析与挖掘，得到各种有价值的数据信息，实现学院管理精细化、服务精益化、资源节约化、环境绿色化。最终呈现泛在的学习环境、精准的信息服务、一体化的院校管理模式。

二、基于数据生命周期的智慧校园设计

1.数据生命周期

数据生命周期是指数据从产生到消亡的全过程，分为四大阶段，包括数据生成的“入”期、数据存储的“存”期、数据应用的“用”期和数据退出的“出”期。

“入”期包括数据的定义和采集。有效的数据管理始于数据产生之前，首先要做好数据需求计划，对数据标准进行定义，制定数据管理规范，确保数据按照标准产生，从源头抓起。然后数据因各种终端设备采集而产生。

“存”期包括传输、存储和集成。集成是按照数据标准转换数据从而打通数据孤岛，实现数据共享、交换，让数据在集成系统中流动起来，才能发挥更大价值。只有实现了数据集成，数据仓库才能称之为数据仓库，集成程度不同，数据仓库的作用深度不同，否则即使把数据集中起来存储，也只能叫数据垃圾堆。

“用”是数据真正产生价值的期間。数据因使用而升值，用处越多价值越大，包括数据治理和发现。该期间数据的最大价值在于数据复用和服务复用，对于节省成本、提高效率非常重要。

数据的“出”期也非常重要。虽然存储设备的价格越来越低，但产生的数据如不加以管理，会产生很大的负担，不利于数据资产的整体效益。更有甚者，本该归档或者清除的数据和“活跃”数据存放在一起，将严重影响效率。

2.基于数据生命周期的智慧校园设计

经过对智慧校园涵盖内容、组成部分进行分析，依据智慧校园中数据的生命周期及其管理意义，对基于数据生命周期的智慧校园进行设计，架构如图1所示。

图1由应用终端、应用平台、数据中心、泛在网络与信息安全空间几大部分组成，在泛在网络与信息安全空间下，数据通过各种应用终端经过统一身份认证或实时采集进入各应用系统且存储于数据库，成为原始数据。箭头表示在智慧校园中数据或信息的流动方向。数据信息可通过请求、响应、抽取、转换、加载、建模等方式来往于终端、统一认证系统、应用系统、数据仓库和支撑平台之间，完成有哪些信誉好的足球投注网站、浏览、下载和管理等。

（1）应用终端

应用终端包括通过C/S或B/S技术访问接入的应用终端（非感知终端）和通过射频、图像等技术实时采集数据的应用终端（感知终端）。其中，感知终端包括传感器、电子标签、量测装置、监测装置、采集终端、定位终端、边缘网关等，可实现状态感知、量值传递、环境监测、行为追踪等数据信息的感知输入，并生成原始数据。

（2）应用平台

应用平台从功能上包括[3][4]智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理和智慧校园服务四大类。其建设内容及功能如图2所示。

（3）数据中心

数据中心建设包括机制规范和相关软件、数据、处理过程的构建，以及满足智慧校园需要的存储资源和计算资源的建设。数据中心可以消除“信息孤岛”，最终实现具有分析决策支持功能的一体化管理与服务。

在数据中心的建设过程中，对数据的集成由数据标准与交换平台完成，通过对数据信息的抽取、转换、加载，使不同系统之间实现数据交互，消除“数据孤岛”。

核心应用系统承载了整个校园内部百分之八十的关键数据，访问频繁。当数据访问越来越多的时候，访问核心应用势必会给系统带来很大压力，甚至崩溃，建立主数据可有效解决频繁访问对核心应用系统产生的压力。