物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下高校素質(zhì)教育云平臺設(shè)計研究范文

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摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)是計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展而產(chǎn)生的新型應(yīng)用技術(shù)。高校網(wǎng)絡(luò)教育平臺的搭建也由于新技術(shù)的產(chǎn)生從以往的信息化、數(shù)字化向智能化進行了轉(zhuǎn)變。文章對高校素質(zhì)教育的平臺進行了設(shè)計，并在設(shè)計中使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云技術(shù)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校素質(zhì)教育云平臺設(shè)計有效提高了高校學(xué)生素質(zhì)教育管理的工作效率。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；高校；素質(zhì)教育；云技術(shù)

隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展。許多高校將最新的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為重要方法來構(gòu)建自己教育平臺。其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)就是網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展的重要產(chǎn)物[1-2]。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，它是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，并對其進行拓展和延伸而形成的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義，就是客戶端拓展并延伸到物與物相連接，并且相連接的物品與物品之間具有進行數(shù)據(jù)通信和交換數(shù)據(jù)信息的功能。現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)包括三種重要的應(yīng)用技術(shù)，分別為傳感器技術(shù)、無線射頻技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。云技術(shù)是應(yīng)用技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺技術(shù)等技術(shù)的總稱[3-4]，它可以將局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)內(nèi)部的軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等多種資源進行整合、統(tǒng)一，以此來對數(shù)據(jù)信息進行存儲、共享、處理和計算的一種綜合性技術(shù)[5]。本文主要應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云技術(shù)對高校素質(zhì)教育平臺進行系統(tǒng)設(shè)計。

1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校素質(zhì)教育云平臺設(shè)計

高校素質(zhì)教育云平臺是一個綜合性的素質(zhì)教育云平臺。它核心部分是高校素質(zhì)教育模塊和學(xué)生學(xué)習(xí)模塊。高校教師可以利用該平臺來實現(xiàn)高校的各科素質(zhì)教學(xué)，大學(xué)生也可以隨時地進行各個科目的學(xué)習(xí)，高校教師對學(xué)生的各科成績進行素質(zhì)評定。該平臺可以實現(xiàn)高校素質(zhì)資源的共享、高校素質(zhì)檢索、高校素質(zhì)管理、高校素質(zhì)環(huán)境和高校素質(zhì)評價等操作。

1.1高校素質(zhì)教育云平臺體系結(jié)構(gòu)

云平臺總體具有三層服務(wù)模式，分別為基礎(chǔ)設(shè)施層、中間件平臺層和軟件層。（1）軟件層。軟件層是直接面向用戶的應(yīng)用層。此層主對用戶提供具體的基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)。軟件層的基礎(chǔ)服務(wù)由登錄時的身份認證、教育資源管理等功能組成。學(xué)生生系統(tǒng)、教師系統(tǒng)、無線射頻門禁考勤、監(jiān)控系統(tǒng)、多媒本控制系統(tǒng)等組成了軟件層的應(yīng)用服務(wù)。軟件層主要面向用戶和移動終端。（2）中間件平臺層。中間件平臺層主要將終端的平臺和開發(fā)環(huán)境設(shè)置在云平臺，并將此平臺開放作為服務(wù)提供給用戶。中間件平臺層主要提供的服務(wù)有用戶可以重復(fù)利用的各種技術(shù)組件和以中間件形式所提供的服務(wù)。數(shù)據(jù)管理、資源管理、用戶管理、安全管理等都包含在云技術(shù)的平臺層。（3）基礎(chǔ)設(shè)施層。基礎(chǔ)設(shè)施層可以將終端所存儲的資源設(shè)置在云平臺，并提供給用戶進行使用。基礎(chǔ)設(shè)施層能夠整合物理上分散的軟件和硬件，并對底層應(yīng)用軟件與硬件的差異化特征進行屏蔽處理，以此來形成對軟件和硬件進行虛擬的資源環(huán)境。此資源環(huán)境中包括各種存儲資源、各種應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)器資源等多種資源。基礎(chǔ)設(shè)施層主要可以提供資源部署、安全管理、負載管理、資源監(jiān)控等服務(wù)。基礎(chǔ)設(shè)施層主要面向系統(tǒng)管理員。

1.2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的云平臺

本文所設(shè)計的高校素質(zhì)教育云平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)進行計的。此云平臺可以接入基于網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線射頻考勤系統(tǒng)，可以實現(xiàn)各個科目的在線考勤的功能。在高校素質(zhì)教育的實驗室模塊中可以接入基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)控攝像系統(tǒng)，所有科目的實驗室都可以實現(xiàn)在線視頻監(jiān)控。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)該高校素質(zhì)教育平臺可以接入各種智能安防系統(tǒng)，對各科實驗室進行在線安防監(jiān)控。此安防系統(tǒng)具有自動監(jiān)測入侵、煙霧、火災(zāi)等危險信息，也可實時自動采集各科實驗室的溫度、濕度和室內(nèi)的光照強度等。對于各科實驗室的空調(diào)、燈光、窗簾、安全柜、各種實驗設(shè)備、電源和門禁等都可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行在線的監(jiān)控和有效管理。

1.3高校素質(zhì)教育云平臺接口設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校素質(zhì)教育云平臺框架是一個基于中間件技術(shù)組件的體系結(jié)構(gòu)，另外還需要建立高校素質(zhì)教育云平臺接口框架，這樣就能利用良好的通信協(xié)議和外部接口將云平臺中相關(guān)又獨立的基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層和軟件層連接在一起。通過對接口進行標準化的設(shè)置，就可以將不同的應(yīng)用或組件有效地集成到云平臺中。

1.4高校素質(zhì)教育云平臺應(yīng)用

服務(wù)門戶管理通過本地調(diào)用的接口模式可以與云平臺的平臺服務(wù)模塊和應(yīng)用服務(wù)模塊進行相互通信。系統(tǒng)管理人員、高校教師、學(xué)生都可以通過計算機、智能手機、IPAD等設(shè)備進入高校素質(zhì)教育云平臺進行操作。高校素質(zhì)教育云平臺通過門戶管理接口和應(yīng)用服務(wù)為用戶提供信息查閱、云存儲高性能計算等服務(wù)。

1.5高校素質(zhì)教育云平臺終端管理器系統(tǒng)

利用遠程調(diào)用接口方式來進行與高校素質(zhì)教育云平臺的設(shè)備管理服務(wù)模塊進行通信。主要有信息報警、信息廣播和信息交互三種通信方式。云平臺終端管理器的作用是和各種終端設(shè)備進行互相連接、利用協(xié)議進行通信和對信息進行控制處理。利用云平臺終端管理器進行管理的終端包括教室視頻監(jiān)控設(shè)備、物聯(lián)終端、教室視頻監(jiān)控設(shè)備和一卡通設(shè)備。

1.6高校素質(zhì)教育云平臺接口服務(wù)器系統(tǒng)

通過使用遠程對象過程調(diào)用接口方式來和云平臺的接口控制器模塊進行通信。本文所設(shè)計的云平臺可以進行方便快捷的擴展與耦合。例如可以接入第三方的系統(tǒng)、服務(wù)或者平臺。平臺的擴展與接入可以利用WebService等技術(shù)進行服務(wù)注冊和服務(wù)調(diào)用。本系統(tǒng)平臺可以對接入接口進行定制，此操作需要對服務(wù)接入通用模板進行定義。

2高校素質(zhì)教育云平臺設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

2.1云平臺的虛擬化技術(shù)

云平臺虛擬化技術(shù)的作用是：把此系統(tǒng)的上層操作系統(tǒng)、軟件與底層物理設(shè)備進行分離，把網(wǎng)絡(luò)、存儲和服務(wù)器等各基礎(chǔ)資源進行整合，經(jīng)過這些技術(shù)處理之后就產(chǎn)生了一個具有虛擬性質(zhì)的資源共享環(huán)境，并根據(jù)各個應(yīng)用的實際需求來進行給予。可以通過虛擬機軟件VMware將計算機中的應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至具有虛擬性質(zhì)的云平臺上。當(dāng)前主要有兩種虛擬化技術(shù)，分別為網(wǎng)絡(luò)虛擬化、存儲虛擬化和服務(wù)器虛擬化。第一種，云平臺網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是由虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機技術(shù)來實現(xiàn)的。第二種，云平臺存儲虛擬化技術(shù)。此虛擬化技術(shù)是通過存儲云方案或者是交換虛擬電路對云平臺的物理存儲進行虛擬化處理，轉(zhuǎn)換成云平臺的邏輯存儲。云平臺中各存儲設(shè)備可以通過存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、開放系統(tǒng)的直連式存儲或網(wǎng)絡(luò)附屬存儲三種存儲技術(shù)進行連接，并把云平臺中各存儲設(shè)備的物理差異對用戶進行屏蔽。

2.2云平臺的云存儲技術(shù)

由存儲虛擬化技術(shù)來實現(xiàn)云存儲技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)將分布在不同地域的有關(guān)聯(lián)的存儲設(shè)備連接在一起。存儲設(shè)備的邏輯虛擬化管理是由對存儲設(shè)備進行統(tǒng)一管理的存儲設(shè)備管理系統(tǒng)來完成。相關(guān)存儲設(shè)備的核心層是基礎(chǔ)管理層。云存儲技術(shù)中的多個存儲設(shè)備間的共同工作是由分布式文件系統(tǒng)、集群通信系統(tǒng)、網(wǎng)格計算等多種技術(shù)實現(xiàn)。不同的應(yīng)用服務(wù)是由不同的云存儲運營單位在應(yīng)用服務(wù)接口的基礎(chǔ)上按照不同的業(yè)務(wù)類型來提供的，包括云存儲中的遠程數(shù)據(jù)備份服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)硬盤服務(wù)和視頻點播平臺等服務(wù)。

2.3云平臺的數(shù)據(jù)管理和動態(tài)調(diào)度技術(shù)

云平臺的虛擬機和云平臺的數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理、監(jiān)控、調(diào)度是由云平臺的數(shù)據(jù)管理和動態(tài)調(diào)度技術(shù)來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)管理和動態(tài)調(diào)度技術(shù)還要進行虛擬機資源和數(shù)據(jù)資源進行分配，此分配是按照實時云狀態(tài)來實現(xiàn)的。通過以上的操作，動態(tài)負載均衡就可以在多集群通信系統(tǒng)間實現(xiàn)。云平臺中的數(shù)據(jù)管理通過三種技術(shù)來實現(xiàn)，分別為任務(wù)調(diào)度算法技術(shù)、副本管理技術(shù)、任務(wù)容錯機制技術(shù)。谷歌的設(shè)計的分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和面向列的開源數(shù)據(jù)庫是當(dāng)前比較流行的云計算數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。動態(tài)資源調(diào)度、虛擬化資源調(diào)配、調(diào)度策略配置和調(diào)度自動部署等技術(shù)組成了云平臺的動態(tài)調(diào)度技術(shù)。云平臺中的平臺服務(wù)層處理海量數(shù)據(jù)的性能可以通過動態(tài)調(diào)度技術(shù)和有效的數(shù)據(jù)管理來提高。

2.4云平臺的云安全技術(shù)

相比傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)，云平臺的數(shù)據(jù)信息安全風(fēng)險要高出許多，這是由于云平臺的云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)信息非常集中。云平臺安全漏洞、資源訪問控制風(fēng)險、網(wǎng)絡(luò)攻擊或入侵、賬戶或服務(wù)被劫持是云平臺所要面對的主要的安全風(fēng)險。本文所設(shè)計的高校素質(zhì)教育云平臺是通過云安全技術(shù)中的一系列安全解決方案來構(gòu)建的，因此安全系統(tǒng)較高。本文所采用的安全方案包括，身份安全策略、內(nèi)容安全策略、網(wǎng)絡(luò)安全策略、動態(tài)安全防護策略、數(shù)據(jù)安全策略和監(jiān)控及報警策略等。

3結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校素質(zhì)教育云平臺設(shè)計可以實現(xiàn)定量定性的分析高校學(xué)生的綜合素質(zhì)，使高校學(xué)生素質(zhì)教育管理的工作效率得到了有效的提高。

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作者：寧智敏 單位：內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院