智慧校园建设项目中用到的技术路线

本系列智慧校园建设方案文章分享一个中大型普通中学智慧校园的建设案例，项目内容主要包含教室教学多媒体设备、教室云录播及远程教研巡课系统、核心机房基础设施建设、机房服务器储存虚拟化和数据备份系统、智慧校园平台、校园网络安全系统等的建设。本站在分享时为方便阅读删减、重构了部分内容，原文档见附件。本文分享该项目各系统中主要使用到的技术路线~

1 AI 平台架构

基于海量精准丰富的大数据基础和非常明确的应用场景，致力于机器学习、自然语言处理、计算机视觉和语音技术等人工智能技术方面的研究，来解决包括智能图片识别、智能危险源和危险动作判定，智能应急、智能研判等多方面的应急领域的问题。并将对应的算法模型进行道路，使其提供涵盖语音技术、语言基础技术、语义理解、人脸识别、文字识别、人体识别、视频处理、图像理解等部分已成熟的 AI 技术解决目前安全监管过程中的相关的隐患识别，辅助决策，应急预案训练等，解决实际的过程中的问题，同时解决后续软硬件一体的端到端解决应急领域人工智能应用的快速落地。

2 云计算

云计算（clound computing）模式大转变后，信息技术的又一次革命性变化。2006 年 8 月 9 日，Google 首席执行官 Eric Schmidt 在搜索引擎大会上首次提出云计算概念。云计算是网格计算，分布式计算，并行计算、效用技术、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。其目的是通过基于网络的计算方式，将共享的软件/硬件资源和信息进行组织整合，按需提供给计算机和其他系统使用。

云计算是一种新型的计算模式，其主要优势是：即时响应用户需要的计算资源，即根据用户的需求供给或者回收相应的资源。用户可以在应用开始运行时，只申请一部分资源，当有增加需求时，再按需向云服务提供商申请更多的计算资源。云计算的形成对应的是多种技术的组合，这种组合使得把 IT 作为服务这个非常简单的理念变成了现实。

（1）云计算的特点

云计算的定义众说纷纭，2011 年 1 月，NIST(美国国家标准与技术研究院)公布了云计算的定义如下：云计算是一种对 IT 资源的使用模式，是对共享的可配里的计算资源(如网络、服务器、存储、应用和服务)提供无所不在的、方便的、随需的网络访问。

随着云计算的发展，为了对云计算有一个评判的标准，总结云计算的 9 大特性如下：

1. IT 能力以服务形式提供
2. 网络化访问
3. 用户自助服务
4. 提供开放的服务访问和管理接口
5. 持续的服务更新与孵化
6. 资源聚合成池
7. 自动化管理与快速交付
8. 弹性扩展
9. 资源使用计量

（2）云计算的分类

根据云计算服务的部署方式和服务对象范围可以将云分为三类：公有云、私有云和混合云。在公有云中，用户可以在云中租赁资源，也可以租赁基础设施向其他用户提供服务，为了保证用户之间的通信和数据共享等安全。在云计算用户间需要设计安全的访问控制机制[hl[81。依据云计算的服务类型可以将云分为三层：软件即服务 SaaS(Software as a Service SaaS)，平台即服务，PaaS(Platform as a Service.PaaS)和基础设施即服务 IaaS(Infrastructure as a Service IaaS)。一般计算环境都具有软件层、操作系统层和硬件层。云计算提供的 3 种服务模式就对应了一般计算环境的 3 个层面。这 3 种服务模式分别是软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)及基础设施即服务(IaaS)。

IaaS 主要包括计算机服务器、通信设备、存储设备等，能够按需向用户提供的计算能力、存储能力或网络能力等 IT 基础设施类服务，也就是能在基础设施层面提供的服务。IaaS 能够得到成熟应用的核心在于虚拟化技术，通过虚拟化技术可以将形形色色计算设备统一虚拟化为虚拟资源池中的计算资源，将存储设备统一虚拟化为虚拟资源池中的存储资源，将网络设备统一虚拟化为虚拟资源池中的网络资源。当用户订购这些资源时，数据中心管理者直接将订购的份额打包提供给用户，从而实现了 IaaS。

PaaS,Platform as a Service，中文名为平台即服务。如果以传统计算机架构中“硬件+操作系统/开发工具+应用软件”的观点来看待，那么云计算的平台层应该提供类似操作系统和开发工具的功能。实际上也的确如此，PaaS 定位于通过互联网为用户提供一整套开发、运行和运营应用软件的支撑平台。就像在个人计算机软件开发模式下，程序员可能会在一台装有 Windows 或 Linux 操作系统的计算机上使用开发工具开发并部署应用软件一样。微软公司的 Windows Azure 和谷歌公司的 GAE，可以算是 PaaS 平台中最为知名的两个产品了。

SaaS，软件即服务。简单地说，就是一种通过互联网提供软件服务的软件应用模式。在这种模式下，用户不需要再花费大量投资用于硬件、软件和开发团队的建设，只需要支付一定的租赁费用，就可以通过互联网享受到相应的服务，而且整个系统的维护也由厂商负责。

3 基于 HTML5 的移动端开发技术

HTML5 的设计目的是为了在移动设备上支持多媒体。新的语法特征被引进以支持这一点，如 video、audio 和 canvas 标记。HTML5 还引进了新的功能，可以真正改变用户与文档的交互方式，包括：

• 新的解析规则增强了灵活性
• 新属性
• 淘汰过时的或冗余的属性
• 一个 HTML5 文档到另一个文档间的拖放功能
• 离线编辑
• 信息传递的增强
• 详细的解析规则
• 多用途互联网邮件扩展（MIME）和协议处理程序注册
• 在 SQL 数据库中存储数据的通用标准（Web SQL）

HTML5 在 2007 年被万维网联盟(W3C)新的工作组采用。这个工作组在 2008 年 1 月发布了 HTML 5 的首个公开草案。眼下，HTML5 处于“呼吁审查”状态，W3C 预期它将在 2014 年年底达到其最终状态。

（1）语义特性（Class：Semantic）

HTML5 赋予网页更好的意义和结构。更加丰富的标签将随着对 RDFa 的，微数据与微格式等方面的支持，构建对程序、对用户都更有价值的数据驱动的 Web。

（2）本地存储特性（Class: OFFLINE & STORAGE）

基于 HTML5 开发的网页 APP 拥有更短的启动时间，更快的联网速度，这些全得益于 HTML5 APP Cache，以及本地存储功能。Indexed DB（html5 本地存储最重要的技术之一）和 API 说明文档。

（3）设备兼容特性 (Class: DEVICE ACCESS)

从 Geolocation 功能的 API 文档公开以来，HTML5 为网页应用开发者们提供了更多功能上的优化选择，带来了更多体验功能的优势。HTML5 提供了前所未有的数据与应用接入开放接口。使外部应用可以直接与浏览器内部的数据直接相连，例如视频影音可直接与 microphones 及摄像头相联。

（4）连接特性（Class: CONNECTIVITY）

更有效的连接工作效率，使得基于页面的实时聊天，更快速的网页游戏体验，更优化的在线交流得到了实现。HTML5 拥有更有效的服务器推送技术，Server-Sent Event 和 WebSockets 就是其中的两个特性，这两个特性能够帮助我们实现服务器将数据“推送”到客户端的功能。

（5）网页多媒体特性(Class: MULTIMEDIA)

支持网页端的 Audio、Video 等多媒体功能， 与网站自带的 APPS，摄像头，影音功能相得益彰。

（6）三维、图形及特效特性（Class: 3D, Graphics & Effects）

基于 SVG、Canvas、WebGL 及 CSS3 的 3D 功能，用户会惊叹于在浏览器中，所呈现的惊人视觉效果。

（7）性能与集成特性（Class: Performance & Integration）

没有用户会永远等待使用者的 Loading——HTML5 会通过 XMLHttpRequest2 等技术，解决以前的跨域等问题，帮助您的 Web 应用和网站在多样化的环境中更快速的工作。

（8）CSS3 特性(Class: CSS3)

在不牺牲性能和语义结构的前提下，CSS3 中提供了更多的风格和更强的效果。此外，较之以前的 Web 排版，Web 的开放字体格式（WOFF）也提供了更高的灵活性和控制性。

（9）网络标准

HTML5 本身是由 W3C 推荐出来的，它的开发是通过谷歌、苹果，诺基亚、中国移动等几百家公司一起酝酿的技术，这个技术最大的好处在于它是一个公开的技术。换句话说，每一个公开的标准都可以根据 W3C 的资料库找寻根源。另一方面，W3C 通过的 HTML5 标准也就意味着每一个浏览器或每一个平台都会去实现。

（10）多设备跨平台

用 HTML5 的优点主要在于，这个技术可以进行跨平台的使用。比如使用者开发了一款 HTML5 的游戏，使用者可以很轻易地移植到 UC 的开放平台、Opera 的游戏中心、Facebook 应用平台，甚至可以通过封装的技术发放到 App Store 或 Google Play 上，所以它的跨平台性非常强大，这也是大多数人对 HTML5 有兴趣的主要原因。

（11）自适应网页设计

很早就有人设想，能不能“一次设计，普遍适用”，让同一张网页自动适应不同大小的屏幕，根据屏幕宽度，自动调整布局（layout）。

2010 年，Ethan Marcotte 提出了“自适应网页设计”这个名词，指可以自动识别屏幕宽度、并做出相应调整的网页设计。

这就解决了传统的一种局面——网站为不同的设备提供不同的网页，比如专门提供一个 mobile 版本，或者 iPhone / iPad 版本。这样做固然保证了效果，但是比较麻烦，同时要维护好几个版本，而且如果一个网站有多个 portal（入口），会大大增加架构设计的复杂度。

（12）即时更新

游戏客户端每次都要更新，很麻烦。可是更新 HTML5 游戏就好像更新页面一样，是马上的、即时的更新。

总结概括 HTML5 有以下优点：

1. 提高可用性和改进用户的友好体验；
2. 有几个新的标签，这将有助于开发人员定义重要的内容；
3. 可以给站点带来更多的多媒体元素(视频和音频)；
4. 可以很好的替代 FLASH 和 Silverlight；
5. 当涉及到网站的抓取和索引的时候，对于 SEO 很友好；
6. 将被大量应用于移动应用程序和游戏；
7. 可移植性好。

4 Hadoop 平台

Hadoop 是一个分布式计算平台，它主要由 HDFS 和 Map-Reduce 组成，但是二者的实现是完全分离的，并不是没有 HDFS 就不能 MapReduce 运算。特点：

• Scalable（可伸缩性）:可靠存储处理大量数据（10 的 15 次方字节，即 PB 级数据）
• Economical（经济性）:数据分布和处理在集群中的可用廉价 PC 上，这些集群可以由数以千计的节点组成。
• Efficient（高效性）：以并行的方式工作，通过并行处理加快处理速度。Reliable（可靠性）:自动维护多个数据副本，自动置配失败时的计算任务。
• HDFS（Hadoop Distributed File System）：HDFS 假设硬件错误是常态，设计目标是错误检测和快速、自动的恢复，它主要支持大数据集合。

本系列智慧校园建设方案分享了一个中大型普通中学智慧校园的真实案例，该项目公开招标中选的价格逾三千六百万元，项目内容繁多请点击目录中的链接查看相关章节。另外本站在分享时为方便阅读删减、重构了部分内容，原始方案见系列第一篇文章分享的附件。

XX 高新区中学智慧校园整体建设方案.docx

目 录
第一章 项目概述 1
1.1 建设内容 1
1.2 建设思路 1

第二章 建设背景 5
2.1 项目背景 5
2.2 项目依据 6
2.3 信息化现状 9
第三章 需求分析 11
3.1 政务目标分析 11
3.2 业务功能分析 12
3.3 用户角色分析 13
3.4 安全需求分析 14
3.4.1 业务保障安全需求 14
3.4.2 信息安全合规性需求 15
第四章 建设目标 18
4.1 稳步提高学校信息化办学水平，促进办学质量提升 18
4.2 探索信息技术环境下的教育教学新模式、新方法 18
4.3 为学校日常教学、教务管理工作提供高效智能管理服务支撑 18
4.4 打造便捷、高效、丰富的校园信息化服务和宣传的渠道 19
第五章 建设内容 20
5.1 建设范围 20
5.2 标准规范 20
5.2.1 行业标准规范 20
5.2.2 技术标准规范 21
5.3 总体设计 22
5.3.1 设计思路 22
5.3.2 设计原则 27
5.3.3 架构设计 29
5.3.4 技术路线 33
第六章 技术方案 44
6.1 校园数据管理平台 44
6.1.1 数据基础管理 44
6.1.2 数据资源管理 45
6.1.3 数据服务应用 47
6.2 应用支撑服务平台 48
6.2.1 基础信息管理 48
6.2.2 接入规范管理 50
6.2.3 开放应用中心 57
6.2.4 统一认证平台 57
6.2.5 视图开发平台 59
6.2.6 可视化分析平台 60
6.2.7 地理信息系统 62
6.2.8 消息支撑平台 63
6.2.9 快速开发框架 64
6.3 “教学考评管”应用 68
6.3.1 智慧教学：智慧授课系统、作业管理系统、翻转课堂系统、教育资源系统、出题组卷系统、错题管理系统、科研管理系统
6.3.2 智慧学习、英语听说教学习系统
6.3.3 智慧考试：网上阅卷系统、质量分析系统、英语听说模考系统、
6.3.4 智慧评价 132
6.3.5 智慧管理：选排课系统、校园 OA 系统、人事管理系统、教务检查系统
6.4 云平台设施 179
6.4.1 数据机房：机房建设概述、机房装修方案、机房供配电及 UPS 系统、机房新风系统、机房安防系统、机房动力环境监控系统、机房防雷接地系统、机房消防系统
6.4.2 云平台建设，指智慧校园硬件云平台基础设施，详见附件
6.5 网络设施 257
6.5.1 校园网络系统：校园网概述、有线网系统、无线网系统、网络安全系统建设
6.5.2 IP 广播系统 303
6.5.3 综合布线系统 309
6.5.4 室外管道建设 316
6.6 终端设施 328
6.6.1 教室教学多媒体系统 328
6.6.2 精品录播系统 343
6.6.3 计算机教室云桌面系统 349
6.6.4 智能班牌 354
6.6.5 智慧图书馆管理系统 362
6.6.6 校园多功能厅信息化系统 369
6.6.7 会议室信息化系统 400
6.6.8 安全防范系统：视频监控系统、校园一键紧急求助报警系统、
6.6.9 标准考场/教室云录播及远程教研巡课系统 426
6.6.10 校园一卡通系统 463
6.6.11 校园电视台 476
6.6.12 校园信息发布 LED 高清显示屏系统 481
6.6.13 考场监控中心大屏系统 492
6.6.14 光明饭堂 497
第七章 制造工艺和质量保证措施 504
7.1 质量控制措施 504
7.1.1 质量控制制度 504
7.1.2 施工阶段的质量控制 506
7.2 质量保证措施 516
7.2.1 保证工程质量的技术措施 516
7.2.2 质量保证体系 516
7.2.3 施工质量保证措施 518
7.3 质量保证流程 520
第八章 交货及安装计划和保证措施 521
8.1 交货及安装计划 521
8.2 保证措施 521
第九章 培训服务方案 522
9.1 培训目的 522
9.2 培训服务流程 522
9.3 培训方式 522
9.4 授课人员安排 523
9.5 培训内容 523
9.6 培训方案表 524
9.7 培训效果评估 524
第十章 售后服务方案 526
10.1 技术支持与服务体系 526
10.1.1 技术支持与服务原则 526
10.1.2 技术支持与服务目标 526
10.1.3 良好的合作伙伴关系 527
10.1.4 服务监督管理机制 527
10.2 售后服务团队办公地点及成员数量 527
10.3 服务范围及服务时间 527
10.3.1 服务范围 527
10.3.2 质保期内的服务时间 528
10.3.3 质保期外的服务时间 528
10.3.4 技术支持与服务流程 528
10.4 系统应急方案 529
附件一：交货及安装计划 542