1.項目概述

1.1項目建設背景

上海市松江一中是上海市實驗性示范性高中，是一所百年名校，學校占地8

萬多平方米，有1千多名學生，其中有6個班的新疆學生。學校在“以人為本,

多元開發，和諧發展”辦學理念指導下,把松江一中建設成為具有現代教育風尚、

上海名校風采和高雅校園文化風貌的市郊一流的實驗性示范性高中。

松江一中校領導特別重視學校信息化系統的建設，并規劃了智慧校園的建

設方向，學校信息中心針對學校現狀，在有限的資金范圍內設計了今年和明年的

學校信息化內容。目前學校急需建設的是中心機房、機器人創新實驗室、校內即

時通訊軟件、圖書館借閱查詢系統、高考三加三排課系統、學業分析及英語助學

系統、教務考勤及電子門鎖系統、智能水電控制系統、辦公設備等。

隨著學校基礎設施日益完善，智慧校園應用系統蓬勃發展，學校信息資源

日益豐富，學校越來越重視智慧校園的建設，校園信息化建設呈現出“環境網絡

化、資源數字化、應用智能化、表現多媒體化”等趨勢，“智慧校園”成為學校

信息化建設的追求與理想。

“智慧校園”建設是一個系統工程，涉及到計算機技術、網絡技術、通訊

技術與網絡工程、軟件工程、項目管理等多個方面，因此建設之前必須站在整個

學校的層面，做好需求分析和頂層規劃設計工作，整體考慮、統一規劃，確保統

一的信息標準、統一的技術路線、統一的基礎架構和統一的組織管理。

校領導對“智慧校園”的最大期望就是能夠實時掌握學校的運行狀況，能

實時監督觀看老師上課過程，并把學生綜合素質評價、教師綜合業績評價作為建

設“智慧校園”的根本，信息化系統圍繞著教師的評價和學生的成長進行數據的

采集和積累，通過對這些數據的分析、判斷，對學校的發展軌跡進行實行的修正

和提高,對教師的職業成長和學生的成績及行為提高起到助推作用。這些數據的

收集，是在日常的工作、學習和生活中不知不覺積累下來的，不能增加老師的負

擔。

我們按照信息化科技發展的速度、方向，新型教學、辦公、生活模式所帶

來的種種啟發和思考，我們立爭使用多種全新的、成熟的技術手段，打造出松江

一中的專屬“智慧校園二

1.2智慧校園

1.2.1智慧校園是數字化校園的發展方向

智慧校園是依托物聯網、云計算、無線通信等新一代信息技術所打造的物

聯化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形態和教育模式。它的核心內涵是通

過信息技術來分擔大量煩瑣的、機械的、簡單重復的教學和管理任務，滿足教師、

學生、管理者、家長以及社會公眾的智慧校園需求。師生將更多的心理資源（如

注意力、創造力、動力系統）投入到更為復雜的、更有價值的教學和學習任務中

來，從而保證學生批判能力、創造力、協作能力、問題解決能力得以發展，以適

應21世紀的需要。它的核心追求是教育與技術的深度融合。智慧校園具有五個

核心特征，即情境感知、無縫連接、智能交互、智能管控、可視化。它背后的核

心技術包括云計算、物聯網、大數據、泛在網絡和移動技術等。

通過數字化校園和智慧校園的對比，智慧校園是數字化校園的發展方向。

數字化校園智慧校園

發展目標提高教育質量和效率培養智慧型、創新型人才

技術作用技術是工具、媒體，高效傳遞技術變革教育，改變教育戰略實施

知識的生態環境

核心技術計算機、多媒體、互聯網、云計算、大數據、物聯網、增強現

Web2.0實、移動通信、定位技術

建設模式建設導向，建網、建庫、建隊應用驅動，根據教育教學應用建設

伍配套環境、資源和隊伍

學習資源靜態固化、結構封閉,CAI課件、動態生成、持續進化、開放建設，

網絡課程、數字圖書、專題網慕課、微課、移動課件、電子教材、

站可進化的內容庫

學習方式多媒體學習、網絡學習泛在學習、云學習、無縫學習

教學方式以教師為中心，多媒體輔助教以學習者為中心，大規模在線開放

學、網絡教學、遠程教學教學（MOOCs）、深度互動教學、智

能教學（智能備課、智能批閱等）

科研方式基于有限資源的、小范圍協同跨地域大規模協同科研，科研數據

科研及時分享與深度挖掘

管理方式管理信息分散，標準各異，人高度標準化，歸一化管理，智能管

管、電控控

評價思想經驗導向的評價數據導向的評價，基于大數據庫的

科學評價

1.2.2智慧校園的主要特征

智慧校園是一個集約化的信息系統工程，其核心技術特征可以概括為：感

知采集、移動互聯、全向交互、智能管控、易用可視化。

1.2.2.1感知采集

感知采集是智慧校園最基礎的功能特征，依據感知采集數據自適應地為用

戶提供推送式服務。常用的情境感知技術包括GPS、射頻識別、二維碼以及各類

傳感器（如溫度、濕度、二氧化碳、光照等）。感知采集的對象包括兩類，分別

是外在的學習環境與人的內在學習狀態，具體感知內容包括：（1）感知教與學活

動實施的物理位置信息；（2）感知教與學活動發生、進行與結束的時間信息；（3）

感知教與學活動場所的環境信息，如溫度、濕度等；（4）感知教育參與者的心理

狀態，如焦慮、煩躁、開心等；（5）感知教育的過程和實際效果；（6）感知教育參

與者的實際需求等。

1.2.2.2無縫連接

移動互聯是智慧校園開展的基礎，基于移動互聯的無縫連接是智慧校園的

基本特征。無縫連接具體體現在如下幾個方面：（1）系統集成：遵循技術標準，

跨級、跨域教育服務平臺之間實現數據共享、系統集成；（2）虛實融合：通過增

強現實等技術實現物理環境與虛擬環境的無縫融合；（3）多終端訪問：支持任何

常用終端設備無縫連接到各種教育信息系統，無縫獲取學習資源與服務；（4）無

縫切換：學習者的多個學習終端之間實現數據同步、無縫切換，學習過程實現無

縫遷移；（5）聯接社群：為特定學習情景建立學習社群，為學習者有效聯接和利

用學習社群進行溝通和交流提供支持。

1.2.2.3全向交互

教與學活動的本質是交互，智慧校園系統支持全方位的交互，包括人與人

之間的交互以及人與物之間的交互。全向交互具體體現在如下幾個方面：（1）自

然交互：通過語音、視頻識別等更加自然的操作方式與媒體、系統進行交互；（2）

深度互動：實現教育參與者之間的隨時、隨地的互動交流；（3）過程記錄：自動

記錄教與學互動的全過程，為智慧校園管理與決策提供數據支持。

1.2.2.4智能管控

教育環境、資源、管理與服務的智能管理是智慧校園的核心特征。智能管

控具體體現在如下幾個方面：（1）智能控制：基于標準協議，實現信令互通，進

而實現教育環境、教育資源、教育管理和教育服務等全過程的智能控制；（2）智

能診斷：基于智能控制數據和結果，輔助管理者快速、準確診斷問題，及時、有

效解決教育業務開展過程中、教育裝備使用過程中存在的問題；（3）智能分析：

在系統內各類數據的匯聚與處理的基礎上，進行挖掘分析，為智慧校園系統的數

據共享和業務流程升級改造提供科學決策依據；（4）智能調節：感知教室、會議

室、圖書館等物理場所的環境，依據教與學的實際需求，動態調節聲、廣、電、

溫度、濕度等環境指標；（5）智能調度：基于智能診斷、智能分析的結果，科學

調度教育資源、調整管理模式等。

智

管

能

理

分

析

數

與

據

預

測

呈

現

分

智

h析

M預

測<—

決?

結

策

果

可視化是信息時代數據處理與顯示的必然趨勢。可視化是智慧校園觀摩、

巡視、監控的必備功能，也是智慧校園系統的重要特征，具體體現在如下幾個方

面：（1）可視化監控：通過視窗可以監看智慧校園應用系統的運行狀態；（2）可視

化呈現：通過圖形界面，清晰、直觀、全面的呈現各類教育統計數據；（3）可視

化操作：提供具有良好體驗的操作界面，以可視化的方式操作教育設備和應用系

統。

1.3項目建設依據

?中國教育部：《教育信息化十年發展規劃2011-2020》

?上海市教育委員會：《上海教育改革十三五發展目標》

?上海市教育委員會：《上海教育信息化重點工作（2013-2015年）》

?上海市教育委員會：《促進本市城鄉義務教育一體化的實施意見（暫

行）》滬教委發（2015）139號

?松江區教育局：《教育信息化工作推進三年行動計劃（2015—2017）》

?教育部公安部:《關于全面推進教育行業信息安全等級保護工作的通知》

（教技（2015）2號）

?中國教育部：《教育資源建設技術規范》

1.4現狀描述

1.4.1硬件基礎設施現狀及問題分析

綜合布線：主干千兆、百兆到辦公室桌面、千兆到教室桌面、無線局部覆

蓋（4間會議室）

安防系統：監控攝像機只有學校大門口采用高清網絡機，其他部位均為模

擬標準機，且數量較少。

一卡通：校門口采用無線RFID卡自動感應，食堂采用IC卡，圖書館采用

條形碼。一張卡集成了RFID和IC,背面貼條形碼。

巡考系統：采用了漢尚的模擬系統，還沒有進行數字化改造。

公共廣播：教室已經采用ITC的數字公共廣播，兼容聽力考試。操場和公

共區域還沒有改造。

數據中心：沒有專用機房，4臺服務器已經老化。

1.4.2應用系統現狀及問題分析

1.4.2.1學校的教育信息化應用和管理層次不齊

目前學校的校務管理、資源管理、教學應用系統等大多是學校自己研發或

分頭采購，所涉及的平臺在易用性、標準、安全等各方面的考慮各自不同，根本

無法滿足數據采集、資源互換、教學交流等需求。

1.4.2.2學校基礎數據管理和應用系統沒有整合

學校普遍存在信息化信息孤島問題，實現各個應用系統和平臺之間缺少整

合，基本上為做到單點登錄。學校信息化基礎數據如學生、教師、學校等數據沒

有統一數據格式，不同業務沒有做到共享，形成能夠反映學生、教師、學校全面

情況的數據系統，對學校的教育分析、教學評估存在困難。需要建立學校各種教

育應用系統之間的應用共享和數據交換機制，通過該機制將能夠學校各軟件系統

和規劃建設軟件系統的無縫整合，各系統能實現單點登錄和數據交換。

1.4.2.3缺少有效的教學資源和教學支撐平臺

經調研反饋，學校教學資源庫和教學平臺的應用還是比較傳統。學校教師

對教學資源的有很大的需求，目前的資源庫和網上特別是針對教學過程中相關的

知識單元的資源，如微視頻和教學設計、背景材料等比較缺少，需要從區域層面

創建資源共享和資源再生成的平臺。

同學科教師之間如何在線交流、討論教學問題，沒有共享的平臺支撐，不

能發揮學科教師群體的優勢，如何從區域層面創建一個學科教師交流，協作的網

絡空間，有效針對教學過程各環節的通過交流、協作，達到互相促進互相提高效

果。

1.4.2.4缺少支撐學生自主學習的資源和平臺

通過調研，目前學校基本上沒有建設針對學生自主的學習平臺。學校開發

了網絡選修課程平臺，在功能上上不具備溝通、交互、跟蹤、評價、引導功能。

高中學生的自主學習能力和欲望都很高，學習方式也很個性化，如何在學校課堂

學習之外，幫助和指導學生自主學習，需要配套智能導學的平臺。

遠程網絡視頻交互支撐不足

學校目前沒有專業視頻會議系統和校外進行交互。由于浦東地域廣，學校

多，教育局業務部門和學校溝通聯系，學校之間，教師之間都對實時視頻交流有

需求。在目前教育網內帶寬已足夠支撐多方視頻交互的情況下，學校有必要配

置專業視頻會議系統，支持教育系統個單位間的進行遠程視頻會議，能夠同時進

行多個專題會議，不受時間和地域束縛，可以大大節約成本，提升效率。

1.4.2.6家校溝通缺乏渠道

家校溝通的主要渠道是每學期一到兩次的家長會，教師與家長之間的溝通

和交流大多是通過短信通知和家長簽字。家長非常期待能夠深入地了解孩子的學

業水平、在校表現、個性發展、心理發展等情況，希望和學校形成良性的互動，

但由于缺乏有效的溝通平臺和手段，使得他們對孩子的成長過程了解得不夠廣泛、

深入。

1.5項目的建設目標

松江一中的智慧校園項目是一個集網絡、計算機、多媒體、虛擬化云計算

以及應用開發部署的綜合性信息化工程。通過本項目實施，為松江一中提供：

1）網絡無縫互通。

通過學校網絡設施的建設,基于網絡和通信技術，特別是移動網絡技術，

支持所有軟件系統和硬件設備的連接，讓學校老師和學生隨時隨地可以

獲得即時、迅速、安全、穩定的信息化網絡環境。讓學校老師和學生

可以根據教學需要和學習需要，自由地應用臺式電腦、筆記本、上網本、

手機、平臺電腦等多種終端設備開展各類教學活動。

2）開放學習環境。教育的核心理念是創新能力的培養，校園面臨要從“封

閉”走向“開放”的訴求。因此，學校信息化建設支持拓展資源環境，

讓學生突破課堂與教科書的限制，支持拓展時間環境，讓學習從課上拓

展到課下，支持拓展空間環境。

3）師生個性服務。以個性服務為理念，各種關鍵技術的應用均以有效解決

教師與學生在校園生活、學習、工作中的諸多實際需求為目的，并成為

現實中不可或缺的組成部分。

讓學校、老師、學生能夠享受到專業的教育信息化服務，幫助他們解決信

息化管理、信息化教學、信息化學習等各方面的問題，形成全面的教育信息化服

務體系。具體表現在以下幾個方面：

1）以學生學習為中心，基于智能移動終端，融合校內外學習，支持個性化

與開放式學習，推動家校互動助學，給學生開創便捷、健康的網絡學習

與交流的空間。通過信息化手段輸入和跟蹤和分析日常學習中的教育記

錄和行為記錄數據，依據個人能力開展以學生為中心的個性化學習，學

生根據自己的學習計劃開展學習，教師據此更好的指導每個學生，調整

每個學生學習活動中的課程內容。

2）以教師應用為中心，構建教師備課、上課、教研為一體的數字化平臺，

培育創新信息技術支持下的新型課堂教學環境、教學方法和教師專業發

展的方法，并提供創新信息技術工具給教育者，用來探索、實施和管理

教學變革與創新。

3）以學校教學與管理為中心，統一管理學校基礎信息與數據，梳理與優化

學校管理流程，構建學校數字化管理平臺，利用有效的信息技術工具與

手段提升管理效率與品質。讓學校主動探索新型的教育信息化應用模式,

為未來其他學校教育信息化建設提供示范。

4）以家長和社會需求為中心，構建信息發布平臺，開創暢通的校內外交流

空間，推進智慧校園的開放性,展現學校的校園文化內涵和核心競爭力，

打造家校互動，獲取外界資源，促進教育共同體發展。

1.6項目的建設內容

1.6.1硬件建設內容整體一覽

1.6.1.1校園網絡系統

1）計算機中心機房

2）綜合布線改造

3）網絡交換機設備更新

4）服務器設備更新

5）存儲設備更新

6）UPS不間斷電源配置

1.6.1.2校園無線網絡

1）無線覆蓋

1.6.1.3一卡通

1）教務考勤及電子門鎖系統

2）消費

3）圖書借閱

1.6.1.4平安校園

1）數字安防監控

2）公共廣播

3）網絡安全

1.6.1.5智慧教室

1）互動多媒體教室

智能同步筆、投票器、高拍儀

2）錄播教室

3）未來教室

數字化實驗室、創客中心

1.6.1.6創新實驗室

1）地理實驗室

2）機器人創新實驗室

1.6.1.7綠色校園

1）智能水電控制系統

2）光伏發電

1.6.1.8信息化服務

1）基于電子保修卡及物聯網云處理的校園運維服務

1.6.2軟件建設內容整體一覽

基礎服務平臺

1）校內即時通訊軟件

2）統一認證平臺

1.6.2.2校園辦公系統

1）智慧校園平臺基本架構

2）智慧校園平臺移動端

3）高考三加三自動排課系統

4）圖書館借閱查詢管理系統

5）學生成長系統：對學生進行綜合性評價，包括學生健康信息、

教師評語、學生成績等。

6）教師定量化評價系統

7）學生評價教師系統

8）校園一卡通考勤管理系統

9）招生系統

10）學生績點統計系統

11）校園日常信息管理平臺

12）個人信息查詢系統

13）師訓科研管理系統

14）考務管理系統

15）課程、走班管理系統

16）團體管理系統

17）教學互動平臺（聽課評課）

18）校園網站系統

19）學籍管理系統

20）視頻庫管理系統

21）平面（照片）資源管理

22）學校財務管理：負責學生報刊訂閱、保險繳納的統計工作

23）宿舍、餐飲管理

24）心理咨詢平臺

25）物資采購系統

26）來訪管理系統

27）公共教室管理

28）設備報修系統

29）學校校產管理

30）數字檔案管理

31）和諧校圖（文明單位）

1.6.2.3教學應用系統

1）基礎課在線學習平臺（微課）

2）拓展慕課學習平臺

3）學業分析及英語助學系統

4）網上閱卷

5）心理輔導生態系統

2.方案總體設計

2.1智慧校園體系結構圖

1）智能感知層

采用各種感應技術，實時采集各種數據，實現對師生的活動狀態、儀器設備

的運行狀態、學習與生活環境的互動狀態等全面感知，為智慧校園提供采集海量

數據的物質基礎。

2）網絡通信層

綜合采用有線和無線網絡技術，及時傳輸各種數據，實現隨時隨地的接入、

高速全面的互聯、隨需隨意的應用，為智慧校園提供寬帶泛在的網絡基礎。

3）大數據層

大數據層是智慧校園的核心，包括數據的存儲與計算的物理平臺、信息收集

與數據管理平臺、以及數據分析處理的應用支撐平臺，是連接智慧校園各部分、

匯聚智慧校園各種信息的樞紐，為智慧校園提供堅實的數據基礎。

4）智慧校園應用層

包括各種智慧型的校園信息化業務應用，如教學、科研、管理、服務等各類

應用，是智慧校園發揮作用的關鍵，也是智慧校園建設的重點。

5）自適應交互平臺

支持各種智能終端，為各類用戶提供與其所處環境、所用終端相適應的多屏

交互模式，為用戶提供貼心的服務，提升智慧校園的用戶體驗。

6）支撐保障體系

包括信息安全保障體系、系統運維服務體系等，為智慧校園安全、穩定、高

效的運行提供切實的保障。

2.2系統架構

?WebserverWebserverWebserver

?

i

I____________

TrackerStorageStorage

2.2.1應用平臺的開發架構

系統開發語言為java,封裝非常好，而且java都是經過編譯的class類，

規范性很強安全性高并可多平臺移植。

開發框架選擇基于Web應用程序開源框架SSH(struts+spring+hibernate)o

系統從職責上分為四層：表示層、業務邏輯層、數據持久層和域模塊層，架構結

構清晰、可復用性好、維護方便。其中使用Struts作為系統的整體基礎架構，

負責MVC的分離，在Struts框架的模型部分，利用Hibernate框架對持久層提

供支持，業務層用Spring支持，完成業務邏輯。不僅實現了視圖、控制器與模

型的徹底分離，而且還實現了業務邏輯層與持久層的分離。以下為ssh架構圖：

ActionSupport

POJO

2.2.2應用平臺兼容方案

系統在設計上采用html5+css3技術實現，并支持客戶端自適應響應式布局,

以提高用戶體驗。流媒體播放模塊支持各平臺各瀏覽器兼容。即實現現代瀏覽器

使用html5內置自帶屬性進行播放，非現代瀏覽器采用flash模塊進行優雅降級

播放，更好地解決了用戶差異性體驗。真正做到系統的高彈性響應能力，讓不同

設備的訪問控制于一套編碼，大大提高了代碼的高維護性。

另外布局的靈活性，更符合了多業務多場景的需求，在原生app端可進行

hybird式混合開發，并且代碼可得到重用，降低了研發成本。

2.2.3數據庫策略

Mysql開源數據庫集群部署，當業務數據過大時，可采用分表分庫實現分散

數據的水平擴展。數據庫集群部署采用私有局域網式通信，并必須通過vpn撥號

內網進入，所以防止了外部連接。服務器端也配置sql注入式過濾配置，另外在

程序上也做了xss和csrf攻擊。另外在數據層，將業務拆分封裝為webservice接

口標準化輸出，為各子系統和各終端的通信提供了統一保障。

2.2.4流媒體服務

為微課、教學視頻等流媒體搭建流媒體服務器，以流式協議(RTP/RTSP.

MMS、RTMP等)將視頻文件傳輸到客戶端，供用戶在線邊下載邊觀看，而不必

等待整個文件下載完畢。也可從視頻采集、壓縮軟件接收實時視頻流，再以流式

協議直播給客戶端。也可將連續的音頻和視頻信息壓縮后放到網絡服務器上。

使用nginx或是nginx集群組搭建流媒體存儲介質，利用FlvStream模塊實

現flv流媒體的功能，支持flv視頻進度條拖拽，將nignx作為方向代理服務器代

理后端基于FlashMediaServer或者Red5的RTMP/RTMP流媒體服務器

2.2.5用戶統一認證

為更好的解決用戶在各子系統中的用戶體驗和大數據元數據的積累，本系

統采用單點登錄整合所有平臺業務。單點登錄(SingleSignOn),簡稱為SSO,

是目前比較流行的企業業務整合的解決方案之一。SSO的定義是在多個應用系統

中，用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應用系統。

2.3先進的互聯網技術的應用

2.3.1基于SOA的技術路線

整個智慧校園規劃是基于SOA整合業務數據、規整業務流程、梳理業務規

范、開放業務服務等方面進行整體框架設計、開發、部署、拓展服務的。而面向

服務的體系結構（service-orientedarchitecture,SOA）是一個組件模型，它將應

用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯

系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應該獨立于實現服務的硬件平臺、

操作系統和編程語言。這使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和

通用的方式進行交互。

SOA結構中，中立的接口定義（沒有強制綁定到特定的實現上）的特征稱

為服務之間的松耦合。松耦合系統的好處有兩點，一點是它的靈活性，另一點是，

當組成整個應用程序的每個服務的內部結構和實現逐漸地發生改變時，它能夠繼

續存在。而另一方面，緊耦合意味著應用程序的不同組件之間的接口與其功能和

結構是緊密相連的，因而當需要對部分或整個應用程序進行某種形式的更改時，

它們就顯得非常脆弱。

對松耦合系統的需要來源于業務應用程序需要根據業務的需要變得更加靈

活，以適應不斷變化的環境，比如經常改變的政策、業務級別、業務重點、合作

伙伴關系、行業地位以及其他與業務有關的因素，這些因素甚至會影響業務的性

質。

在智慧校園系統設計整體化的同時，系統采用SOA理念，盡量減少各子系

統在技術上的相互依賴性（軟件對平臺、軟件對數據、軟件對軟件、平臺對平臺

等），使任一子系統未來的減少、增加和變更，不影響到其它子系統和總系統，

從而最大限度地保護既有的投資，減少對系統的維護和未來開發的投入。在應用

系統整體化、功能化和規模化的同時，保證系統在技術上、經濟上的可持續發展。

平臺開發應基于“跨平臺”的Java語言和獨立于開發環境的面向對象的組

件技術日Bs（EnterpriseJavaBeans）,系統的主要“應用邏輯”由組件構成。以組

件技術為導向的組織架構提供系統良好的可伸縮性，使系統能輕易地組合與拆分

其功能模塊。

應用軟件平臺的開發及運行架構采用三層結構(Web服務器、應用服務器

和數據庫服務器)，從而在不影響系統其它部分情況下，保證應用服務器與其它

應用可進行有效和無縫的整合，同時支持大規模并發用戶的訪問。

因此，本次系統建設是利用對于面向服務的基礎架構(SOA)的來提供一個

靈活的集成基礎設施。將已有的應用和數據統一集成，完成不同數據格式、不同

數據類型、不同業務流程處理和信息交換的支撐平臺。

2.3.2基于J2EE的框架技術

在智慧校園基礎平臺和應用整合的建設中，規劃和設計了橫跨各職能管理

部門、業務部門的統一的管理、服務的支撐平臺，實現大集中模式的信息共享和

交換、教學教務服務、科研項目服務、協同服務、管理集約化、多機構的聯動服

務以及未來知識整合和資源服務的拓展支撐。由于這樣的系統橫跨各個部門，橫

跨各種復雜的應用環境、平臺和數據庫，并對復雜的邏輯運算、分布式部署、分

階段分部門實施有很高的要求，勢必需要采用先進的分布式計算技術來構建統一

的運行平臺支撐框架。這樣，才能既可以保證本次建設和后續各類系統的完全集

成，又可以保證不斷拓展新功能時技術支出成本最低，J2EE計算平臺是構建基礎

平臺和整合智慧校園應用建設的首選。

Java2Platform,EnterpriseEdition(J2EE)被設計成專門用來解決多層式應用解

決方案的開發、部署以及管理上的問題。J2EE已經成為一種業界標準。更被擴充

成可支持XMLWebServices的標準。滿足和其他用J2EE或非J2EE標準所開發的

WebServices溝通。在大型規模的J2EE應用程序中，商業邏輯是利用

EnterpriseJavaBeans(EJB)組件技術所建置。專門用來負責商業程序以及資料邏輯

的處理。

它可以透過JavaDatabaseConnectivity(JDBC)、SQL/J來連接數據庫，或是透

過JavaConnectorArchitecture(JCA)技術來連接既有系統。它更可以利用Java用來

處理XML的API(JAXP,JavaAPIforXMLProcessing),并透過WebServices技術(包

括：SOAP、UDDI、WSDL以及XML)來連接應用程序。

本次基礎平臺和應用整合設計和開發遵循J2EE規范和XML技術的多層計算

平臺，符合這一計算模式的發展潮流。將應用計算平臺與信任和授權服務技術、

資源管理和資源服務等方面進行有機融合、簡化用戶應用系統的開發和運行維護、

方便辦公應用在框架體系上的業務延伸、技術延伸和服務延伸。

2.3.3ESB數據交換技術

通過建立企業服務總線(ESB),定義服務之間良好的接口和契約實現，通

過流程定義把系統內的軟件功能組件和資源聯系起來，保證學校關鍵、多變的業

務流程可以正常運行，提供跨組織、跨平臺的人員協作、信息數據、業務流程等

層面的集成和整合，配合各種核心的業務應用，形成學校完整的信息化系統。

2.3.4BPM流程重構技術

業務流程重構技術具有良好的擴充性、復用性和適應性，從它誕生時起就

以其思想的先進性和變革的突破性吸引了眾多企業及職校的關注。國內外許多職

校開始嘗試在管理中引進業務流程重構的思想，精簡機構設置，簡化業務流程,

以降低經營運行成本，提高經濟效益及辦事效率。業務流程重構包括的關鍵技術

主要有：面向業務流程重構的需求分析、業務流程的描述和業務流程的配置。

業務流程重構需求分析是信息系統開發的出發點，它與職校內管理模式密

切相關。學校打破原先根據分工理論按職能進行管理的方式，轉變為"以業務流

程為中心"來重新組合流程.通過對學校的運作方式做根本性的重新思考和再設

計，使得學校在成本、質最、服務、時間等方面取得競爭優勢。因此，智慧校園

建設的開發必須考慮新的管理模式，相應地也要求需求分析向業務流程重構的環

境下進行。

面向業務流程重構的需求分析除了像傳統系統那樣對學校現有業務狀況進

行分析外，還包括需求發掘、需求預測與需求規劃。面向業務流程重構的需求分

析在很大程度上不同于傳統的系統需求分析，應采用一些新的手段和方法，如信

息系統需求分析的面向對象層次分析方法、面向數據對象實體類的需求分析方法

等。

業務流程的描述，進行面向業務流程重構的信息系統建設與開發以需求分

析為基礎.同時還應描述清楚業務流程。以下從描述規范和描述實現兩個方面對

業務流程進行描述.如下圖所示。

數字校園中的業務流程描述

流程描述規范

業務流程架構業務流程建模

與參考體系

2.3.5面向對象的組件技術

采用面向對象組件化設計，并基于跨平臺業界標準，包括Java、XML等，

完全獨立于硬件和操作系統的開發環境。在設計和開發上提供了多種組件服務:

公用組件和應用組件。基礎服務提供獨立于業務的公用組件，如工作流引擎、服

務引擎、消息引擎、菜單管理引擎、電子表單、格式轉換、個性化訂制等；基于

對業務功能的抽象，建立可重復使用的應用程序"業務對象"（應用組件），利用

這些組件，構建分布式應用系統，智慧校園應用框架如下圖所示。面向對象的組

件技術在異構分布環境下為不同機器上的應用提供了互操作性，并無縫地集成了

多種對象系統；另一方面，組件的可重用性和可插拔性，可以大大加快軟件開發

的速度，降低了軟件開發和再開發的成本，提供了系統良好的可伸縮性，使系統

輕易地組合與拆分其功能模塊。因此，基于面向對象的組件技術將系統的服務功

能和業務模式獨立開來，選用更靈活的組件方式來提升系統的功能支持，全面提

升本系統和面向未來應用整合的綜合支撐。

2.3.6基于WebServices數據接口

智慧校園的建設需要采用XML的數據交換技術，基于WebServices進行業

務系統整合和集成。以XML數據交互引擎，提供異構系統間XML數據的傳輸、

遷移等服務，完成數據抽取、加載、發布和訂閱模板以及數據格式的轉換.以

Services技術進行業務集無縫集成和互操作的可信整合。

采用的標準化接口、標準化服務描述、發布、發現等，解決了業務調用、

集成和最終用戶界面顯示、個性化設置等方面的問題。實現基于應用的業務協作,

同時為應用系統集成需要提供全新的應用集成手段，使得所有的業務應用系統,

通過WebServices技術進行相互調用，并通過流程重組以及流程整合提供多種新

型的、跨業務系統的應用，實現業務流互聯互通、解決各類應用業務集成的問題。

構筑WebServices的關鍵技術有：XML、SOAP、WSDL、UDDI。其中，簡單

對象訪問協議(SOAP)提供了標準的RPC方法來調用WebServices；WebServices

描述語言(WSDL)用于描述WebServices(該web服務的元數據信息:服務的名字、

提供者、服務的具體訪問地址等)及其函數、參數和返回值；統一描述、發現與

集成(UDDI)規范定義了這樣的注冊中心：WebServices的提供者可以在其中發布

相應的WSDL文檔，WebServices的消費者則可以在其中找到自己需要的服務，

并通過WSDL文檔獲得如何調用相應WebServices的方法。SOAP、WSDL、UDDI

都是基于XML的協議，正是因為使用XML,使企業應用集成在數據層上達成了

一致，解決了不同平臺或系統、不同數據結構或模式之間的差異，使得原本復雜的

數據層的集成變得簡單起來。

2.3.7面向MVC的實現路線

模型-視圖-控制器(Model-View-Controller,MVC)體系結構模式將一個交

互式應用程序分為三個組件。模型包含應用問題的核心數據、邏輯關系和計算功

能，它封裝了所需的數據，提供完成問題處理的操作過程，還為視圖獲取顯示數

據提供訪問其數據的操作；視圖向用戶顯示信息；控制器以事件觸發方式處理用

戶輸入，并為每個輸入事件提供了相應的操作服務。視圖和控制器共同構成了用

戶接口。

MVC模式是J2EE應用程序開發中被廣泛使用的一種體系結構，它將傳統的

輸入、處理和輸出模型轉化為圖形顯示的用戶交互模型。J2EE平臺上，模型層負

責表達和訪問商業數據，執行商業邏輯和操作，同時控制層也可以訪問其功能函

數以完成相關的任務。視圖層負責顯示模型層的內容，它從該層取得數據并指定

這些數據如何被顯示出來，它也會將用戶的輸入傳送給控制器。控制層負責定義

應用程序的行為，它可以分派用戶的請求并選擇恰當的視圖用于顯示，也可以解

釋用戶的輸入并將它們映射為模型層可執行的操作。

J2EE平臺上，模型層負責表達和訪問商業數據，執行商業邏輯和操作，同

時控制層也可以訪問其功能函數以完成相關的任務。視圖層負責顯示模型層的內

容，它從該層取得數據并指定這些數據如何被顯示出來，它也會將用戶的輸入傳

送給控制器。控制層負責定義應用程序的行為，它可以分派用戶的請求并選擇恰

當的視圖用于顯示，也可以解釋用戶的輸入并將它們映射為模型層可執行的操作。

本項目基礎和各應用的架構和設計完全遵循MVC模式，其實現部署模型如

下圖所示：

JavaBean/EJB

W應共享和交換數據庫

客戶端

G防

W用

學生科

務

業

火

Wq服

理

墻

w處

務

/服x

組

件ESB

器

網

務

關

器

能的"客戶端G

教務科ORACLE數據交換客戶端

圖15系統部署模型圖

在實際開發中大量采用JAVA技術。如：

SERVLET,JSPJAVABEAN,JDBC,JAVAMAIL,XML,STRUTS,SPRING,HQL等成熟穩定的前沿

技術。

2.3.8基于云計算的動態架構技術

遵循簡化、共享、動態的原則，建設智慧校園基礎架構。建立動態基礎架

構，如圖14所示，整合計算資源，提高設備利用率；降低復雜性，減少信息孤

島，實現I/。和存儲資源的共享；通過虛擬化提高IT生產力，如節約能耗和制

冷開支，更簡單、更全面地管理，提高系統可靠性和可用性，實現零宕機。

這種動態架構應具有如下幾個特點：

虛擬化一一打破數據中心、服務器、存儲、網絡、數據和應用中的物理設備

障礙，使學校降低動態基礎架構的總體擁有成本，提高彈性和靈活性。

高效節能--采用優化IT基礎設施的能源效率的產品和服務，以降低成本,

消除空間、電能和冷卻資源的限制，并實現綠色戰略目標。

服務管理-一支持區別化服務交付和快速業務增長的所有業務和IT基礎設施

組件實現整合的洞察力、控制和自動化。

資產管理--根據業務優先級，提高用于改進服務交付質量的資產管理可靠

性、可用性和運行時間，同時最大限度提高整個生命周期內的資產投資回報率,

并實現庫存優化，提高勞動力效率，控制危害環境、人員健康和設備安全故障及

風險。

安全--隨著IT和業務基礎設施互連程度不斷提高，利用新的風險管理方法,

為組織、流程和信息提供全面的安全保障。

業務彈性--能夠快速適應并應對風險和機遇，從而保證持續的業務運作,

降低運行成本，實現業務增長，并且成為更可信的合作伙伴。

智慧校園的基礎架構模型如下圖所示。

虛擬基礎架構

用戶及

管理員

容量管理;管理

藍云基礎服務

存儲虛擬化/網絡虛擬化/服務器虛擬化

物理資源管理

物理資源池

軟件

1）物理資源池

按照類型組織成不同的資源池，用以提供不同配置的虛擬資源。資源包括

PC服務器、Power■服務器、存儲服務器、軟件授權。資源池的組織最好按照硬

件的類型和配置來進行。同一個池中的設備最好采用完全一樣的硬件配置，其作

用是保證資源的有效分配和利用。另外，一些功能也需要同樣硬件的支持。例如，

虛擬服務器的動態遷移可能要求同樣的CPU類型。物理服務器可以使用內置硬

盤來存放虛擬服務器鏡像，也可以通過HBA卡連接存儲，從而把虛擬服務器鏡

像存放在中央存儲上，兩者各有好處。

2）云基礎服務

云實現了一組基礎服務用以支撐上層的自服務門戶及外部應用。這些服務

可以以web服務的形式和外部應用進行集成，比如數據中心已有的計費應用或

者門戶。這些基礎服務包括以下部分：用戶管理、備份管理、軟件管理、存儲管

理、使用計量、報表管理、部署管理、環境監控、安全管理、可用性管理、容量

管理等。其中用戶管理又包括平臺管理員、平臺操作員、用戶等。例如平臺管理

員能夠對云平臺上所有資源分配請求進行審批，增加或減少資源數目，變更項目

時間，終止或刪除項目。

3）基礎架構生命周期管理

用來維護虛擬基礎架構（項目）的整個生命周期。一個項目的生命周期包

括以下幾個階段：提交請求、管理員批準、開始部署、運行中、資源回收、結束。

4）管理界面及用戶自助服務界面

提供統一的管理界面供企業信息系統管理人員和云數據中心管理員使用。

3.校園網絡系統建設

3.1計算機中心機房

3.1.1機房裝飾系統

數據中心裝修系統的設計，主要是為計算機、網絡通信等設備以及工作人

員創造一個良好的基礎工作環境，并結合其它配套工程的設計,提供安全、可靠、

可持續發展的空間。

數據中心設備的穩定、可靠運行與機房環境條件密切相關。因此，機房的

設計是保障整個數據中心穩定、可靠運行的關鍵因素。

數據中心應合理規劃，各功能區域要綜合協調，相對獨立。無人機房主區

域應相對獨立，布局設計應結合IT工作流程，便于管理，保障數據中心的安全

性。

本次機房裝修設計按新一代A級機房建設標準設計及參考美國《數據中心

電信基礎設施標準》的標準，考慮本項目數據中心未來5~10年業務發展需要。

數據機房功能區域應妥善劃分。合理分區可以使后期的安裝相互之間干擾減

至最低。在功能分區和通道設計方面，作為數據中心，充分考慮到數據中心的

IT運營管理流程。同時考慮到與防火設施、空調、配電等設備的統籌安排。

機房裝飾注重于創建特定的環境條件以滿足房間功能要求而不是刻意追求

表面效果，要崇尚科學，講究技術和藝術的結合。做到：

令機房的防火及防水

令機房的防塵

令機房防靜電及屏蔽防輻射

令機房的噪聲

令機房的環保節能

3.1.2機房電氣系統

本工程供配電系統的可靠性要求較高,保證供配電系統的安全性、可靠性、

可維護性和在線擴展性是本次項目的重點。計算機系統配電必須經過UPS電源。

配電線纜、配電柜及相應的電路，都應滿足用電峰值為其設計負荷。

本次施工內容主要有：UPS系統，動力配電系統，照明配電系統，防雷接地

系統。

負荷等級：本次數據機房負荷等級為一級負荷，其中數據中心機房IT設備

負荷為一級負荷中特別重要負荷，供電電源技術指標按GB50174-2008《電子信

息系統機房設計規范》中的A級機房執行。

本此電氣工程施工范圍：包括機房內各UPS設備、UPS電池組、電池智能在

線監測系統、UPS輸入配電、UPS輸出配電、精密配電柜、精密空調、精密空調

動力配電等。照明插座、新風、排風等設備的電源由市電動力配電柜引來。系統

配電均采用三相五線制供電。

按負荷性質分，數據機房負荷可分為：計算機設備負荷和輔助設備負荷；計

算機設備和輔助設備相互獨立供電。計算機設備由專用UPS精密列頭柜配電。

3.1.2.1UPS供配電系統

80kVAUPS模塊化2+1電源主機，三進三出，構成1套“2N”雙母線全冗余

系統。每臺UPS均有自動旁路功能,后備電池的備用時間為單機滿負荷30分鐘。

UPS配電系統末端滿足雙回路電源同時向計算機設備供電的要求，優先選用

低諧波含量的設備，同時注意考慮諧波抑止措施。

UPS電源及電纜敷設，需提供足夠強度及保護，并有效地分散環境風險。為

減少干擾，強電線路均沿封閉式金屬線槽及鍍鋅鋼管靜電地板下敷設，弱電線路

從天花引入機柜內，完全防止干擾。

機房內IT設備通過精密配電列頭柜集中供電，精密配電列頭柜位于機房內

部，UPS末端配電電纜均為沿線槽地板下走線，為每個機柜配置雙路防水工業連

接器。

3.1.2.2動力配電系統

動力配電系統包括：精密空調、新排風機、照明插座等負載的配電。

機房內精密空調、照明插座、新風、排風等設備電源來市電動力配電柜引來，

保證精密空調等重要負載的供電可靠性。動力配電系統配置消防脫扣，火災發生

時，自動切除精密空調，新風機、普通照明及插座等負載供電，并通過消防信號

強制啟動排煙風機等與生命安全有關的設備。

3.1.2.3照明及輔助系統

機房主要依靠人工采光，計算機房照明質量的好壞不僅會影響計算機操作人

員和軟硬件維修人員的工作效率和身心健康，而且會影響計算機的可靠運行。工

作位置排列與工作人員的方位要求同燈具排列聯系盡量避免直接反射光，避免燈

光從作業面至眼睛的直接反射，損壞對比度，降低能見度。

機房照明系統應考慮應急照明系統。應急故障照明一般采取兩種方案，一種

是將照明電路中的一路由UPS拱電，在停電時，由UPS提拱照明。另一種方案是

采用帶后備蓄電池的應急日光燈，在距離地面0.8米處平均照明度不低于100LX。

照明供電一般由市電供電，當市電停止時才轉入應急供電系統。在本方案中，建

議采用UPS供電部分格柵燈，配合應急照明燈使用。

3.1.2.4前端供電及低壓配電設計的可靠性保障

數據中心低壓配電間因計算機設備和計算機輔助設備對供電電源有不同的

要求，所以采用兩種不同的電源供電：即一種為普通電源，一種為不間斷電源。

普通電源給計算機輔助設備供電，如：空調、照明、維修插座、輔助插座等等。

不間斷電源給計算機設備供電，如：服務器、路由器、交換機、終端等設備。

兩種電源引入不同的配電箱：普通電源配電箱和UPS電源配電箱，再由配電

箱分別送給計算機設備和計算機輔助設備。

1)UPS輸入輸出配電

UPS的輸入輸出配電主要用途是實現：UPS電源接入，UPS電源維修旁路，

UPS電源至精密輸出的電源分配。UPS輸入輸出配電柜采用高可靠性模數化開關

柜，結合高精度抽出式/插入式斷路器，保證了UPS電源分配的可靠性和可擴展

性。在未來數據中心擴容及改擴建過程中，此類型開關柜有更高的靈活性，符合

本數據中心未來的發展趨勢。

UPS主機輸入輸出電纜

要求UPS的輸入輸出電纜采用的是2x(WDZA-YJY-4X120+50)o

UPS主機至電池開關的電池連接線

UPS主機與電池開關之間采用直流電纜連接。電池及UPS均分A/B路因此UPS

主機與電池開關之間的直流電纜也采用雙路由敷設，做到2N冗余。

2）空調配電

動力分配開關要用途是實現精密空調及其他輔助動照設備電源分配。空調配

電柜采用高可靠性模數化開關柜，結合高精度抽出式/插入式斷路器，保證了動

力電源分配的可靠性和可擴展性。在未來數據中心擴容及改擴建過程中，此類型

開關柜有更高的靈活性，符合本數據中心未來的發展趨勢。

3）精密配電

精密配電主要功能是：將從UPS輸出開關柜分配得來的UPS電源準確的分配

到每臺機柜，并監測電源的品質及使用情況。精密配電采用雙路主供方式為IT

機柜提供優質電源，雙路電源同時在線，對于雙電源設備當其中一路發生斷電事

故時，另外一路可以完全負擔IT設備負載且不存在切換問題；

本期機房內服務器機柜柜共采購8臺，根據計算負荷值有如下建議：

服務器機柜帶的負載用電負荷約為1.5-20kW/RACK,末端開關按照32A/1P

配置，電纜按照ZR-RVV3*6mm2配置；

3.1.3防雷接地系統

接地系統在本次數據中心起到的作用及功能：

1）接地系統的調控功能

當用電設備因故發生“短路”/漏電故障時，確保人身和設備的安全運行；

增強電源設備、用電設備的電磁屏蔽效果，確保I"電信/測試等關鍵設備

獲得盡可能高的電磁兼容性（EMC）；

為IT/電信/測試等關鍵設備內的電子線路提供統一的、具有“低阻抗運行

特性”的參考電平（實現“等電位連接"）；

2）接地系統中各關鍵的部件的調控功能

為各種干擾源/“地電流”提供低阻抗型“泄放通道”，以確保在各信息運行

設備之間實現”等電位連接”。

接地系統由大地、接地體、接地引入線、接地總干線、接地線、輔助“等電

位”連接體（“等電位”連接網/連接帶）組成。其中大地作為“容電量”無限大

的“參考電位體”來使用。

3）機房內下列金屬部件需采用接地或接零保護措施

IT設備、通信設備、測試儀器等關鍵設備的接地端；

UPS、空調、電機、變壓器、電力電纜的金屬護套、接頭盒、電纜終端頭、

電纜橋架、密封匯流母排的外殼、電纜套管、電池架、電熱設備等的金屬外殼/

底座；

氣管、鋼筋混凝土結構中的鋼筋、配電柜（箱）、控制屏、操作臺等的金屬框

架或底座；

4）機房內采用聯合接地系統的設計：

數據中心內采用接零保護制（TN-S）系統，三相五線制，PE線與N線嚴格

分開；所有插座回路均應有專用接地線（PE）；所有設備的金屬外殼、各類金屬

管道、金屬線槽等必須進行等電位聯結并接地；

聯合接地系統包括：主機房直流接地、UPS輸出端中性點工作接地、電氣設

備保護接地、等電位接地、弱電系統直流接地及其它電子設備的直流接地合用同

一接地體，要求接地電阻不大于其中最小值要求。機房防靜電地板下設置30mm

義3mm接地紫銅排作為等電位聯結母帶，并接入機房等電位端子箱，等電位端子

箱