【智慧校园】智慧校园规划设计解决方案

23智慧校园规划设计解决方案

目录目录第1章 总体概述 11.1 项目背景 11.2 现状分析 11.3 建设目标 2第2章 指导思想与建设思路 32.1 指导思想 32.2 建设原则 32.3 建设思路 3第3章 总体架构 5第4章 方案设计 64.1 校园基础设施建设 64.1.1 绿色机房 64.1.2 融合网络 144.1.3 云数据中心 284.2 业务数据支撑平台 314.3 教学科研场景建设 364.3.1 智慧教室 364.3.2 云桌面 404.3.3 超性能计算 434.3.4 智慧实验室 454.4 校园管理服务建设 474.4.1 综合安防系统 474.4.2 视频会议系统 624.4.3 自主招生系统 744.4.4 招生管理系统 784.4.5 迎新管理系统 814.4.6 宿舍管理系统 934.4.7 学工管理系统 974.4.8 电子离校管理系统 1094.4.9 就业管理系统 1124.4.10 校友服务系统 1174.4.11 教务管理系统 1224.4.12 办公自动化系统OA 1894.4.13 科研管理系统 2094.4.14 网站群管理系统 2574.4.15 人事管理信息系统 2704.4.16 资产管理系统 3064.4.17 校园邮件系统 3174.4.18 一站式服务大厅 3194.5 智慧运营中心 323 第29页,共93页总体概述项目背景大数据、云计算、移动互联网、物联网等技术蓬勃发展，信息技术对教育的革命性影响日趋明显。通过建设智慧校园，实现人才培养、科学研究、管理运营和校园服务模式转变受到包括教育部门、学校领导的大力重视，全国各地学校积极开展智慧校园的建设，通过信息技术加速“双一流”的建设，部分学校校长将建设智慧校园作为重点工作开展。XXXX大学作为XX一流学科重点建设高校，是全国建校较早的22所医学院校之一，为了支撑学校各项业务的发展，积极开展学校信息化建设，在初步完成数字校园的平台建设，实现了校级数据共享和统一身份认证。同时积极开展智慧校园规划和建设，促进学校从数字化向智慧化转变，最终实现决策运营更智能，教学科研更高效，工作生活更便捷的目标。智慧校园建设是一个系统性的工程，需要拉通各个业务统筹考虑，为了更好建设智慧校园，避免重复建设，本次项目将借助武鸣校区新建校信息化建设的契机，基于XXXX大学的现状及战略业务目标，从顶层设计入手，全局规划智慧校园，逐步实施，最终建设有XXXX大学特色的智慧校园，支撑XXXX大学业务发展。现状分析XXXX大学从1997年开始学校校园网建设，已经完成了学校网络全覆盖，校园应用系统建设和推广普及工作，并建立了数字校园基础平台，初步实现了系统间的统一身份认证和数据共享，为下一步全面建设智慧校园提供了基础。在基础设施建设，学校经过多年的努力，实现了全校有线无线网络的覆盖，并拥有学校校级数据中心。在平台和系统建设，目前系统主要以各业务部门根据业务需求自主建设为主，信息中心主要通过建设数据共享平台，统一身份认证平台和统一信息门户。学校完成了数据化的基础建设，但真正实现智慧校园还存在以下问题：信息孤岛，难以实现跨部门业务处理。在涉及到跨部门业务办事时，师生仍需按传统模式，办事效率低。特别是未来新校区建立后，将极大影响师生各种业务申请和处理的效率。现有数据不能提供有效的决策支持。由于没有校级的数据标准，各系统数据不一致，导致数据质量无法保障，无法有效通过大数据分析为校领导提供决策支持。教师、学生、资产等管理仍采用传统模式，管理效率低下。没有物联网等支持，无法实时获取资产状态，导致重要资产出现丢失或利用率低点问题。建设目标本次项目将通过顶层设计，分步实施，逐步实现智慧校园的建设。包括：校园智慧运营中心：通过大数据，物联网等技术，实现学校的可视，可管，可控。为学校领导和管理层提供决策支撑和事件响应的相关信息；教学科研环境支持：提供智慧教室，智慧实验室，超性能计算等教学科研环境，通过信息化手段加速教学科研效率。校园服务支撑建设：提供一站式服务大厅，一卡通在线交费，视频会议等服务，提升师生在校办公生活体验。最终实现校园治理、服务更加智能，教学、科研更高效。总体提升学校影响力。

指导思想与建设思路指导思想在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的指引下,遵照《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》、《教育信息化“十三五”规划》和《教育信息化2.0行动计划》的要求，以大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术与智慧校园深度融合为驱动，发挥大数据跨界创新引领作用，推动数据资源共享和使用，打通业务实现跨业务部门的协作。主要指导思想包括：《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出：要加快教育信息基础设施建设，把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。充分利用优质资源和先进技术，创新运行机制和管理模式，整合现有资源，构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施。这为高校加快信息化建设指明了方向。《教育信息化“十三五”规划》要求：“构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设‘人人皆学、处处能学、时时可学’的学习型社会，培养大批创新人才”。基本形成信息技术与教育融合创新发展的中国特色教育信息化发展路子。建设原则XXXX大学的智慧校园建设，将围绕国家、教育部、学校的指导方针和战略规划，从学校整体的高度全盘考虑。坚持“总体规划、分步实施、标准统一、优化管理、资源共享、重在应用”原则。围绕学校中心工作，立足全局，要在已有信息化工作基础上，统筹规划，有节奏分步实施，主要包括：统一数据标准，打通数据和系统能力，构建校级的数据平台和业务平台，以实现全校学生和教师全生命周期管理与服务。建设思路采用顶层设计方法，全局统筹规划，从学校的业务需求入手，结合学校信息化建设的实际情况，以学校整体发展战略为根本指导，引入智慧园区先进管理理念和工具，借鉴国内外高校信息化建设的成功经验，进行校园资源整合，强化对师生的服务功能。智慧校园顶层设计将注重以前沿思维为导向，可实施落地为目的，进行系统、科学、前瞻、可操作的设计，以指导未来的建设工作，具体思路包括：以国际一流为参考，引入前沿的、基于学校战略驱动的智慧园区规划理念及思维，进一步推动学校先进管理实践。更加注重物联网,移动互联网新技术的应用，促进云计算、大数据、物联网等前沿技术与教学科研工作、师生特色服务体系的深度结合。遵循分步实施的建设路径,首期重在夯实基础，建设环节把与智慧学校相关基础设备设施用物联网技术进行连接,用大数据平台和数据集成服务进行数字化，形成数据底座并对外开放服务能力。后继逐步把学校教研软件相关的系统逐步完善。最终实现学校管理运营的完美融合。

总体架构基于智慧校园建设目标，智慧校园建设主要包括基础层、平台层和应用层三个层面。在基础层，除了现有有线无线网络外，建设物联网络,将学校的人、事、物接入网络进行统一管理，实现万物互联互通。在平台层，为了能快速实现应用层的碎片化的需求和跨业务部门的需求，平台层建设要考虑可扩展、够开放；打通数据和业务，并通过API的形式将数据和业务以服务的形式安全开放给上层应用，使应用开发更加高效灵活。业务和数据平台的建设不是一促而就的，会根据应用的需求，逐步完善沉淀。在应用层，坚持学校以学生为中心，通过拉通全校各信息系统，建立起全校人（学生、教师）事（学科、教务）物（资产）的全生命周期管理。使用大平台小应用的理念，快速开发各种应用，并以一站式服务的理念，整合各类服务、流程等向全校师生提供便捷服务；拉通全校业务，采用大数据分析、视频监控等实时监控学校运营状态，并进行部门间、系统间联动，实再校园治理更智慧化。

方案设计校园基础设施建设绿色机房一、设计原则安全性原则：数据中心安全性是整个数据中心的关键性能，数据中心建设规划时需对用户及IT设备的安全性进行充分考虑。系统能够及时自动发现故障，力求故障的影响和波及面减至最小程度与最小范围，特别是保障工作人员操作的安全性。可靠性原则：为保证数据中心内各项业务应用的持续提供服务，基础设施必须整体具有高可靠性；数据中心建设需保证工程质量、设备的稳定运行、避免单点故障。通过对数据中心整体系统进行高可靠性的设计，在关键系统及设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术。先进性原则：数据中心应尽量采用现时的先进技术和设备，在保证满足当前的需求的同时，兼顾未来业务的预期需求。所采用的设备、产品和软件能代表当今世界技术成熟但又先进的水平，使整个数据中心系统在一段时期内保持一定的先进性。简单易维护原则：在产品和解决方案设计充分考虑日后管理维护的方便和科学性，各系统的监测、监控、监管的集中监控。可扩展性原则：数据中心建设不但要满足当前需要，并且机房扩展性方面要满足可预见将来3-5年需求；并且具备平滑可扩展性。二、模块化机房优势分析传统机房供电系统多采用工频或高频塔式UPS，配合上送风或地板下送风精密空调。供电系统扩展性能差，UPS供电系统效率低下，不满足国家节能绿色数据中心的要求。空调制冷系统多采用房间级精密空调，采用上送风或下送风模式，传统的定频制冷模式，当服务器等IT设备闲时，空调会反复停启，一方面制冷效率低下，还会影响空调的使用寿命及可靠性。为满足ICT设备制冷需求，多采用地板下送风模式，普通办公大楼层高，采用此种架构，送风制冷效果差，进一步影响空调的制冷效率。冷热气流混合，也严重影响了空调的制冷效率。模块化数据中心机房结构：模块化数据中心集机柜系统、供配电系统、空调系统、机房监控系统、消防系统（模块内）、综合布线系统等于一体，所有主要设备，部件工厂预制，减少现场施工工程，缩短工期同时，提升了整个机房系统的可靠性。所有关键设备均为业内主流厂商生产设备，保证了整个系统的完美配合。供电系统：采用模块化UPS，所有功能模块均支持在线热插拔，故障后均可在线不断电更换，同时UPS功率模块互相备份，提供了高可靠的供电保证；效率高，最高效率96%，一般机房运行负载率在30%-50%，此时传统机房工频和高频塔式UPS效率均在85%以下，模块化UPS在30%负载时运行效率95%，节省10%的耗电。制冷系统：采用行级精密空调，采用水平近端送风模式，配合冷通道密闭组件，实现近端制冷,冷热气流隔离，提升了空调的制冷效率。行级精密空调采用直流变频无极调速压缩机，在IT设备空闲时，降低压缩机转速，节能环保，同时延长了压缩机的使用寿命。同规模IT负载下，行级精密空调较传统机房空调，节省30%以上的用电。由于行级精密空调体积小，重量轻，制冷效率高，后续增加IT设备时，可通过增加行级空调，轻松实现制冷系统的平滑升级。布线系统：模块机柜顶部设置强弱电走线槽，信号线与电源线分开布置,避免搭接,减少强电和信号间的电磁干扰，降低IT设备通信丢包率，提升系统可靠性，同时方便运维人员维护。机房管理系统：可实现对机房供电系统、空调系统，视频监控系统，环境监控，门禁等方面的管理配置工作，方便运维。对整体机房重要设备，关键节点在管理系统界面进行3D建模，使用中如发生故障，可及时通知运维人员故障准确发生位置，缩短故障排查时间，提升业务系统的稳定性。绿色节能-通过监控系统实时掌握系统负载情况，及时调整UPS，行级精密空调工作状态，达到节能的效果,节省10%的耗电。模块内消防：机柜通道内设置火灾检测探头，配合可翻转天窗，能够实现与主机房消防系统的联动，更好的保护客户资产与人员安全。外观：现代化数据中心设计，美观大方。主要部件均为同一业内主流知名厂商生产，色调与外观完美配合，为IT设备提供一个可靠的运行环境，为运维人员提供一个舒适的调试空间。三、设计内容采用高集成设计，可一体化集成机柜、供配电、制冷、布线和管理等所有子系统，可选择封闭冷/热通道、单排或双排部署，支持单机柜功率最高可达21kW，多种技术手段可使PUE低至1.2。单模块机柜、空调、配电等配置可灵活调整，也可通过多模块部署的方式满足各种规模、各种业务要求的数据中心需求，完美匹配大中小型数据中心的快速新建与扩容。设计内容包括：机房装饰装修工程；机柜及PDU；供配电系统；UPS供电系统；精密空调系统；综合布线系统；综合监控系统；气体消防系统机房装饰装修工程（1）、材料要求：数据中心装饰装修的基本作用是满足数据中心机房防火、防水、防尘、防静电、隔断、保温、屏蔽等要求。机房装饰装修既要与现代化计算机、通信设备相匹配，又要通过精良独特的设计构思，真正体现“安全、适用、美观、现代”的整体形象。（2）、机房各装修节点需求分析：隔断工程：隔断使用轻质砖墙隔断或防火玻璃隔断。墙面工程：除尘防潮，挂彩钢板，保温处理。天面工程：防尘防潮，金属微孔吊顶，保温处理。地面工程：防尘防潮，保温处理，250mm架空防静电地板。门窗工程：封堵处理。承重工程：对新增的设备增加散力支架。排水处理：新增的空调排水系统引入排水管道，具体接入方式根据现场的实际情况而定。机柜及PDU、冷通道密闭系统机柜系统是整个IT系统的基础，用户的IT设备都是安装在机柜里面的。IT系统能否正常安装、连接、运行、扩容与管理，都与机柜系统有直接的关系。机柜系统必须符合EIA－310－D国际机柜标准，服务器机柜为19英寸（600mm宽），而不能是其他非标准宽度。随着多核CPU的普及，刀片服务器的大量应用、云计算和虚拟化技术的应用以及高密度核心交换机和以太网供电技术的不断发展，新一代数据中心基础设施的建设越来越重视关键设备产品和新技术应用。数据中心机房的发展也从关注“机房空间”升级到“关注机柜空间”，倡导“机柜就是数据中心”的最新理念。现代机房对机柜的要求提出了新的要求：兼容性要求现代机房所安装的机柜必须能够安装主流的服务器设备。机柜不仅要满足EIA-310-D国际标准，而且随着IT技术的不断发展，机柜的深度也越来越长，还得匹配未来增加冷通道组件。承重及使用方便性要求服务器机架化、刀片化的趋势使得机柜内可以存放更多的IT设备，机房的生命周期内，从初期低密度（只有少量服务器设备）到后期中高密度（服务器设备越来越多），这就对机柜的承重提出了更高的要求。同时，还需要安装方便，维护简单。高密度散热要求机房采用刀片式服务器、虚拟化技术和云计算技术的应用是IT技术发展的新趋势。服务器越来越薄，越来越长，单个机柜存放的服务器数量越来越多。原先42U的机柜可以存放的服务器高达可达30U，这样就使得服务器机柜的功率密度越来越大，单个机柜的功率密度最高可达20KW，机柜内部就容易形成“局部热点”。而且虚拟化技术还会使得不同的服务器在不同的时间段时运行效率提高，产生的热点也会随着时间而漂移。如何解决机柜内部的热点和热点漂移问题，保证机柜内的关键设备在正常的环境下运行问题也就成为了现代机房对机柜的新要求。机柜内的关键设备的配电要求现在，服务器设备己经越来越多地使用双电源，甚至是三电源，机柜内的服务器设备也越来越多，单个机柜的电源线可达50-80条，单个机柜的功率可达20KW。如何保证机柜的配电，也是新一代数据中心机房对机柜提出的要求。一体化UPS一体化UPS柜具有以下特点：采用统一架构，质量可靠、功能齐全、外观统一。ATS/MCCB、IT配电、空调配电、照明配电、UPS配电集成在一个配电柜内。（1）保护功能要求1、交流输入过、欠电压保护2、输出短路保护：输出负载短路时，UPS系统应自动关闭输出，同时发出声光告警。3、过温度保护：功率模块内部温度达到保护设定值时，功率模块应能自动告警并保护而退出系统，当故障排除后应能自动恢复工作。4、电池电压低保护：当UPS系统在电池逆变工作方式时，电池电压降至保护点时，应发出声光告警，电池停止供电。当电池放电终止关机后市电恢复，系统具备自动和手动重新启动功能。5、输出过欠压保护：UPS系统逆变输出电压超过设定过、欠电压值时，应发出声光告警并转为旁路供电。6、模块熔断器（或断路器）保护：功率模块为限制某些故障进一步扩大，模块内应设置输入输出熔断器（或断路器）等保护功能。（2）电池的选择蓄电池容量（Ah）是指在标准环境温度下，每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时，可提供的恒定电流值（A）与持续放电时间（h）的乘积。给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量，用符号C10来表示。蓄电池容量可用20、10、8、5、3、1、0.5h率等多种方法表示，一般采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。精密空调系统精密空调系统设计时需考虑三个环节：冷气产生单元、冷气配送单元、热气回收单元。目前原机房的空调制冷系统保持不变，仅考虑扩容机房的空凋系统，扩容机房的单个机柜的热负载大于2KW,传统的地板下送风模式或风冒送风方式已经满足不了IT机房制冷的要求，所以我们建议机房空调采用水平送风空调，前送风后回风的方式，靠近机柜安装，近距离送风，近距离回收热量。综合布线系统数据中心系统的效率依赖于优化的设计。设计涉及建筑、机械、电气和通信等各个方面，并直接影响初期的空间、设备、人员、供水和能耗的合理使用，但更重要的是运营阶段的节能与增效。布线规划要点：数据中心的布线设计目的是实现系统的简单性、灵活性、可伸缩性、模块化和实用性。所有这些准则使数据中心运营商能够随着时间变化，仍然使设施适合于业务发展的需求。经验表明，具有足够的扩充空间对后期附加设备和服务设施的安装至关重要。当前技术应提供可通过简单的“即插即用”连接来添加或替代的模块化配线设备，使其对运营商更实用，并减少宕机时间和人工成本。因此我们在选择布线系统时应力求采用先进、高性能的布线系统，从而保证网络传输的经济性、可靠性。综合布线系统是连接各个网络设备及服务器之间的信息通道，应保证足够带宽及稳定性，本次双绞线布线部分建议选用超六类屏蔽双绞线:数据中心光纤部分，建议选用预连接光缆。模块化数据中心模块内部线示意图：综合监控系统机房综合监控系统：是机房智能化管理的一个重要手段。机房控制应具有高度自动化，它要求以最少的维护人员，最优化的运营维护手段，来实时监控每一个机房中设备所处的物理环境。同时，集成安防系统的各个子系统，使管理高度集中化，智能化，优化资源配置。（1）、动环监控：设备监控子系统(配电柜、UPS主机、空调)环境监控子系统（温湿度、漏水、烟感）消防联动与控制子系统故障报警系统（声光、短信、邮件、IE）（2）、视频监控：根据现场环境需求配置不同类型的摄像机前端，共4台摄像机。视频信号到视频服务器经过TCP/IP网络，集中汇聚至机房内的硬盘录像进行存储，通过管理服务器进行管理。气体消防系统气体消防系统是整体机房安全运行的盾牌。从对火警的探测系统来看，它具有温感、烟感探测器、红外探头；对于灭火系统来说，基本上大多数机房都采用的是气体灭火系统。这就要求在整体机房的设计和施工中，必须规划、建设钢瓶间、消防控制间和一些管道(亦可使用无管网系统)，从而达到全方位报警、分区灭火，最大限度地提高对火灾的防范能力，由于机房高度限制，并且机房面积不大，所以我们建议机房采用无管网柜式气体消防系统。内容包括：气体灭火装置；消防控制子系统；消防瓶柜子系统；消防排烟子系统；消防联动子系统；融合网络一、建设目标多网融合：构建一张能够承载有线、无线、物联网的综合网络，使得园区网络能够满足园区内各种数据终端及传感设备在任意位置的接入需求。实现万物互联。结构先进：整体架构在性能、容量、高可靠及技术运用等方面上满足未来5年的整体发展需求。按需扩展：整体网络架构能够基于覆盖区域、终端数量、业务需求实现按需扩展，无需对架构进行调整。二、网络整体架构园区网络设计各板块汇聚与园区核心构建一个虚拟网络Fabric实现多业务承载，虚拟化专网；各板块汇聚与接入之间二层互联；通过SDN控制器对园区网VXLAN业务实现自动化部署；运营设计针对家属楼、宿舍，通过Bras设备进行统一认证，结合第三方计费系统实现运营计费；安全设计出口部署防火墙实现出口边界隔离，通过Anti-DDOS网关有效防御来自internet的流量攻击，结合沙箱对未知威胁进行深度防御；内网防火墙实现虚拟专网间的互访控制；物联设计通过边缘计算网关及无线专网灵活扩展物联应用，实现后勤资产等管理；链路带宽设计接入至汇聚采用1GE/10GE链路互联；汇聚至核心采用10GE/40GE/100GE链路互联；内网防火墙侧挂核心采用10GE/40GE/100GE互联；核心与外网防火墙，外网防火墙与出口路由器采用10GE/40GE链路互联；园区虚拟网络设计各板块汇聚与园区核心构建一个虚拟网络Fabric实现虚拟化专网；承载多业务实现逻辑隔离通过SDN控制器对园区网VXLAN业务实现自动化部署；各板块汇聚与接入之间二层互联；通过构建虚拟化专网，网络建设成本大大降低；通过虚拟化专网，各专网业务实现安全逻辑隔离，安全性高；通过虚拟化专网实现多租户专网，后续企业专网可灵活扩展；业务承载教学办公业务专网运营业务（家属、宿舍）业务专网，商住用户（业务承载和租赁）一卡通专网资产管理专网：大型设备价值超过40万联网物联网专网：园区能源、资源、设施、门禁门锁、饮食、物业每个虚拟网络对应一个VRF，分配一个三层VNI;每个虚拟网络对应多个子网，每个子网对应一个BDIF（三层网关）和BD（二层网关）;每个BD对应一个二层VNI;为方便配置和终端漫游，BDIF在各edge上都统一下发，即分布式anycast网关，对外提供相同的网关IP地址和MAC地址;终端认证时授权动态vlan，终端按vlan进入虚拟网络;三、融合网络无线网设计无线网络逻辑架构交换：转发平面：横向一体化（核心）管理平面：横向一体化（核心）无线：统一瘦AP架构用户：无线控制器+BRAS认证L2/L3：管理平面-二层终结在汇聚节点（管理网关）用户平面-二层终结在汇聚节点（用户网关）虚拟网络管理虚拟网络用户虚拟网络无线网络架构全校园无线覆盖场景涉及：教学区、办公区、宿舍区、图书馆、体育馆、校园室外等多场景无线覆盖，不同场景采用定制化覆盖方案设计校区无线核心交换机上部署无线AC控制器，对校区的AP进行统一配置管理非运营业务（教学办公）有线无线接入统一至汇聚交换机认证；运营业务（宿舍区、家属区）有线无线统一至BRAS设备认证。无线漫游设计AC内二三层漫游设计终端用户在校园内移动时，相同AC同一个SSID1内漫游时，终端用户的状态和策略信息会通过AC在AP间进行同步，保证用户VLAN始终保持不变，用户的IP地址不变，漫游业务不中断。漫游过程普通漫游802.11r漫游空口切换（关联）依赖终端独立完成AP辅助完成Over-the-air无线安全状态密钥基于PMK基于PMKL2/L3状态AC完成同步AC完成同步策略状态AC完成同步AC完成同步智能漫游设计终端基于信号强度及环境主动进行实时漫游，漫游条件是两个相临AP有一定区域的信号重叠，当终端接入AP的信号强度低于终端设定的强度下限值时，终端会进行重关联，关联到信号更好的AP上。由于漫游是终端主动触发的，如上图，存在粘性终端移动后由于信号强度没有低于终端设定的下限值，无法触发主动漫游仍然关联AP1成为低速终端影响体验，而有AP3更好的接入点没有接入的情况，因此需要通过智能漫游技术来解决这类问题。AP和终端同时支持802.11k/802.11v协议，当终端移动后，无线系统通过主动检测终端关联相临AP的信号强度来判断是否有更好的接入点，引导粘性终端重关联到信号更好的AP3,从而提升粘性终端接入体验，提升整个无线网络性能。校园CampusInsight智能运维CampusInsight网络智能分析平台，颠覆传统聚焦资源状态的监控方式，将人工智能应用于运维领域，基于已有的运维数据（设备KPI、终端日志等数据），通过大数据、人工智能算法及更多高级分析技术，将网络中的用户体验数字化，辅助客户及时发现网络问题，改善用户体验。基于真实业务流的智能分析系统采用Telemetry技术采集网络设备的性能指标和日志数据，基于真实业务流量发现网络异常。弹性伸缩系统采用服务化架构，具备高可靠性和伸缩性。可通过扩充实例，实现服务容量的扩容。支持大数据处理能力系统通过大数据平台，对数据进行统一采集、存储和分析，具有高效的大数据处理能力。支持故障识别的智能算法能力系统在海量数据处理上引入智能故障算法，基于数据挖掘，分析故障特征，具有准确的故障识别能力。支持感知用户体验的能力系统通过分析用户的性能数据和日志信息，深入洞察用户使用体验，具有帮助客户及时发现体验问题的能力。支持AI动态基线建立能力系统基于历史大量数据通过AI机器学习算法，创建动态基线预测的范围。与实际网络产生的数据对比，对于超出范围内的异常数据识别。整体架构CampusInsight基于大数据分析平台构建，采用Telemetry技术方案接收设备上报的数据，通过智能算法对网络数据进行分析、呈现。CampusInsight分析器采用微服务架构，各个业务服务采用多实例部署，外部HTTP请求由消息总线进行分发到各个节点实例处理，并可通过扩充实例节点实现服务容量动态扩容，具备高可靠性和伸缩性。Telemetry技术Telemetry是设备新增的一个特性，基于Google主导的GPB（GoogleProtocolBuffer）来主动上报数据，它是用来做性能和故障监控的一个系统，包括数据生成、数据采集、存储和分析，能有效解决传统网络遇到的数据获取问题。当前网络监控数据上报过程中存在的问题：随着网络日益庞大，传统的监控模式（例如snmp、syslog）越来越束缚监控网络的规模和监控效率。SNMP和CLI的“拉”模式（即查询等待响应），需要采集器通过轮询方式处理每一个网络元素，随着网络的增大，采集器的增多，网元设备要接收越来越多的查询，对网元设备的正常工作带来严重的干扰。传统监控模式也提供有“推”模式（例如snmp的Trap上报、syslog上报，终端的告警回显），但这些推模式提供的数据格式不同厂家不一样，对采集器分析数据增加复杂度。Telemetry解决方案：提供“推”模式（即订阅一次，持续返回数据流），避免轮询方式对采集器自身以及网络流量的影响提供统一的数据流格式，简化采集器分析监测数据的难度与传统的网络管理协议对比如下：监控模式时间多厂商SNMP/syslog/CLIPull：设备收到查询后才响应，采集器通过轮询方式查询网元Push：主动上报，例如trap/syslog等，不同厂商数据格式不一致，增加采集器分析数据的难度SNMP每5分钟查询一次厂商自定义格式。例如Trap需要基于MIB树做解析，而且字符串是非结构化的，厂商自定义的，需要逐条适配TelemetryPush：即订阅模式。订阅一次，持续定时上报，避免轮询对采集器和网络流量的影响采样周期最小支持秒级基于统一的数据流格式GPB（Google主导定义的结构化数据存储格式），简化采集器分析数据的难度数据采集园区网络和CampusInsight集群组网示意图如下数据采集范围：当前数据获取主要两大类数据：用户接入类数据：用户在接入网络过程中产生的接入类日志信息，主要包括：关联、认证、DHCPIP获取三个阶段的日志（包括成功与失败日志，以及接入失败的各种原因）。设备采用syslog协议上报日志数据。用户性能类数据：AP设备上报的终端、射频、AP的性能metrics数据，主要包括：终端的信号强度、丢包率等；射频的干扰率、信道利用率等；AP/AC/交换机的CPU、内存、接入用户数等。设备采用GPB协议主动上报性能类数据。数据流从设备数据上报到页面呈现，数据经过数据接入、数据采集、数据分发/缓冲、数据分析/AI运算（过滤、合并、专家库分析、AI机器学习）、数据存储5个部分：数据接入：无线AP设备、AC设备、交换机接入分析器产品，并设置metrics数据与日志数据的上报通道数据采集：采集服务接收无线AP设备、交换机GPB协议周期上报的metrics数据，AC、AP、交换机上报的syslog日志数据数据分发/缓冲：Kafka接收采集服务上报的设备原始数据，提供数据订阅消费能力，供上层系统获取数据进行分析处理数据分析/AI计算：分析器根据采集的设备原始数据对数据做多方面，多维度的分析和处理，比如对接入日志按阶段分类、统计用户接入成功/失败次数，根据用户性能metrics评估终端用户上网质量（好、中、差），终端用户补齐厂商信息等。并基于原始用户数据结合AI机器学习算法，离线分析识别典型业务问题，主要包括：接入类问题、性能类问题、设备类问题、漫游类问题。数据存储：数据经过预处理后存储到Druid表中，并做高粒度自动汇聚。AI动态基线动态基线主要用于对某一指标未来变化趋势的预测，是基于历史大量数据通过AI机器学习算法所得，是系统判定指标是否异常的标准之一。动态基线不是一条固定不变的基准线，而是一条会根据各时间点指标（比如网络流量）不断变化的基准线。如下图所示，基于动态基线预测的范围（灰色阴影部分）与实际网络产生的数据（趋势折线图）对比，对于超出范围内的数据时刻，初步判定为网络的异常事件。动态基线当前采用高斯回归作为异常事件的预测算法。四、融合网络物联网设计建设需求物联资源整体管理整合全校基础感知数据针对能源监控系统、设施保障物联系统等，进行感知数据汇聚对接和数据资源整合，能够打通条线式感知系统的共享通路，使各类条线式数据得到资源共济，使单一的感知系统可以基于数据融合做多维度应用。支撑校园基础感知系统的建设校园的基础感知系统建设，具有业务涉及面广、建设周期长以及分散式运行等特点。XXXX大学物联网资源服务平台建设，首先要对具备物联应用条件的业务提供共性的基础支撑，在建设投资上可以实现平台的充分共用共享；其次，对基础感知系统的技术路线选择、接口协议标准做统一设计，指导后期感知系统的建设。管理校园物联资源数据的共享在校园物联资源统一接入和汇聚后，平台除了支撑本职业务的物联应用外，还应面向各类物联资源共享的业务单位。因此，物联网资源服务平台提供对校园物联资源共享使用的统一管理，根据资源申请的批准情况在平台中进行相应物联资源数据的开放。平台不需要再针对资源需求方系统做定制开发，仅要在后台简单的权限调度即可开放相应物联网资源数据。校园物联资源数据的外部共享包括不限于以下几类系统：①校园其他横向管理部门应用；②上级政府主管单位的数据报送接口系统；③城市级物联网资源平台。校园物联业务应用校园能源资源消耗管理需求能源如同人的血液，是校园运行的命脉，也是反映校园是否有序、健康、绿色运行的衡量标准，通过能源管理可以在多个层面促进校园的规范化发展。能源管理工作的开展是由表及里、由总到细，不断深化的逐步建设过程，通过物联网技术手段实时掌握用能分布、能源流向、能耗统计的第一手数据，符合相应技改或管理措施手段，使校园能源节约、规范管理工作有效推进。校园运行保障设施管理需求校园运行保障主要包括校园供配电管理、给水管网管理、学生公寓付费用电管理等，这些业务的正常运行关乎校园秩序，必须做到万无一失。通过物联感知技术将“人防”升级到“技防”是校园运行保障业务管理发展的必须趋势，这些物联业务在保障系统的正常运行报警外，通过监测数据曲线还可以做到提前预警，使保障工作的异常处理得以前置防范。校园公共设施的集管集控需求校园有大量需要日常控制管理的公共设备设施，如：校园路灯、公共照灯、建筑空调、基础机电设施等，这些设备设施往往都是耗能大户，需要纳入到精细化管理范畴。需要在保证师生教学、科研、生活舒适度的前提下，对公共设施实现智能化、策略式集管集控，使得在设备规范使用、绿色节约方面得到管理提升。校园智慧教室、智慧实验室等场景物联管理需求高校实验室管理工作多数由人工手动完成，无论是在实验教学还是在实验管理方面都存在一些困难，造成工作效率不高、效果不好、稳定性不强等特点，实验室管理方案远远达不到信息化技术的发展要求，制约了现代化教育创新和实践教学发展。需要对实验资源、实验环境、实验人员进行可视、集中、高效的管理。智慧教室同样需要运用智慧技术，支持智慧教与学，实现教室的智慧管理，包括电子班牌、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、智慧巡课等。建设原则XXXX大学校园物联网资源服务平台及物联业务应用同的建设以“统一规划、统一标准、技术先进、稳定可靠、信息安全”为原则，确保平台的设计和建设满足校园管理的全局需求，体现校园管理的数字化、自动化和智慧化的领先水平。统一标准平台的建设必须统一标准，平台建设在符合国家和教育行业相关标准及地方标准的建设要求基础上，采用先进的技术手段和系统架构；统一规划平台的建设必须统一规划，按照学校统一要求和部署，采用高科技、新方法对校园管理进行综合分析和管理监控，提高校园管理水平和师生服务质量，增强校园应对突发事件的应急能力，加快校园数字化进程；协同共建，信息共享在各部门管理职责不变的前提下，融合多源数据，基于统一架构和平台，支撑各类业务系统的协同建设和运行，实现系统互联、数据共享、业务协同、效能提升。技术先进采用主流的、先进的技术构建系统平台，包括信息物理系统、边缘计算、云计算、大数据、虚拟映像、虚拟现实等，构建技术领先、协同优化、扩展性强、开放兼容的技术架构；稳定可靠平台采用的软硬件根据统一的规范、协议和要求选型，根据最新的标准规范，能够持续有效运行，满足校园管理7*24小时不间断持续运行的需要；信息安全平台应在物理安全、网络安全、通讯安全、主机安全、应用安全、数据安全、介质保护、备份恢复及系统运维、人员安全、环境安全等方面采取有效的安全保障措施，防止系统被非法接入、非法攻击、非法窃密、非法修改、病毒感染，防止系统设备损坏；可扩展平台应采用模块化设计，便于升级、更新、扩容；平台应提供标准或开放的接口，支持第三方软、硬件厂商的相关产品；平台应采用常用的通讯和传输协议，保证系统的互联互通；平台应能够实现相关系统间的端对端节点组件管理；自主可控，安全可靠优先采用具有民族自主知识产权产品，系统架构满足国家等保一级安全要求，确保系统自主可控，安全可靠。建设内容校园物联网资源服务平台及物联业务应用项目的建设在各业务环节和各个需求层次上都存在不同的建设内容和要求。但总的来讲，建立校园物联网资源服务平台体系，有三部分内容：内容1：完成校园物联网资源服务平台的软件基础建设，实现校园物联网资源集成接入及物联资源数据应用的标准制定，初步建立校园物联网资源服务平台。内容2：建立一张物联网，实现校园重点设备设施的物联集成接入，基于校园物联网资源服务平台实现各条线业务的全流程物联智能化管理。实现基于校园物联网资源数据基于的横向贯通业务应用，形成纵横结合的多维度物联资源应用体系。内容3：全面实现开放化校园物联网资源服务生态体系，上级主管单位、学校管理部门、广大师生、第三方服务单位等多边参与者的体系化参与。物联网资源服务平台数据的消费者同时也是数据生产者，共同促进校园物联网资源服务体系的建设与发展。校园物联网建设方案1、物联网感知类型：身份、位置、图影、状态。2、支持网络的类型：有线（IP与非IP的混合连接）网络、无线（Wifi、Zigbee)网络、窄带（eLTE、LoRA等）网络。3、物联网系统支持接入节点：设备、网关、系统、平台（包括后期扩展的运营商物联网平台）。4、物联网边缘侧内容涵盖：边缘组网、边缘计算、边缘服务。数据中心将继续承担大量计算任务，而一些实时决策和自主协作的过程将转移到边缘计算，形成云、边、端一体化的协同计算。并且在边缘侧同样构建应用生态，脱离云端也能完成大部分智能，并且与云端保持协同。5、物联网与视频资源：依托虚拟专网，打通视频专网，支持视频资源复用。云数据中心XXXX大学的云数据中心总体架构采用一朵私有云，一朵公有云的混合云架构，实现灵活可扩展的数据中心。在私有云承载学校包括核心业务系统。针对学校行政办公、在线教育、对外开放的门户网站、科研计算等非核心业务，采用公有云模式部署，最终形成物理分散、逻辑集中、资源共享、按需服务的分布式云数据中心。私有云数据中心主要由基础资源服务、软件支撑服务和运营/运维管理层组成：基础资源服务层，提供基础设施资源服务，包括：基础设施层：服务器、存储、网络、安全等物理基础设施，构成数据中心资源池的基础设施。资源池层：资源池层可以接入计算（虚拟机池、Baremetal物理机池）、存储（块存储资源池、对象存储资源池）、网络资源池以及桌面资源池、安全资源池等。各种资源池可以根据项目需要进行构建，对不需要的资源池进行裁剪。云服务层：云服务层作为云服务的管理及运营平台主要包括服务自动化层、服务接入层（服务console层）及服务门户层。服务自动化层通过对资源池层IaaS、灾备资源的封装，实现云资源服务的发现、路由、编排、计量、接入等功能，显现从资源到服务的转换。服务接入层是云管理平台的对外呈现，分为用户门户及管理员门户。用户门户面向各委办局、业务管理员等，管理员门户面向系统管理员等。用户可通过服务租户自助操作门户（服务console）实现对服务的操作、使用、监控等生命周期管理。软件支撑服务，为学校应用提供软件资源，包括：大数据服务:通过云大数据平台，提供HDFS、Hive、spark、ES、MRS等大数据服务，为上层的应用使能、数据业务和数据支撑平台提供存储和计算能力。数据库服务：提供RDSforMySQL数据库，为数据中心应用及院系单位应用提供数据支持，能力包括读写分离、调优配置、数据库日志、数据库备份等。统一运维，数据中心云平台提供统一运维、统一运营、混合云管理能力，包括：统一运维：数据中心云平台的基础设施资源、软件支持资源、服务器/存储设备通过统一的平台进行运维管理，包括告警、监控、配置等。统一运营：数据中心云平台提供统一的用户管理、登录鉴权、资源计量能力。包括私有云和公有云的统一用户登录鉴权。混合云管理：通过混合云，可以实现VDC、云主机、EVS、VPC、EIP、安全组服务的统一入口、统一体验、统一运维监控。下图给出了本项目分布式云数据中心整体方案物理架构，该方案主要体现了如下关键需求目标。在新校区机房建设云数据中心，云平台为单Region、单AZ。不同校区之间的多Region接入在后续阶段实现。数据中心内按照应用类型进行分区，计算分区1：院系单位的业务应用，例如选课系统、教务系统、后勤系统等；计算分区2支撑园区业务应用：视频监控平台、IoT平台；分区3支撑核心应用：Oracle数据库、HPC裸机服务。支持SDN云网协同，采用硬件SDN组网。图4-10分布式云数据中心整体方案物理架构图本项目当前在新校区部署一个Region，后续在其他小区分别建立Region。在每个Region内部署计算资源池、存储资源池、网络资源池等。计算资源池部署基于OpenStack框架。存储资源池可以提供块存储资源池（基于SAN存储）和对象存储资源池。网络资源池选择硬件SDN资源池。结合学校情况，提供公有云服务与学校云数据中心进行网络打通和对接。公有云主要体现在对外开放,需要借助分布在全网全域的分布式内容分发系统CDN,实现外网对学校通用网站、在线学习等业务流畅访问。业务数据支撑平台建设目标在学校信息化建设过程中，建立了统一数据共享平台，但是由于标准不统一，业务流程不连贯，导致数据出现不一致，业务系统联动困难等问题，此次建设，通过对业务层梳理，建设数据标准统一、开发标准统一、应用支撑全面有力、运行安全可控的数据业务数据支撑平台。建设统一、标准、规范的数据业务和数据支撑平台，为各类业务应用系统提供全面数据支撑。建设完善、标准的应用业务和数据支撑平台，为智慧应用系统提供方便、快捷的数据使用支撑。建设安全、实时、友好的运行业务和数据支撑平台，为智慧应用系统提及各类平台提供统一的运行管理服务。方案设计在构建智慧学校时，要突破传统的建设思路，采用了大平台的思路，所有业务在大平台上构筑。从实际实践中看，大平台的架构可以带来以下好处：业务需要的公共能力共享，包括数据、公共组件；降低业务难度，大平台屏蔽了技术难点，降低业务开发难度，让业务开发者更聚焦业务；使能业务敏捷，试错成为可能。依靠这种敏捷能力，使IT系统能够根据业务变化而变，支撑业务快速上线，满足用户需要；业务数据支撑平台从数据服务、通用服务组件、全联接服务平台三大平台支持智慧校园创新和转型，为智慧校园信息化建设提供数据标准统一、开发标准统一、应用支撑全面有力和运行安全可控的平台支撑。总体架构如下：智慧校园管理业务数据支撑平台构建在ICT基础架构上:数据服务平台，通过构建数据共享平台，将校园数据整合在一起，形成数据湖，并通过数据治理，专题库和主题库等方式将数据作为重要资产开发给上层应用。通用服务组件是将能力平台化，将学校园区里的设施设备、教学仪器仪表、资产、人员、空间和环境等通过视频物联网平台统一接入，实现了校园设备的集中监控和统一管理；将所有校园视频内容汇聚到一起，统一进行分析为校园的安全、教学等事件提供可视化展现，并满足对视频信息的综合利用；平台还可以将教研业务组件集中到平台里支撑教研应用，将GIS和统一认证等公共组件能力也集成到平台内。如果把智慧学校看成是一个生态系统，ICT基础平台就是硬件，智慧学校业务数据支撑平台就是软件操作系统，实现对学校的各种业务的支撑，数据的共享和业务的联动。全联接服务平台实现全校数据和业务能力的开放互联。现有学校的业务需要跨系统间的联动，如教务系统需要与智慧教室系统联动，实现教学业务端到端的管理。为了实现跨系统间的联动，需要建设通过消息集成和数据交换能力，使系统间数据和消息实时交换，打破孤岛，完成跨系统间的业务联动；学校业务多样，但基础能力是通用的，如人脸识别能力，在迎新、打印、吃饭、出入等多个场景可用，为了防止这些通用能务重复建设，通过API网关，将数据、业务能力封装成API，通过API市场开发给上层应用，各种应用通过调用获得数据、业务处理能力，加速应用开发。联接服务平台打通了学校的业务和通用组件的能力，平台也会根据应用和组件的增加而逐步增强。全联接服务平台针对当前学校在应用方面没有统一的服务入口，系统整合度差的痛点问题建立联接服务平台。在智慧学校整体架构的基础之上，利用联接平台可以无缝接入学校现有成熟应用，以及新建的平台及应用。实现数据和业务的打通整合，实现跨院系、跨部门的数据汇聚，快速构建应用生态，为师生提供更全面细致的服务；充分利用已有资源，实现新增业务的集约化建设。联接平台为快速构建简单易用的智慧校园服务奠定坚实基础，同时，平台还应具备高效的接入能力，基于联接平台的增值服务能力，能够不断扩大数据，业务接入的范围。数据服务平台数据集成服务平台为智慧学校各类业务应用系统提供全面数据支撑，包括以下几个部分：数据源数据源为各类型数据，包括来自现有系统的结构化数据，如学生数据，教务数据，实验室数据，办公系统数据；以及新建系统的数据：安防数据，门禁数据，来自物联网的数据：比如传感器数据，告警数据等等。数据集成服务平台需要支持各种数据源的数据采集，不管是离线的抽取，还是实时的接入，或者来自外部的数据通过API等形式获取，能够实现各类数据源的接入管理。数据采集系统数据采集系统负责将XXXX大学各类数据源中的数据采集到大数据平台，以便后续数据融合处理。数据湖在大数据基础的Hadoop和MPP数据库之上，建立XXXX大学大数据的数据湖系统，负责将各类数据源的数据统一汇聚，支持存储结构化数据：如各系统的表数据；半结构化数据：如简历，XML格式数据等，非结构化数据：视频，图片，语音等数据，主题库在数据湖的基础之上，通过清洗，整合，归类，建立XXXX大学的大数据主题库，主题库逐步完善，按照主题域分组，主题域，业务对象，逻辑实体，属性的五层架构，形成XXXX大学的数据资产。专题库为了便于数据的使用，以及支撑各类基于大数据的应用，将大数据加工成各类的专题，可以支撑大数据的可视化呈现，大数据的分析挖掘，大数据的共享交换等等。专题库主要为支撑数据应而构建。数据分析系统数据分析系统负责对XXXX大学数据进行分析与展示，包含标签画像系统，数据挖掘分析系统等。流数据平台大数据平台不仅有大量的离线数据，还支持各类实时数据的处理，比如告警数据，业务系统实时推送数据，这些数据来源多样，载体多样，解析方式多样，需要构建流数据处理平台，实现数据的秒级解析处理，变为可用的数据。数据治理建立有效的数据治理平台，实现从数据采集开始，到数据使用的统一管理，实现元数据管理，数据质量管理，数据标准管理，血缘分析等功能，真正实现可追溯，影响可分析。数据开放数据开放将数据以服务的形式对外提供，实现数据共享，创造数据价值。包括数据服务封装，API管理，数据推送等等功能。真正实现数据进的来，出的去，为学校各类应用，各个部门提供数据服务。通用服务组件平台通用服务组件平台是在建设学校各类应用过程中，将能力不断沉淀，通过全联接服务平台将通用能力开发给学校应用，实现业务快速开发。包括将不限于以下平台能力：物联网平台创新港是国内率先将IoT（物联网）与CPS（信息物理系统）结合并应用到创新港建设，为校园级物联网提供从物理端到业务端的完整解决方案架构，为广大师生开放设备级API、业务级API，提供校园空间场景和业务管理等智慧应用，构建边缘智能与云端相协同的应用服务。视频云分析平台视频云平台包含视频监控和视频解析二大业务模块。视频监控实现视频的接入、存储、转发；视频解析实现视频结构化及其相关解析数据入库，提供算法库实现车辆和人脸等业务分析。视频数据是校园可视化数据的一个直观体现；视频数据的采集与分析，是校园智慧化的一个视觉延伸。主要覆盖校园的公共区域，如：室外区域、室内走廊等。项目在视频云平台建设的重点是视频分析模块。视频云平台在IaaS层由云平台实现资源统一调度。位置服务平台位置服务是智慧学镇的一个基础能力。为了提高资源和服务获取效率，提升员工感知，满足校园的保安人员管理及师生的定位导航需求，迫切需要建立室内位置服务的能力，室内室外平滑切换的位置服务，以实现全面的校园导航与定位。数字位置三维系统平台（GIS+BIM）采用校园数字三维位置服务平台（3D-PSP：3D-positonserviceplatform）是基于园区BIM数据和地理信息服务技术，构建的一个全三维可视化的数字校园，并结合物联网感知、无线定位、视频监控，以及数据仓库技术和数据挖掘技术，突破以人工管理为主的常规园区管理模式，解决传统模式中信息孤立、流通不畅、缺乏综合分析、难以共享、应对突发事件反应迟缓、安全隐患较大等问题，实现物联网时代全面感知园区各种信息，让校园管理更加智能和便捷。统一身份认证统一身份认证平台的建设要解决各应用系统用户名和口令不统一的问题，期望提供统一的授权机制及一套方便、安全的口令认证方法，让用户只要一套用户名和口令就可以使用网络上他有权使用的所有业务系统，也有效的避免了系统分散建设过程中的重复建设问题，大大减少了总体的投入。统一消息平台统一消息平台用于集成学校现有的与即将建设的各个管理系统，实现统一面向个人的消息（包括待办事宜、通知公告、提示提醒等，消息类型为纯文本信息）服务。教学科研场景建设—李恒教学科研场景建设智慧教室人类进入信息社会以来，各种知识正以爆炸式的速度飞速发展，各种新学科、新领域不断涌现，从而使教育面临严峻的挑战。教育十三五规划明确指出，以教育信息化推动教育现代化，积极促进信息技术与教育的融合创新发展，努力构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，形成人人皆学、处处能学、时时可学的学习环境；随着教育信息化的不断推进，课程改革、教学改革不断深化，构建高效课堂成为提高教学质量的主阵地、主战场。什么样的课堂才是有效的、高效的？课堂的高效，应该是一种全面的高效，它既包括教师的高效，又包括学生的高效。在信息技术的支持下，通过变革教学方式方法将技术融入课堂教学中，再结合大学传统课堂、互联网络、智能终端设备及先进的视音频通信与协作技术，突破时空限制和技术壁垒，提供更多教学服务功能系统，包括云中教学、实时协作、互动课堂、在线学习、远程教学等应用，构建个性化、智能化、数字化的课堂学习环境，从而有效形成旨在能力培养的新型课堂。现代智慧教室的特征重传播：直播教室，通过远程录播技术将发生在教室的优质教学活动充分传播出去重互动：多种互动方式，通过桌面云来融合课堂教学，增强课堂师生之间的互动重融合：实体课堂与在线课堂的融合，电子白板与教室录播的融合，电子白板与教学PAD的融合……重环境：通过物联网对教室环境进行遥控（温度、光照、窗帘、白板…），通过可穿戴设备采集师生实时数据重科技：AI语音控制，AI视频学生听课分析，大数据教学过程分析；AR/VR/MR虚拟现实融合教学。一、智慧教室设计思路此次智慧教室整体建设构建了以功能模块化为核心的总体教室设计框架，通过模块化组合满足不同的教室学情。同时，从跨空间、强交互、归自然、个性化、智能化这五个维度设计XXXX大学的智慧教室。跨空间通过远程并班联动，线上线下混合式教学，打破空间限制，无论在哪里，都可以随时教随时学。这种跨空间不仅体现在教室的连接上，让学生可以随时随地参与学习互动，也能借助于视频等手段，让教师到教室之外的地方进行实况教学。强交互在跨空间的基础上，更进一步实现强交互，要让处于不同空间的教师和学生，通过共享同一块虚拟的电子黑板，实现无差异化的学习体验。通过各类技术手段，要让学生与教师、学生与学生之间可以做到互相能看见、听见、进行课件讲解、纸笔书写、点名提问、讨论交流。归自然尽量降低老师对信息化的使用门槛，在交互界面上做优化，易于学习和掌握。同时，为解决书写交互问题，同时也让整个教育手段归于自然，电子黑板的书写要比普通黑板更流畅更方便，总之，要做到比黑板更好写，使得老师的使用回归了自然。个性化当今教学理念已经发生变化，智慧空间站支持以学习者为中心的个性化、自适应学习，满足每一个学生的不同学习需求。智能化通过课情反馈系统，分析课堂录制的超高清视频，使得学生、老师、管理者都得到相应的服务。学生更简单的了解自己需要复习的部分；老师了解自己的授课情况，教师能够有一个统一客观的维度，分析自己、同事、优秀教员的教学反馈，促进教师提高授业水平。；管理者通过大数据分析挖掘等智能分析技术，对教育教学质量进行监测、诊断和评价，成为学校常规教研分析的重要依据，辅助管理决策。二、智慧教室功能设计功能模块

教室类别电子黑板常态化高清录播跨校区智慧教学课堂互动教学课情反馈与分析智慧考勤电子班牌实物展台合班教室145英寸√一般普通教室86英寸√高配普通教室86英寸√√√√√PBL教室86英寸√√√√√√电子黑板：作为老师日常教学最长使用的功能点。电子黑板的屏幕尺寸从85英寸到145英寸不等，可有效融入课堂交互教学。电子黑板集成windows操作系统，便于使用，从板书的书写到讲义课件的投屏全覆盖。常态化高清录播：自动录制每一堂课的1080p全高清视频，实现对老师、学生发言者的追踪，实时显示电子铭牌。并可实时同步至视频应用平台。跨校区智慧教学：为满足XXXX大学新老校区以及外部办学点教学，实现不同的校区、办学点、授课点之间的跨越时间，空间的远程授课，使得不同时空维度的学生与老师共享一个课堂，达成课堂与课堂之间的紧密联接。远程互动录播：优质的远程课堂图像传送，全高清H.265编码的远程教室视频图像，支持30%的网络抖动抗丢包。并可对师生发言者进行跟踪与显示电子铭牌。远程同屏板书：不同的教室可共享同一块电子黑板，异地两人同时书写，提升远程课堂授课效率。泛在课堂：可通过手机、PAD等移动端实时接入课堂，共享泛在课堂，实现泛在学习，充分知识分享。课堂互动教学：将需要的、数字资源即时调用并灵活呈现给课堂内和远端的授课者、学习者，实现授课者与学习者充分交流互动，完成授课者一对多的知识传递、学习者一对一的学习反馈、授课者一对一的定点知识传递，从而实现以学习者为中心的课堂教学，增强学习兴趣，提升教学效率效果。多屏互动教学系统在教学过程中，教师通过遥控设备来开课，展示课件、板书讲解、随堂测验，系统接收指令，显示相对应的内容，并将当前状态同步给所有课堂下的终端，无论是本地教室还是远程学生。课情反馈与分析：充分利用视频采集基础设施和AI技术，构建智慧教室课情反馈平台。完成教学过程视频化，到教学过程数据化的转变。真正做到教育信息化设备与教学教研的充分融合。通过学生全景摄像机采集学生课堂的视频，加以分析，不仅分析学生的行为，而且分析学生在课堂上的微表情，将行为分析与微表情分析结合，分析视频数据，为学生、老师、管理者提供真实的课情反馈。智慧考勤：通过课情反馈系统作为基础，在上课中自动完成学生的考勤。解决了刷卡考勤代打卡现象多、电子班牌需要排队的弊端，提高教师及学生的工作学习效率。电子班牌：支持自定义，提供电子签到、新闻列表、相册轮播、学生课表等多种模板方案和辅助功能。实物展台：实物展台提供图像、文本、动态等不同的应用模式，能优化画面效果、凸显试题文字、还原图片的香艳色彩、保障连续画面的流畅展示，让老师无论是作业试卷的讲解、实验过程的展示，还是实物展示，都游刃有余，同时通过简单操作，有效的帮忙老师提升课堂效率。云桌面桌面云系统应实现以下功能目标。1） 虚拟桌面站点需接入互联网，允许进行互联网的浏览、文件上下载等常见操作。2） 系统要支持集中管理能力，如：对操作系统镜像统一管理、软件补丁统一分发、TC终端统一管理。3） 系统要支持互联网终端接入桌面云需求。4） 系统要支持安全架构设计，具有完善的安全防护能力。5） 系统支持高可用性、动态迁移等可靠性设计。6） 系统支持通过扩容存储与计算资源实现用户平滑扩容。一、设计原则统一规划、逐步建设实施原则教学机房在统一规划的前提下，根据学校的实际需求，进行逐步实施，充分考虑各种因素作为初次部署情况。集成性原则通过统一集成的规划，实现基于云桌面访问的系统接入规范，从而逐步实现对全校教学系统用户接入的全面统一集成。安全性原则根据桌面访问的不同安全等级要求，和网络访问的安全规范，制定系统的安全性规范，完善信息安全策略和信息安全标准，满足数据安全和访问安全的要求，提供可靠的系统安全管理模式。可扩展性原则系统的设计要考虑到学校未来发展的需要，架构应满足横向和纵向扩展的需求，在架构简明的基础上，降低各功能模块和组件的耦合度，并充分考虑到兼容性，实现快速高效的扩展方案。适应性原则系统需充分考虑到已有的IT资源投入，适应网络、系统和应用架构，避免在构建过程中的大范围系统改造，降低系统复杂度和建设成本。二、设计架构桌面虚拟化以服务器虚拟化为基础，允许多个用户桌面以虚拟机的形式独立运行，同时共享CPU、内存、网络连接和存储器等底层物理硬件资源。这种架构将虚机彼此隔离开来，同时可以实现精确的资源分配，并能保护用户免受由其他用户活动所造成的应用程序崩溃和操作系统故障的影响。采用业界领先的高清保真HDP桌面协议，并可将授权用户安全连接至集中式虚拟桌面。它与FusionSphere协同工作，可提供一个完整的端到端桌面虚拟化解决方案，此解决方案不仅能增强控制能力和可管理性，还可以提供与PC一致的桌面体验，FusionAccess能简化虚拟桌面的管理、调配和部署。用户能够通过FusionAccess安全而方便地访问虚拟桌面，升级和修补工作都从单个控制台集中进行，因此可以有效地管理数百甚至数千个桌面，从而节约时间和资源。数据、信息和知识财产将保留在数据中心内，而且永远不外流。主要优势如下：1. 自研自主可控的桌面云软件华为虚拟桌面基于成熟的FusionSphere虚拟化平台与FusionAccess桌面管理系统。FusionAccess是历时多年，完全自研，自主可控的桌面云软件，采用自研的高清保真的HDP(High-definitionDesktopProtocal/HuaweiDesktopProtocal)协议。针对虚拟桌面的的远程显示、应用场景OA办公软件、VoIP语音进行性能调优，外设专项进行调优，图像指标PSNR指标达到50000dB以上，SSIM指标达到0.999955接近无损的表现；声音PESQ超过3.4，准确还原声音细节。使用虚拟桌面可以达到PC桌面的体验效果。2. 以客户为中心的安全管控FusionAccess桌面云软件针对客户的特定应用场景的软件、硬件进行过很好的适配开发。针对特有安全需求针对性进行开发，提供特定厂家的USBKEY、指纹、动态口令、802.1X认证；安全三合一设备；针对管理员三员分立管理；提供无AD域部署，固定IP自动化部署。华为自研的桌面云软件，可提供以为客户为中心的定制化能力，保障客户的核心智力资产。3. 高可靠性华为所有硬件、软件部署都采用冗余部署，故障自动恢复；虚拟化产品平台管理理节点冗余部署,通过管理节点自动感知为双机热备，避免通常虚拟化方案没有单独的物理管理节点导致的在线倒换较慢，甚至是业务中断的问题，确保了业务运行的可靠性。华为提供与虚拟桌面配套的安全管理平台，对瘦终端硬件及用户虚机系统提供安全监控，提供对用户行为的监控，提供统一的软件、补丁分发，资产管理等功能。4. 简化运维，提高效率华为虚拟化产品FusionSphere、FusionAcess以B/S架构为基础，提供WEB方式的远程集中运维管理。运维管理形成以服务为导向、基于策略且能够实现自动控制的管理模式。华为虚拟化管理平台可以实现单一的管理运维界面，统一管理物理及虚拟资源，避免在不同的管理界面间来回切换，简化管理工作，提升管理效率，提供全中文管理界面，并提供8大工具：自助维护台，桌面云健康检查工具，桌面云连接检修工具，桌面云体验优化工具，基础架构虚拟机一键式恢复工具，日志收集工具，自动数据迁移工具，性能与兼容性收集和分析工具。特别适合于IT人员较少，规划、运维压力较大的机构使用。5. 广泛突破，成熟应用华为虚拟桌面产品经历了内部1万人5分钟内并发登陆场景的真实业务测试及系统可靠性测试（如故障恢复、IPQoS测试等）。华为整体方案及云软件、服务器、存储、交换机、终端等关键部件经受了内部2万用户的压力测试验证。华为虚拟化产品在国内外已经成熟广泛的应用，特别是在国内的三大电信运营商，可靠性满足电信级要求。华为云计算解决方案，部署了全球最大规模的桌面云（截至2013年6月份，已达约10万终端），总结了丰富的运维流程与运维经验。6. 原厂服务，保驾护航华为公司虚拟化产品的服务由华为原厂提供，华为公司有专业的本地化交付与售后支持团队，以及超过6000名从事虚拟化技术的研发团队，可快速解决后期问题，以及接纳客户的定制化需求。基于华为全套自有产品的售后支持经验，避免了虚拟化产品通常的由于涉及部件多、定位复杂、厂家互相推诿扯皮、解决问题缓慢的情况。超性能计算HPCCloud是针对HPCWorkload优化的公有云服务。它提供计算和网络优化的云硬盘，采用高主频CPU计算节点之间低延迟的互联网络(100GbpsEDRInfiniband,<2us低延迟),采用高性能云硬盘，通过并行文件系统，带宽可达100GB/s。可以通过开发云平台架构（如OpenStack）的自动化能力，实现Infiniband网络的自动化，自动发放带有Infiniband网络ECS虚拟机，能够弹性、快速的满足业务诉求。云基础设施层主要包括计算、存储、网络等基础硬件能力，向上提供云计算虚拟平台和服务平台，其虚拟平台提供云弹性云服务器、云硬盘，虚拟私有云和镜像。服务平台提供直通网络，服务编排、迁移服务和存储双活等。构建在云平台服务层之上的业务应用，依托云基础设施层和平台管理层为整个集群提供租户管理、目录服务管理、监控告警管理、灾备管理等运营、运维类服务管理。HPCCloud提供了超高浮点计算能力解决方案，可用于解决计算密集型、海量数据处理等业务的计算需求，如科学研究、气象预报、计算模拟、军事研究、CAD/CAE、生物制药、基因测序、图像处理等，缩短需要的大量计算时间、提高计算精度。HPCCloud的架构设计遵循以下基本原则：1) 开放APIHPCCloud各服务严格遵守API开放原则，只通过基于Web的开放服务API方式共享数据和功能，不其他的私有接口。Web服务API始终是开放的、规范的，提供合适的抽象粒度。2) 无共享/SOA解耦所有的组件只能通过服务API与对方交互，各组件不存在任何私有API依赖，也不会以其他任何形式直接共享数据。3) 可扩展性和灵活性所有的组件都与日期无关，与服务请求发生的顺序无关，确保服务组件不记录任何状态信息，始终支持按需求进行扩展。4) 资源调度分层HPCCloud架构自上而下有多个层次，包括Portal层、服务能力层、资源调度层、资源池层等。分层的设计确保系统的架构稳定，每一层只需要关注当前层的功能实现。5) 接口灵活集成HPCCloud中的各种服务支持灵活集成和敏捷交付。伸缩服务、云监控服务、权限服务等；通过块存储和第三方NAS提供文件服务，通过这些云服务的组合和配合，为紧耦合高性能计算提供了一个高性能、低时延、满足MPI通信的云服务环境。能力要点：集群节点间网络低时延，计算节点本地盘性能高，共享NAS性能需求适中。关键原子服务说明：原子服务服务说明服务规格ECS云主机服务vCPUvRAM说明24128EDRIB网络云主机24256EVS云硬盘服务容量IOPS带宽延迟323000120MByte/s<10msOBS对象存储服务按需使用智慧实验室高校实验室管理工作多数由人工手动完成，无论是在实验教学还是在实验管理方面都存在一些困难，造成工作效率不高、效果不好、稳定性不强等特点，实验室管理方案远远达不到信息化技术的发展要求，制约了现代化教育创新和实践教学发展。智慧实验室作为智慧校园的重要组成部分，是以物联网技术为核心，利用新一代信息技术为广大师生提供一个全面的智能感知实验环境和综合信息服务平台，实现实验室的智能化、安全化、可视化管理，资源的互联、人员的互动协作以及开放实验室设备资源的高度信息共享。一、智慧实验室场景管理需求智慧实验室管理模式与各专业实验室性质不同而大不相同，但智慧实验室可以归纳为“智慧实验室=实验室+物联网+智慧化设备”，需要充分对实验资源、实验环境、实验人员进行可视、集中、高效的管理。二、智慧实验室方案设计智慧实验室管理方案设计模式：改善和加强实验室，辅助管理决策，全面提升实验室管理水平。总体架构图如下：通过物联网及管理制度实现实验室的安全，主要包括：1、双人双锁，专人监管；2、电子标签，限定区域；3、视频监控，杜绝死角；4、标准流程，严格管理；5、指纹权限，声光报警。在实验室管理中，可以实时监控到实验室各种状况，保障实验室的安全：1、 用电基础安全及负荷实验室为电气设备单独配置配电柜，根据用电分项或性质监测，精准了解用电负荷需求；2、 环境监测与通风系统联动有需要的实验场所配置符合要求的通风设备，安装环境传感器，环境监测与通风系统联动；3、 出入安全视频摘要各专业实验室均实行专人负责管理、专人操作。未经批准，外来人员不得入内。配置智能门锁/门禁，形成出入记录与视频摘要。4、 高价值资产门口过道放置APAP插入专用MINIPCI-E卡，即可完成AP扩展成为动态无线读写器。校园管理服务建设综合安防系统一、建设需求为确保XXXX大学安全与稳定，根据高校技防系统现状，迫切需要尽快完善科技防范安全体系和智能化安全信息管理体系。园区周边及内部治安形势迫切需要我们加强安全防范。根据管理需求，建设一套以视频监控为主体，智能分析、报警、巡更系统为辅助的安全防范体系。在智慧高校建设大趋势下进行总体规划，分步实施，对现有设备有效评估利旧，并逐年淘汰，平滑过渡到总体数字化建设。需通过建设一个功能全面的联网集中管理平台，构建一个多层次、多功能、反应迅速、信息共享的指挥调度体系，可以全天候受理紧急报警求助信息，为领导随时掌握高校动态情况，从容处理各类复杂的突发事件，准确迅速地调度指挥奠定坚实的基础。同时，园区安防系统还可以与城市安防系统进行无缝对接，为平安城市建设贡献力量。本次的安防系统综合管理平台、应用系统及视频存储项目实施采用新技术、新标准实现对高校园区内人、地、物、事等重点防控对象和防控队伍、防控预案、防控措施的信息化管理，以实现多级别管理，可实现“人迹”智慧管理，“事件”智慧管理，系统实现网络化、智能化。学校技防现状与目前实际安防需求有较大差距，已无法满足现有的安全防范需求，主要存在以下几个问题：一是技防手段弱：整体水平低或缺失，监控效果不理想。目前园区安防主要依靠人防和物防，安防子系统相对孤立。监控点数量少、监控摄像机分辨率低，无法形