智慧教育云平台建设项目解决方案

智慧教育云平台建设项目

解决方案

目录

第1章概述 (4)

1.1 建设单位 (4)

1.2 系统建设背景 (5)

1.3 系统建设目标 (6)

1.4 系统建设意义 (7)

第2章智慧教育建设方案 (9)

2.1 建设原则 (9)

2.2 建设内容 (9)

第3章智慧教育总体架构设计 (11)

3.1 智慧教育平台基本功能 (11)

3.2 关键技术 (12)

3.2.1基于Hadoop的分布式计算架构 (12)

3.2.2基于Intel SOA Expressway实现的前端统一接入13

3.2.3虚拟化技术 (15)

3.3 智慧教育系统总体技术方案 (19)

3.3.1智慧教育平台系统功能框架 (19)

3.3.2系统开发设计模式 (21)

3.3.3智慧教育系统整体架构 (24)

3.4 平台软件详细设计方案 (31)

3.5 教育云主要子系统 (41)

3.6 基于Hadoop的云计算应用 (43)

3.6.1个人虚拟门户 (43)

3.6.2云教学系统 (43)

3.6.3云文件系统 (45)

3.6.4云储存系统 (45)

3.6.5云资源系统 (47)

3.6.6云办公系统 (51)

3.6.7云统计系统 (52)

第4章效益及风险分析 (54)

4.1 社会效益分析 (54)

4.2 技术效益分析 (55)

4.3 风险分析 (56)

第1章概述

1.1建设单位

**科技集团股份有限公司成立于2012年11月，是一家集物联网技术、云计算技术、大数据技术、智能移动通讯产品研发、新能源技术及电动汽车运营为一体的科技创新型企业。公司注册资金5051万元人民币。**集团下辖四家全资子公司，即**物联网技术有限公司、**能源技术有限公司、**通信工程有限公司及**消防技术有限公司。**集团现有员工234人，其中管理人员28人，高级工程师6人，工程技术人员168人，具有硕士、博士学位87人，技术力量雄厚，研发及实验设备先进，在行业建设方面具有丰富的实践经验。

**集团作为**物联网行业协会会长单位，致力于物联网核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善，在重大应用示范与推广等方面取得显著成效，形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网技术应用格局，有效推动了**物联网产业链的完善与发展。

2014年5月28日，**科技集团股份有限公司在天津股权交易所成功挂牌，公司以这次挂牌为契机，在新的起点上推动科技创新，不断增强企业综合实力，以优异的成绩回报社会和投资者，为自治区的发展与建设做出了一份贡献。

1.2系统建设背景

多媒体教室、学校资源管理利用、教育局网络信息化管理一直以来都是学校、教育局信息化建设的重点，通过将文字、图形、图像、声音、资源管理平台集合在一起，采用生动活泼的声像显示以及网络新型资源平台、教育管理平台，不仅丰富了教学手段和管理手段，扩充了教学资源和管理资源，而且更提高了课堂教学效果、丰富了教师资源和领导管理信息化。充实、形象、生动的授课内容，声像并茂的教学形式、管理形式，激发学生的学习兴趣和老师的学习热情，强调了“以学生为主”的教学新思路，极大得提高了教学质量。

当前，各学校和教育局传统多媒体教室和基础校园网建设、教育管理网建设的已相继完成。随着多媒体、计算机、网络等高新技术的飞速发展，多媒体教室建设和教育管理网络建设需求不断发展，出现许多新的特性，对新兴的网络多元化建设提出了新的要求：

1)多媒体教室的网络化集中管理、控制和维护；

2)建立以主讲－听课模式为主，开展多教室联网授课和远程教

学的精品课堂系统的建设；

3)实现校园网、多媒体教室和数字化资源合理整合，实现数字

视音频直播功能、数字监控功能、VOD、AOD、COD等资源点播教学功能；

4)多媒体设备操作的简便性；

5)多媒体教室安防系统等其他多媒体教室教学辅助系统的建立。

6)新型资源管理平台建设、教育局管理平台建设、视频网络建

设等。

多年来对教育行业的深入理解使贵阳天泽华鸿形成了对学校、教育局多媒体教室建设和资源管理平台建设的深入而完整的认识，贵阳天泽华鸿汇集自身在资源管理平台、网络通讯、数据库以及音视频等方面的技术优势，推出新一代教学管理信息多元化专业解决方案－－信息网络多元化建设方案，不断满足众多学校、教育局用户在信息化建设方面的需求。

1.3系统建设目标

基于校园网系统的建设，将所有多媒体教室通过校园网络实现连接，完成远程/本地集中控制管理及日常教学功能，可实现各网络多媒体教室之间教学内容的实时转播，也可以实现有线电视系统的转播和节目的实时录制，校长讲话授课，并可以解决多媒体教室的日常管理和维护。

区域资源管理系统平台建设，采用现代网络技术，通过完成本地学校与学校之间网络平台以及远程教育信息平台建设，为教育局和学校提供一个统一的与当地课程目录配套的教育教学资源建设平台，使得用户可以通过使用这个统一的平台可以导入、导出、检索、浏览、管理、互换、交易由一线教师、学生、教研员等不同用户提供的各类教育和学习资源。实现网络实时传送教育局、学校所更新的新课件、教育文件、学习资源等，最终解决学校与学校，地区与地区的资源共享问题，达到共建的目的。

1.4系统建设意义

当前，国家高度重视教育信息化，正在大力推进中小学校信息化建设，落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》提出的“到2020年基本建成覆盖城乡各级各类学校的数字化教育服务体系”的工作目标，为此，教育部于2012年3月颁发了《教育信息化十年发展规划》，要求“以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，促进教育的创新与变革”，并提出了教育信息化的发展目标、重点项目和政策措施。与此同时，国家教育部根据党的十八大和党的十八届三中全会提出的“全面实施素质教育，深化教育领域综合改革”的要求，不断推进教育评价制度和考试招生制度改革，于2013年6月颁发了《关于推进中小学教育质量综合评价改革的意见》，要求“建立体现素质教育要求、以学生发展为核心、科学多元的中小学教育质量评价制度，切实扭转单纯以学生学业考试成绩和学校升学率评价中小学教育质量的倾向，促进学生全面发展、健康成长”。2013年12月5日，教育部副部长刘利民就考试招生制度改革答记者问时说,教育部已完成制定考试招生的总体方案，将在2014年上半年印发实施。2020年基本建立中国特色的现代教育考试招生制度：形成分类考试、综合评价、多元录取的基本模式。学生综合素质评价已成为高中和大学招生录取的重要内容和依据。该项目的实施与应用，不仅为中小学校日常办公和教育教学管理工作提供了现代的信息化环境，更重要的是通过信息化手段解决了当前学生综合素质评价、教育质量综合评价操作难的问题，适应了考试招生制度改革的要求，对于充分发挥评价的正

确导向作用，推动形成良好的育人环境，实施素质教育，全面贯彻落实党的教育方针具有重要的现实和深远的历史意义。

第2章智慧教育建设方案

2.1建设原则

围绕民生，突出重点。既要全面落实《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》任务要求，又要着力加强薄弱环节、解决关键问题，选择信息化能够发挥关键作用的城市交通领域作为工作重点，确保工程发挥实效，服务民生。

统筹发展，有限目标。基于已有的工作基础和市场条件，选择基础好、需求紧迫、条件成熟的内容作为切入点和突破口，提出专项建议，设定合理的发展目标，避免贪大求全，保障推进工作落到实处。

政府引导，市场主导。政府部门着重开展基础性、公益性的服务内容建设，加强政策引导，引入竞争机制，引导社会力量开展专业化、多元化、特色性的服务，营造有利于信息化便民利民惠民的市场环境。

试点带动，强化基层。按照先行先试、示范带动，逐步推广、惠及全民的推动思路，以地方试点为主推进专项实施，因地制宜，提升信息公平普惠水平，加快促进基本公共服务均等化。

条块结合，上下联动。选择综合性强、社会效益高、示范意义大、带动效应强的内容作为重点，形成企业与政府联合推进机制，强化政府的规划指导和政策支持，发挥民资的市场灵活应用效应。

2.2建设内容

智慧教育平台是前端设备与多个智能教育系统的集成管理平台，

实现对全市教育局，各院校等多个子系统进行统一管理，向教育局平台传送数据信息，各院校传递优秀教学资源，主要由系统集成平台，师生、教育局职员、各校资源与教学质量的管理体系及各个子系统组成。

第3章智慧教育总体架构设计

3.1智慧教育平台基本功能

随时时代的日益发展，学校教学流程及内部管理信息化的需求也越来越强烈。学校在教学过程，教学管理，教育资源配置、网络办公，后勤辅助、家校沟通，对外宣传等诸多方面都有强烈的需求，一些专门为满足学校此类需求的软件也纷纷诞生，但是长期以来却无法广泛地被推广应用。究其原因，首先一套专用软件价格不菲，动辄十余万，数十万元的售价让学校望而却步。同时此类软件都需要采购专用服务器，并由专门技术人才进行运行和维护，而大部分学校不并具备这种条件。而且，学校的需求是多元化的，个性化的，仅仅为了少部分功能而购买昂贵大型校园管理软件套装明显得不偿失。广大学校迫切需求一种使用方便，不需专人维护，内容可根据需求灵活定制的个性化信息服务产品。

学之网教育云服务平台，恰恰能够满足学校的这种迫切需求。该平台可以提供：包括文件共享、办公OA、教务管理、学生成长、成绩分析、德育管理、教师发展、绩效评价、学生评教、教学互动、排课考务、在线考试、在线调查问卷、学校官方设计制作等多种服务功能。

用户可以在线上传、阅读和下载当前最为主流文档格式，并提供社区积分运营模式，用户登录、上传、浏览、下载、评价等日常操作均有积分规则支持，鼓励分享，促进使用。并提供强大分类管理、编

辑审核、文档转换、缩略图自动生成、转换状态跟踪、搜索引擎检录、会员分级管理等后台功能支撑。各种主流文件都可以支持，学校局域网内共享文件就像发微薄和查找百度文库一样简便。且安全性可以得到有效保证。

学籍管理、师资管理、课程安排、网上选课、智能排课、综合素质评价、学分认定等涉及教育教学核心管理内容，是完全支持教师、学生、家长、社区四方互动的教育管理平台。是传统数字化校园的扩展和延伸，是整合校内外资源的一种互联网应用平台,其目标是利用先进的信息技术，把教学过程、教学管理、教学资源、后勤辅助等各业务环节集中起来，提供统一的数字空间，实现学校资源的高效整合，提升教学与办公效率，满足学校日益发展的个性化要求，最终实现教育过程的全面信息化。

3.2关键技术

3.2.1基于Hadoop的分布式计算架构

Hadoop是一个分布式系统基础架构，由Apache基金会开发。Hadoop的主要目标是对分布式环境下的“大数据”以一种可靠、高效、可伸缩的方式处理。用户可在不了解分布式底层细节的情况下，充分利用集群的威力进行高速运算和存储，开发分布式程序。简单的说，Hadoop是一个可以更容易开发和运行处理大规模数据的软件平台。

hadoop主要特点包括：

扩容能力（Scalable）：能可靠地（reliably）存储和处理千兆字节（PB）数据。

高效率（Efficient）：通过分发数据，Hadoop可以在数据所在的节点上并行地（parallel）处理它们，这使得处理非常的快速。

可靠性（Reliable）：Hadoop能自动地维护数据的多份复制，并且在任务失败后能自动地重新部署（redeploy）计算任务。

Hadoop主要包括几大子项技术：

HDFS: Hadoop 分布式文件系统(Distributed File System) －HDFS (Hadoop Distributed File System)。

MapReduce：并行计算框架，0.20前使

org.apache.hadoop.mapred 旧接口，0.20版本开始引入

org.apache.hadoop.mapreduce的新API。

HBase: 类似Google BigTable的分布式NoSQL列数据库。

Hive：数据仓库工具，由Facebook贡献。

Zookeeper：分布式锁设施，提供类似Google Chubby的功能，由Facebook贡献。

3.2.2基于Intel SOA Expressway实现的前端统一接入

交通综合管控平台基于Web Service技术，前端接入采用Intel SOA Express基础引擎，实现大数据量过车的高性能、大吞吐接入服务。Intel SOA Expressway是一个轻量级的安全加速服务网关，它能帮助用户不需要承担高昂的成本，就能配置高性能的服务。 SOA

Expressway 是一个部署为类似于加整，安全，服务调解以及服务整合的公用的XML和 SOA 解题区的软件器具。在许多情况下， SOA Expressway被部署在网络上，并且作为引入的服务客户端的一个代理。

SOA Expressway架构部署图

上图展示了SOA Expressway最普通的部署架构。此网关位于网络体系架构中，并先于现有的公共部分，它充当网络服务客户端的一个代理。此代理模式允许此网关充当一个验证和授权，阻止威胁，以及信息等级安全的控制点。除了是一个安全代理外，此网关也能处理与遗留系统和数据库的交往，而无需自定义的代码。以下几点描述了部署架构的基本要素：

安全网关– SOA Expressway给SOAP 或者REST 网络服务提供了一个虚拟终端。它执行类似于传输安全(SSL/TLS)，信息安全(例如WS-Security 和XML Security)，验证和授权，预防攻击，服务防火墙以及数据过滤等安全政策。

身份管理– SOA Expressway能够为类似于LDAP，Siteminder，