数字校园是新世纪新型的学校模式，是校园信息化和安全建设的高级阶段。数字校园是我国校园文化发展的必然，数字校园必将把学校中的管理和教学带入一个全新的网络信息化时代，是以数字化的方式来体现我们的工作、学习、交流与管理的校园生活。是一种全新的生活学习和管理模式。

它的目标是将校园内的各种信息数字化，增进交流，改变教师的授课方式与学生的学习方式，增进学校与社会、学校与家长的沟通，真正做到社会、家庭与学校共同教育孩子的目的；此外，还提供强有力的数字化分析工具，使学校各方面的信息可以直观而便捷地反映到管理者的面前，从而保证决策的科学性和及时性，最终达到提高学校教育质量和社会影响力的目的。

在国家教育信息化和校园安全化的发展背景下，实现数字校园将是校园建设的主要方向，校园也因此必将进入一个全新的信息网络和安全防范时代。“数字校园”是一个非常广泛的概念，简单来说，它是以安防设备和网络构架为基础，从校园内部环境、学校教育资源到校区教育项目一切全部数字化、信息化和智能化的校园建设体系。校园网络以及安全防范系统的应用构成了整个数字校园的神经中枢，实现和完成校园的安全、教学、科研、管理、服务等各种行为活动的全部过程，这是一种数字化的教育管理和生活学习模式。

一、数字校园组成模型

基于数字校园概念所覆盖的功能，记者通过行业采访沟通，设想出一个数字校园的模型，我们现实的校园是数字校园的基础，数字校园是现实校园在借助安防技术和网络平台后衍生出来的数字空间，其组成部分大致如下:

数字教育应用层

此系统是数字校园在教育应用方面的技术支撑，通过现代化的数字安防技术和网络平台的结合，将校园内的各种教育信息数字化，改变传统的教师授课方式与学生的学习方式，通过技术辅助，增进学生与学校、社会、家长的最大沟通和互动。此外，数字教育应用系统还能提供说服力强的数字化分析工具，使学校各方面的信息可以直观而便捷地反映到学校管理者的面前。可以说它是数字校园的核心部分，它包括数字化考场监控、远程网络教学模式、各类校园信息的管理和网络交流应用平台。

数字教育基础层

数字教育基础层主要是数字校园网络设施，如校园网络和在这些网络上提供服务的服务器系统、相关硬件及各种终端，它是整个数字校园系统运转的基础，各种数字教育信息在其中流动，形成数字空间。

数字教育活动层

活动层是直接面向用户的各类教育活动，利用数字教育应用系统，我们可以开展各种数字化教育活动，它为用户提供一个统一的门户来获取各种应用系统的服务，包括教学活动、教学管理、课外活动、科研活动等多种教育流程的实现。

虚拟大学层

虚拟大学是校园数字化后功能的自然扩展，使数字大学的功能不断突破技术围墙的限制，可以成为一个如虚拟网络的无疆域，具有教学育人宽阔的交互性和开放性学校。

二、数字校园技术应用

1、考场监控

近些年，在各类考试中考生的违纪舞弊行为越来越多，采用的手段也越来越先进，而校园考场监控主要困难体现在带宽需求的网络状况和如何准确监考现场舞弊行为。因此，在数字校园中对于考场监控相应地提出了全数字化的要求。

考场监控的特点
      
校园安防系统通常由监控系统和报警系统两部分构成。目前视频监控系统正处在从以DVR为核心的结构，逐步向分布式、数字化、网络化、智能化的方向发展。报警系统已不再是一个独立的系统，而是和视频系统集成为一个统一的整体，并已逐渐成为安防系统新的设计要求。数字校园考场的监控，与普通安防系统相比有诸多共同之处，也有很多独特的特点:

监控点分布: 单片区域内教室集中，但是数量庞大，要求监控到考场每一个角落、没有盲点。

监控面积大: 学校的校园面积一般较大，要求系统能支持多种布线方式，最好可利用现成线路，或允许多个子系统相对独立，方便施工及维护。

监控对象动作隐蔽: 由于考场监控的特殊性，监控对象的动作变化多端，且极为隐蔽，单靠人来监控不可避免会有漏察现象。

可取证: 要能多角度进行监控、录像，当需要指控时，能方便于主动举证。

监控时间: 考试时间全程监视、录像，考卷发放地等特殊地点需要24小时监控。

监控前端: 前端采用广角镜头，或者云台自动水平旋转。

遮蔽自由叠加: 能按照特殊要求制作阴影遮蔽，杜绝考题泄露。

应用要可扩展: 考场安防系统要与学校日常工作相结合，使最大限度发挥其作用，比如说与VOD点播系统有机结合，可以为学校教学等提供极大的方便。

NVS模式

以往学校考场固有的网络平台在信号传输时，当多路数据通过考点的网络端口进入主干网供二级中心监看时，无可避免将出现拥挤现象，而一旦有效应用带宽低于实际需求带宽，考场监视画面将产生停顿、花屏。有行业技术人员采用单码流视频服务器和DVR监控模式，能暂时性缓解这些问题，但也因此无法兼顾到本地监看的清晰度和远程传输的低码流。数字校园考场里建议采用NVS本地模式。在这种模式下，需监看的用户若想监看某个考场监控点时，并不是直接连接到NVS接收数据。因为除了局域网环境外，一般情况下NVS的出口带宽是很宝贵的，如果N个人同时连到NVS监看，则会占用N份出口带宽。而在本模式下，NVS的数据是直接发送到设备服务器的，且每个监控点只会发出一份数据。监看用户只需登陆设备服务器，由设备服务器转发各监控点的单播数据，这样不管有多少人实时监看，每个监控点只会占用一份出口带宽。
 
智能化图像分析和集中存储

考场的学生行为哪些是属于合理，而哪些又是舞弊行为，需要我们通过智能视频分析技术设置哪些考场现场行为处于“舞弊规则”，一旦摄像机捕捉到此规则内的行为举动，立即进行跟踪放大; 同时也避免因误判断而导致入考学生的情绪和心态，因为基于人眼的实时监测，不可避免会漏报、误报。在数字校园的教室内可选择智能终端作为监控主机，在将监控信号上传到校园网的同时，进行考场学生信息输入，应用智能识别技术辨别考生真伪。并且，我们还可以通过智能终端进行VOD点播等日常教学应用和娱乐。

以往的校园监考系统中，资料分散地存储在各个硬盘录像机中，对于大规模的监控应用，这种方式存在比较多的弊端。在现在的数字化校园考场监控系统中，采用集中存储方式，能克服上述弊端，可根据现实的具体情况，进行多种存储模式搭配使用。对于有些无法进行集中存储的用户，也可提供资料信息在中心数据库的集中管理，尽管时间数据文件存放在前端NVS，但数据库记录了所有监控点历史资料的文件描述信息，用户可以统一查询所有监控点的历史资料，当需要点播实际数据文件时，由数据库服务器将用户的点播请求重定向到存放文件的NVS，以实现流方式点播。

2、教育评估和审核

同步评估数字校园监控中心应支持课堂教学的场景图像、教室端视频展台图像和终端/外接笔记本可见演示画面的同步采集，在经过双视频流同步压缩编码后进行上传，实现数字校园里课件演示与教学场景双画面同步传输显示，并且场景、画面自如切换的立体化远程示范教学与教学评估。教育部门总监控中心可在任意计算机信息节点、多媒体教学终端节点经授权后可监控指定班级的授课现场与终端画面，并可直接操作各学校监控点摄像机的焦距、光圈、聚焦及云台动作，以及两路上传视频通道的采集压缩与传输切换，以便教育部门进行立体化的教学观摩评估或课件采集。

网络巡查、听课

在数字校园里摄像头采集的视频信号经“多媒体教学终端”的数字编码后，通过校园网送入主控室处理并送主控显示或分控显示。而云台控制信号经校园网传送到云台解码器，变为控制信号控制云台动作。整个数字校园内的主控、分控、教室终端用户都可选择教室配合软件，实现校长网络巡查、听课、网上教学观摩评估、教师自我评估训练、网上电子监考等功能。校长通过“校长综合办公平台”网络可随时通过监控评估功能，调用各教室教学场景、终端显示画面以及现场声音等，进行一路双码流评估监控或多路视频监控，并可切换控制现场摄像机的镜头、云台动作、课件演示画面及视频采集场景，在不干扰正常教学的情况下进行立体化的网络视频监控评估、电子巡查、听课，实时在线打分。

3、校园智能广播

数字校园智能广播教学系统是建立在以太网网络技术上，完全符合TCP／IP协议规范，完全兼容当今的INTERNET网，采用音频、视频压缩与解压缩技术，使数字校园的广播音频接近CD音质。所有节目内容通过校园网络拷贝存储或通过录制主机录制在视频服务器中，在各教室内的遥控器上进行交互，交互后的命令传送到服务器，由服务器解释并按请求播出。数字校园智能广播教学系统能代替传统的教学方式，真正做到数字双向交互，中心机房无人值守，彻底解决了模拟系统一机专用，电教设备无法多人使用或同时多教室共享的问题，教学内容在同一时刻的播出，没有教室数量、播出机数量的限制，真正做到随心所欲、即点即播。

4、电子身份与统一认证

在现实校园中，每一个成员都有一个固定的身份，用户的身份决定了用户在校园空间所享有的权限。数字校园是现实校园在数字空间的反映，因此对于数字校园中的每一个成员，在数字空间也相应地需要有一个固定的身份，即电子身份。对于数字校园来说，就是要建立一套统一的身份管理系统，学校的每一个成员都有一个与其身份相应的电子身份，用户可以使用自己的电子身份访问数字校园中有权访问的任何系统。电子身份的确认需要身份认证技术。身份认证一般与授权控制是相互联系的，授权控制是指一旦用户的身份通过认证以后，确定哪些资源该用户可以访问、可以进行何种方式的访问操作等问题。在数字校园中，应该有一个统一的身份认证系统供各应用系统使用，并且有单一的注册中心统一为各部门服务。

5、网络架构

移动IP盘活校园网

在数字校园规划蓝图中，基础网络的建设进程与实施效果存在着较为明显不成比例的问题。基础网络的成功建设并不是意味着校园信息化的完成，关键是如何使用目前学校已有的公众网络、家庭网络和校园网络来服务于现代化教学。移动IP技术作为新一代网络技术的重要组成之一，它的应用特点就是在网络环境基础上使用户及用户群彻底摆脱地理、空间及时间等位置上的束缚，提供跨越公众网络、家庭网络和校园网络强韧的漫游功能，保证了网络访问的双向性、应用的连续性和移动性，并提供数据传输的安全加密。移动IP技术及系统在数字校园中的应用，对于出差、去分校或者在家的教师，他们可以使用固定的私网IP地址通过移动IP系统随时接入校园网(教学楼局域网家网)，还可以使用该地址方便地在校园网各子网之间轻松漫游，随时随地使用各种资源。不难看出移动IP可对原有校园网络有机而灵活的组织起来，无论教师是在学校内部、外部、家庭，身处不同的网络环境都可通过移动IP技术利用专网、互联网等不同网络获得一致、连续、端到端和安全的教学应用，从无线局域网对校园网基础设施覆盖的扩张到移动IP对教学应用模式的扩张，第二代移动数字校园正编织着一张可扩展、可管理、“教学延伸无极限”的无疆校园网，以此展开思路，如果每一个学生也利用移动IP技术及系统，学生可以在家中直接访问网络远程教学中心的所有资源，教师与学生、学生与学生之间还可以进行互动的交互，最大限度地提高了网络教学质量。移动IP最大化地盘活了原有的校园网络，并使其网络可无限延展，从而彻底摆脱了空间地理位置的束缚和任意漫游。同时，快速整合原有网络，随意来组合与控制管理。

数字校园里也可采用无线网络教学的形式，可以进行更为生动的互动教学。无论是学生间的协作学习还是学生和老师间的交流都将得到极大的强化。在传统的计算机机房进行网络教学，由于采用的是台式机和固线接入网络的方式，学生间无法进行面对面的沟通，分组讨论更是无从谈起。而利用无线网络和笔记本电脑，学生可以不受时间和空间的限制，随意分组，从而大大提高了协作学习的效率。同时通过教室外的无线环境，学生可以随时随地进入学校图书馆数据库查询所需资料，这在一定程度上也缓解了目前学校图书馆、自习室抢座位的普遍现象，使校园网核心信息资源的复用和共享提高到了一个摆脱教育基础设施空间局限的“无限”的层次上来。
       
6、数字教学

课件上传、管理

教师在网络环境中的所有教学活动可在同一个平台上实现。教师可在校园网内的任意办公终端利用网络资源将课堂场景、课件内容同时传输到网上，提供网上听课和教学观摩服务; 课件可以放到公共课件库里，也可以放到私人课件库里。课件按年级、科目存放。到正式教室上课时，通过教室单元的遥控器选择合适的节目源菜单，就可点播自己制作的课件，通过教室里的任意终端显示器播放。

课件点播

数字校园里的教室多媒体教学终端可实现PC机在Win2000系统运行环境下的所有功能，支持Word、Excel、PowerPoint、Author ware、Flash、EXE程序以及HTML网页文件等任意格式的课件点播，进行交互操作。不同的终端还可以同时并发点播相同或不同的课件，实现大动态、高运算率课件或程序，如3D动画、FLASH课件、超级文本等。

VOD视频点播

数字视频点播系统，简称VOD（Video On Demand），是以计算机网络技术、数字视频技术的高端应用为基础开发研制的多媒体综合教学网的一个极具优势的子系统。在校园多媒体教学网中应用VOD技术，可以使校园多媒体教学网的交互性功能得到充分发挥。教师在教室内通过遥控器、教室多媒体教学终端，利用电视机或其他显示设备即可任意点播存储于主控服务器中的图、文、声、像等多媒体节目课件，真正做到“任意点播”、“即点即播”。不同教室的终端可以同时并发点播服务器内的相同或不同素材，并可对素材的播放进程进行独立控制，如暂停、快进、快退等操作。同时可根据备课时的入点出点设置，实现选段播放或循环播放，以及多文件的编组顺序播放。

数字化交互式双向电视教学

学校使用的节目源设备通常是模拟的视音频设备，在全数字系统中，所有模拟信号可以通过中控服务器编码转化成可以在计算机网络上传输的数字信号，并且可以通过多媒体终端数字还原后播放到模拟使出设备上。所有的节目源设备都是可以控制的（在网管计算机和教室终端上），教师可以很方便地操作和控制主控室的录像机、VCD、DVD等播放设备，主控室也可以控制教室的电源开关、电视开关、音箱开关、视频切换、系统复位等操作。另外，主控室可以对不同班级的终端进行授权控制，经过授权的终端才可以使用某些设备，未授权的终端无法使用。终端在经过授权的情况下可以实现: 切换到菜单指定的录像机、VCD、DVD画面; 控制播放、暂停、快进、快退等。教学内容可以采用直播（自上而下）或点播的方式进行（自下而上）播放，从而实现双向交互电视教学。

四、结束语

现在，我们已经进入数字化时代。数字效应已越来越深刻地影响着我们的方方面面。数字化本身就意味着智能、高效、便捷和理性，这也是学校教育工作与人文管理所期望的。与数字社区一样，数字校园也属于整个数字城市的一部分，在数字化趋势蔓延下，数字校园将留给我们太多的遐想空间和美好期待！