一、概述

本解决方案旨在为实验教学中心提供一个全面、高效、安全的基础应用服务支撑系统,涵盖从系统架构设计到具体功能模块的各个层面。通过合理利用云技术、物联网、数据服务等先进技术,构建一个满足现代教育需求的综合管理系统。

二、基础应用服务支撑系统

(一)整体系统说明

系统设计遵循合理性、实用性与灵活性、先进性、安全性与可靠性、可扩展性和可维护性、可实施性等原则。网络平台、软件建设采用业界主流标准,便于更新维护,技术支持成熟稳定,实用性强,充分论证方案可行性与适用性,支持多应用平台。

云端全栈技术图
云端全栈技术图

功能模块化设计,参数配置灵活,可随业务发展扩展新功能模块。技术上运用业界先进成熟软件开发架构及面向对象设计方法。系统注重信息资源保护与隔离,根据不同应用和网络通信环境采取针对性措施,保障最大无故障运行时间。同时,系统具备良好的可扩展性、可维护性,采用经成功项目验证的成熟技术,确保工程建设顺利实施。

(二)架构设计

系统软件分为用户层、信息接入层、应用层、权限控制层、数据访问层等多个层次。

平台架构
平台架构

用户层通过浏览器访问系统进行操作,信息接入层负责传递客户请求,应用层控制业务逻辑和安全等,权限控制采用 JavaEE 架构支持跨平台和跨数据库,数据访问层统一访问后台数据核心。

(三)部署设计

根据网络信息安全要求,网络分为物联网和校园网两套网络。

教育三网隔离逻辑图
教育三网隔离逻辑图
  1. 物联网: 综合实验楼业务网络,连接视频监控、门禁、多媒体、电子班牌等系统,物联设备独立网段,通过物联中间件连接校园网,实现服务联动。
  2. 校园网: 用于校园办公及实验室管理,独立与物联网隔离,学员可通过校园网访问实验服务。
实验室物联拓扑图
实验室物联拓扑图
校园网拓扑图
校园网拓扑图

(四)数据设计

系统架构包含采集层、物联层、应用层、分析层,并整合数据服务。

数据逻辑
数据逻辑
  • 采集层:物联系统提供数据采集与基本处理。
  • 物联层:物联服务器处理同步数据,提供多项接口服务。
  • 应用层:实现数据集成及接口同步推送。
  • 分析层:独立分析服务器,搭建数据仓库,利用 ETL、BI 工具支持自助分析。
教育物联技术逻辑
教育物联技术逻辑
物联服务平台1
物联服务平台1
教育物联数字化治理逻辑图
教育物联数字化治理逻辑图
数据与报表中心
数据与报表中心

(五)总体路线

  1. 系统采用 docker 一体化部署,涵盖内网、物联网、互联网三网独立,提供统一版本、版本管理及发布监控。

    三网三中心三平台服务逻辑图
    三网三中心三平台服务逻辑图
  2. 运营开发一体化平台,提供事件追踪、进度管理、统一身份认证、设备管理及日志追溯,实现运维开发协同。

    持续集成图
    持续集成图

(六)技术框架

系统支持多网独立部署,使用微服务架构,每个服务封装为 Docker 镜像,数据中心分离微服务计算,提供稳定性能及统一业务接口。

三网三中心三平台技术平台逻辑图
三网三中心三平台技术平台逻辑图

(七)开发语言

使用 JAVA 语言开发,遵循多层分布式应用模型与企业级开发标准,形成典型四层结构应用架构。

(九)运行平台

采用开源软件组成开放式运行服务平台,软件版本无冲突。

软件环境拓扑图
软件环境拓扑图

(十)发布运行

采用 CI/CD 自动部署技术,结合 Kubernetes 和 Rancher 支持灰度和滚动发布,保障系统稳定。

(十二)前端技术

采用 B/S 架构,前后端分离,缓存技术提升性能,支持大并发访问。

用户体验地铁图
用户体验地铁图

(十三)兼容性

兼容多操作系统与主流浏览器,同时支持智能手机和平板访问。

移动端服务1
移动端服务示意图

三、源代码知识产权

(一)代码开放:开发部分及接口部分源代码开放,方便校方掌握核心并与第三方对接,校方保证不作他用。

四、运营开发一体化

(一)平台结构

基于云原生架构,利用公有云或私有云,构建完整 DevOps 工具链及研发部署服务,保障业务持续运行。

云技术细分
云技术细分

(二)开源工具架构

  1. 持续集成:Jenkins 自动构建与测试。
  2. 持续交付:集成代码部署到类生产环境。
  3. 持续部署:自动频繁部署生产环境。
  4. 持续测试:自动测试验证新代码。
持续集成图
持续集成图
全过程数据支撑方式
全过程数据支撑方式
数字化专项三步骤图
数字化专项三步骤图

(三)运营开发一体化流水线

涵盖运行事件追踪、开发维护、进度追踪、压力测试、版本记录、邮件提醒等,提升研发部署自动化智能化水平。

数字化转型逻辑图
数字化转型逻辑图

五、系统性能

网络安全
网络安全示意

六、实验教学中心综合管理系统

管理细节

  1. 实验中心管理:增删改查中心信息,含编号、名称、主任等。
  2. 实验室管理:管理名称、类别、简介、规章及获奖信息。
  3. 实验分室管理:批量管理分室信息,可编辑详情。
  4. 用房管理:按四级架构管理,支持标准Excel批量导入导出。
实验室综合服务2
实验室综合服务示意
智慧实验室
智慧实验室
空间规划
空间规划示意

(二)实验队伍管理

管理人员信息,含专业、资格证书、培训进修,实现动态管理和数据报表。

(四)账户管理

部门、班级、教师、学生与用户信息等的统一账户管理与查询功能。

(五)权限管理

系统角色及访问权限管理,通过用户中心对人员及模块权限进行精细管理。

(七)信息门户中心

栏目管理采用树状结构,支持多种内容发布,权限管控及访问统计。

大屏幕与信息发布
大屏幕与信息发布

技术与平台逻辑图解决方案

(十)系统数据对接

(一)与学校数据中台对接

统一教学系统资源信息,实现数据共享与智能管理,注册接口服务至学校数据中台。需确认对接规范。

数据共享逻辑

(二)与教务系统对接

支持标准对接,实现教学数据交互。

系统对接图

(三)统一身份认证对接接口

支持CAS/OAuth2认证,实现统一身份认证和授权管理,保障信息同步。

身份认证接口逻辑

(四)实验室信息数据对接接口

支持同步实验室数据信息,支持文件导入。

数据对接实施流程

(五)实验室管理人员信息对接接口

通过共享库或数据处理方式导入实验室管理人员信息。

人员信息对接

(六)与统一门户对接

统一身份认证,实现登录单点及用户信息统一管理与资源共享。

统一门户对接