基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法及系统与流程

本发明属于人才培养数据管理技术领域，尤其涉及一种基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法及系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

目前，以德国工业4.0为代表的新一轮工业革命正在深刻地改变着现代制造业结构。我国也正在实施《中国制造2025》规划，推进制造业的智能化转型。在此背景下，培养具有智能制造创新能力的新型工程技术人才，成为高校工程教育改革的重要命题。人才培养教学资源库的构建与其它专业的人才设置不同，它需要依据社会需求进行同步更新，包括根据社会需求的当前性、未来性、新兴计算机语言的开发程度等等。以上的内容需要建立人才培养教学资源库，因此，人才培养教学资源库的构建就显得格外重要。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)传统的人才培养过程中没有建立教学资源库，或者人才培养教学资源库并没有与互联网、物联网连接在一起，数据库的内容不够全面，更新不及时，不能满足日益增长的需求；

(2)信息不能经过分析，选取高价值信息录入系统，同时信息、数据的存储安全性不能保证。

(3)现有技术对数据输入的信息核查结果进行管理中，不能进行有效的保护用户的个人信息，安全性差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法及系统。

本发明是这样实现的，一种基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法，所述基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法包括：

数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息进行管理，并将信息通过互联网接口传输；数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息核查结果进行管理中，利用集成的数据评估模块采用加权算数平均数法对输入的信息结果进行处理；其中:xi为各核查结果分数；wi为各核查对象对应的权数，即重要性；y为对核查结果求加权算术平均数的评估结果；

数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息核查结果进行管理中，进一步包括初始化建立算法：首先输入包含所有属性的属性集合u，属性在不同的分层中；然后选择一个阶为n＝p1p2p3双线性复合群g，p1、p2、p3为不相同的素数，令表示阶为pi的子群，i＝1,2,3；然后选择随机指数a和α、随机群元素其中，a,α∈zn，zn表示1至n-1的整数；对于u中的|u|个属性元素，选择对应的群元素则公共参数pk和主密钥msk分别为:pk＝{n,g,g^α,e(g,g)^a,h1,......,h|u|}；msk＝{α,x3}；其中，e(g,g)^a表示双线性对；令属性集合s为属性集合u的分层子集，根据属性集合s、公共参数pk、消息m和一个提前生成的分层门限访问结构(mv,ρ)将属性集合u所有层次的属性均用一个表达式进行加密得到密文ct，其中，函数ρ表示分层访问结构mv中的行到属性的映射；令属性集合s的每一层的属性数量超过该层门限，使s满足分层的访问结构；通过主密钥msk和属性集合s，结合步骤s1中的子群生成密钥sk；通过访问结构mv对应的密文ct和属性集合s对应的密钥sk恢复出消息；

数据处理模块将身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器内的储存信息进行处理，将处理信息传输给物联网信息连接端口；

物联网信息连接端口将数据通过物联网进行多方连接，进行人才培养教学资源库的物联网数字化。

进一步，令属性集合s为属性集合u的分层子集，根据属性集合s、公共参数pk、消息m和一个提前生成的分层门限访问结构(mv,ρ)将属性集合u所有层次的属性均用一个表达式进行加密得到密文ct，具体包括

1)令访问结构mv是一个j×t矩阵；

2)选择一个随机向量表示1到n的整数集合中的任意t个，其中，s表示秘密值，y1,......,yt-1为秘密值s的分享；

3)令|s|表示s所具有的元素数量，设定满足：

…

其中，u0,…,um表示集合u的第0至m层，0≤l0≤l1≤...≤lm＝|s|，当且仅当对于所有的0≤i≤m，有li≥ki，li表示第i层中拥有集合s的元素数量，ki表示第i层中集合s的元素数量门限；

然后对于所有的j＝1,...,l0,...,lm，计算mj表示mv中的第j行；

4)对于属性集合u的层次数i∈{0,...,m}，设定j＝li-1+c，l-1＝0，c为常数，表示第i层的第c个属性，即属性集合u中的第j个属性对应于第i层的第c个属性；

5)选择随机数

6)将所有层次的属性通过以下表达式进行加密得出密文ct：

其中，hρ(j)表示与属性集合u中的第ρ(j)个属性元素对应的群元素，ρ(j)表示属性集合u中第j层的属性到访问结构mv的第j行的映射。

进一步，生成密钥sk的方法具体为：

选择一个随机数t∈zn和随机元素r0,r'0,并按下式生成的密钥sk：

其中，hi表示与属性集合u中的第i个属性元素对应的群元素。

进一步，培养信息录入设备输入的信息中，

根据输入信息构造一个信息-录入值的i×j阶矩阵n，所述矩阵为培养信息与培养信息录入设备中的信息录入单元在某个表单中所有输入值所对应的矩阵，矩阵中的行代表培养信息的集合u＝{u1，u2，…，ui}，矩阵中的列代表录入单元各个具体的录入值i＝{i1，i2，…，ij}，矩阵中每个位置的值代表信息在该信息录入单元填入的具体录入值出现的次数sij；

其中，在矩阵n中，有i个培养信息，j个录入值，spq表示信息up信息录入单元录入值iq的次数，其中，1≤p≤i，1≤q≤j；

进一步，身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器中均集成有信息存储安全模块；信息存储安全模块的管理方法包括：

(1)访问控制，绑定ip地址，只有使用该ip地址登录该系统，且通过身份认证的用才获取存储的安全性信息；

(2)存储加密，引入一个第三方服务商，所述服务商协助用户生成和管理加密秘钥，相对于用户自己生成管理秘钥；

(3)数据备份，网络存储服务器进行在线容错式备份,通过专业的数据存储管理软件结合相应的存储设备进行；

(4)规范管理，对存储设备的定期维护更新，规范添加、修改和删除授权用户信息,同时还对突发事件的应变。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法的计算机。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法。

本发明的另一目的在于提供一种基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建系统，包括：查询模块、数据管理模块、数据处理模块、互联网接口、打印终端、身份信息登录设备、培养信息录入设备、身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器和物联网信息连接端口；

所述数据管理模块与互联网接口、打印终端、身份信息登录设备、培养信息录入设备连接；

互联网接口将信息实时同步到数据管理模块；

打印终端将数据管理模块中所需打印信息进行打印；

身份信息登录设备用于培养人员的登录；

培养信息录入设备将所需信息保存入数据管理模块；

数据处理模块与身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器连接；身份数据存储器存储有培养人员的身份数据信息；学习情况存储器存储有培养人员的学习情况信息；

互联网接口与物联网信息连接端口连接；物联网信息连接端口通过物联网技术进行人才培养数据库的建立。

进一步，数据管理模块包括数据评估模块，对数据的评估采用加权算数平均数法对核查结果进行处理；

互联网接口包括接口1和接口2，接口1用于需求信息与需求响应系统之间的交互信息；接口2用于需求响应系统与互联网接口终端之间的交互信息；

培养信息录入设备包括信息录入矩阵，根据矩阵对培养信息进行录入；

身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器中均集成有信息存储安全模块。

本发明的优点及积极效果为：

本发明通过建立物联网通信机制，使得信息可以更及时的交互；并且系统结构简单，教学资源自身良性发展的机制，使得物联网技术与人才培养教学资源库形成有机融合，可满足不同层次人才培养教学资源库建设的要求；

信息经过分析，选取高价值信息录入系统，同时信息、数据的存储安全性得到保证。

本发明数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息核查结果进行管理中，利用集成的数据评估模块采用加权算数平均数法对输入的信息结果进行处理；其中:xi为各核查结果分数；wi为各核查对象对应的权数，即重要性；y为对核查结果求加权算术平均数的评估结果；

数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息核查结果进行管理中，进一步包括初始化建立算法：首先输入包含所有属性的属性集合u，属性在不同的分层中；然后选择一个阶为n＝p1p2p3双线性复合群g，p1、p2、p3为不相同的素数，令表示阶为pi的子群，i＝1,2,3；然后选择随机指数a和α、随机群元素其中，a,α∈zn，zn表示1至n-1的整数等，采用上述方法后，可保障用户的个人信息不被利用，安全性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建系统的结构示意图；

图中：1、查询模块；2、数据管理模块；3、数据处理模块；4、互联网接口；5、打印终端；6、身份信息登录设备；7、培养信息录入设备；8、身份数据存储器；9、培养数据储存器；10、学习情况存储器；11、物联网信息连接端口。

图2是本发明实施例提供的信息存储安全模块的管理方法流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建系统，包括有查询模块1、数据管理模块2、数据处理模块3、互联网接口4、打印终端5、身份信息登录设备6、培养信息录入设备7、身份数据存储器8、培养数据储存器9、学习情况存储器10和物联网信息连接端口11；

作为本发明的优选实施例，所述数据管理模块2与互联网接口4、打印终端5、身份信息登录设备6、培养信息录入设备7连接；

作为本发明的优选实施例，所述数据处理模块3与身份数据存储器8、培养数据储存器9、学习情况存储器10连接；

作为本发明的优选实施例，所述互联网接4口与物联网信息连接端口11连接。

作为本发明的优选实施例，身份数据存储器8存储有培养人员的身份数据信息；学习情况存储器10存储有培养人员的学习情况信息；互联网接口3可将信息实时同步到数据管理模块1，打印终端4可将数据管理模块1中所需打印信息进行打印；身份信息登录设备5用于培养人员的登录；培养信息录入设备6可将所需信息保存入数据管理模块1；所述物联网信息连接端口11可通过物联网技术实现人才培养数据库的建立。

本发明的工作原理：

使用时，基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法，数据管理模块2可对身份信息登录设备6、培养信息录入设备7输入的信息进行管理，并将信息通过互联网接口4传输；数据处理模块3将身份数据存储器8、培养数据储存器9、学习情况存储器10连接内的信息进行储存，以便数据的引用；物联网信息连接端口11将数据通过物联网进行多方连接，实现了人才培养教学资源库的物联网数字化。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的基于物联网的数字化人才培养教学资源库构建方法，包括：

数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息进行管理，并将信息通过互联网接口传输；数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息核查结果进行管理中，利用集成的数据评估模块采用加权算数平均数法对输入的信息结果进行处理；其中:xi为各核查结果分数；wi为各核查对象对应的权数，即重要性；y为对核查结果求加权算术平均数的评估结果；

数据管理模块对身份信息登录设备、培养信息录入设备输入的信息核查结果进行管理中，进一步包括初始化建立算法：首先输入包含所有属性的属性集合u，属性在不同的分层中；然后选择一个阶为n＝p1p2p3双线性复合群g，p1、p2、p3为不相同的素数，令表示阶为pi的子群，i＝1,2,3；然后选择随机指数a和α、随机群元素其中，a,α∈zn，zn表示1至n-1的整数；对于u中的|u|个属性元素，选择对应的群元素则公共参数pk和主密钥msk分别为:pk＝{n,g,g^α,e(g,g)^a,h1,......,h|u|}；msk＝{α,x3}；其中，e(g,g)^a表示双线性对；令属性集合s为属性集合u的分层子集，根据属性集合s、公共参数pk、消息m和一个提前生成的分层门限访问结构(mv,ρ)将属性集合u所有层次的属性均用一个表达式进行加密得到密文ct，其中，函数ρ表示分层访问结构mv中的行到属性的映射；令属性集合s的每一层的属性数量超过该层门限，使s满足分层的访问结构；通过主密钥msk和属性集合s，结合步骤s1中的子群生成密钥sk；通过访问结构mv对应的密文ct和属性集合s对应的密钥sk恢复出消息；

数据处理模块将身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器内的储存信息进行处理，将处理信息传输给物联网信息连接端口；

物联网信息连接端口将数据通过物联网进行多方连接，进行人才培养教学资源库的物联网数字化。

令属性集合s为属性集合u的分层子集，根据属性集合s、公共参数pk、消息m和一个提前生成的分层门限访问结构(mv,ρ)将属性集合u所有层次的属性均用一个表达式进行加密得到密文ct，具体包括

1)令访问结构mv是一个j×t矩阵；

2)选择一个随机向量表示1到n的整数集合中的任意t个，其中，s表示秘密值，y1,......,yt-1为秘密值s的分享；

3)令|s|表示s所具有的元素数量，设定满足：

…

其中，u0,…,um表示集合u的第0至m层，0≤l0≤l1≤...≤lm＝|s|，当且仅当对于所有的0≤i≤m，有li≥ki，li表示第i层中拥有集合s的元素数量，ki表示第i层中集合s的元素数量门限；

然后对于所有的j＝1,...,l0,...,lm，计算mj表示mv中的第j行；

4)对于属性集合u的层次数i∈{0,...,m}，设定j＝li-1+c，l-1＝0，c为常数，表示第i层的第c个属性，即属性集合u中的第j个属性对应于第i层的第c个属性；

5)选择随机数

6)将所有层次的属性通过以下表达式进行加密得出密文ct：

其中，hρ(j)表示与属性集合u中的第ρ(j)个属性元素对应的群元素，ρ(j)表示属性集合u中第j层的属性到访问结构mv的第j行的映射。

进一步，生成密钥sk的方法具体为：

选择一个随机数t∈zn和随机元素r0,r'0,并按下式生成的密钥sk：

其中，hi表示与属性集合u中的第i个属性元素对应的群元素。

培养信息录入设备输入的信息中，

根据输入信息构造一个信息-录入值的i×j阶矩阵n，所述矩阵为培养信息与培养信息录入设备中的信息录入单元在某个表单中所有输入值所对应的矩阵，矩阵中的行代表培养信息的集合u＝{u1，u2，…，ui}，矩阵中的列代表录入单元各个具体的录入值i＝{i1，i2，…，ij}，矩阵中每个位置的值代表信息在该信息录入单元填入的具体录入值出现的次数sij；

其中，在矩阵n中，有i个培养信息，j个录入值，spq表示信息up信息录入单元录入值iq的次数，其中，1≤p≤i，1≤q≤j；

如图2所示，本发明实施例提供的身份数据存储器、培养数据储存器、学习情况存储器中均集成有信息存储安全模块；信息存储安全模块的管理方法包括：

s101:访问控制，绑定ip地址，只有使用该ip地址登录该系统，且通过身份认证的用才获取存储的安全性信息；

s102:存储加密，引入一个第三方服务商，所述服务商协助用户生成和管理加密秘钥，相对于用户自己生成管理秘钥；

s103:数据备份，网络存储服务器进行在线容错式备份,通过专业的数据存储管理软件结合相应的存储设备进行；

s104:规范管理，对存储设备的定期维护更新，规范添加、修改和删除授权用户信息,同时还对突发事件的应变。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。