物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室大全11篇

緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

自2009年8月總理提出“感知中國(guó)”這一物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)議題以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連同其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)，被譽(yù)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)的浪潮。作為互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊網(wǎng)等應(yīng)用的增長(zhǎng)點(diǎn)，將會(huì)大大促進(jìn)信息化的應(yīng)用，不僅僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)動(dòng)力，為產(chǎn)業(yè)行業(yè)開拓了又一潛力無(wú)窮的發(fā)展機(jī)會(huì)。隨著信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，物聯(lián)網(wǎng)涉及各類產(chǎn)業(yè)和人們生活的方方面面，將大大提升互聯(lián)和智能方面的特性，使實(shí)現(xiàn)智慧地球的夢(mèng)想成為可能［1－2］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用，綜合運(yùn)用了現(xiàn)均已趨成熟的RFID、WSN技術(shù)、智能技術(shù)、納米技術(shù)等知識(shí)，將實(shí)驗(yàn)室中的所有物品，包括儀器設(shè)備、辦公用品、實(shí)驗(yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)人員等，與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)、與移動(dòng)信息網(wǎng)連接起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程控制，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新時(shí)代必將為人們帶來(lái)生活上、工作上的全新體驗(yàn)［3］。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念

“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)是指通過(guò)RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，以有線或無(wú)線的方式把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，以計(jì)算、存儲(chǔ)、分析等處理方式構(gòu)成所關(guān)心事物的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的信息知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，用以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［4］。物聯(lián)網(wǎng)的用途非常廣泛，遍及城市管理、數(shù)字家庭、定位導(dǎo)航、現(xiàn)代物流管理、食品安全控制、零售、數(shù)字醫(yī)療、防入侵系統(tǒng)［5］等諸多的領(lǐng)域。

2高校實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀

高校實(shí)驗(yàn)室管理目標(biāo)可以分為安全性、高效性、精確性、經(jīng)濟(jì)性、便捷性等。目前，高校實(shí)驗(yàn)室管理最常用的方法還是主要依賴于相關(guān)實(shí)驗(yàn)管理人員的定點(diǎn)管理以及實(shí)驗(yàn)室制度規(guī)章的硬性約束這兩大措施，而這需要大量的實(shí)驗(yàn)室管理人員并投入巨額的維護(hù)經(jīng)費(fèi)，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以大大降低人員費(fèi)用的開支。

3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校實(shí)驗(yàn)室管理方案

3.1建立中央處理單元

中央處理單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它要能提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和處理功能，在以下各個(gè)模塊間起到橋梁的作用，能將各模塊的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)交換、處理、分析并反饋。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)及其他專業(yè)技術(shù)將實(shí)驗(yàn)室中各儀器設(shè)備與中央處理單元相結(jié)合，便可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理員與儀器設(shè)備之間的人機(jī)互動(dòng):管理員可對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行信息更新、維護(hù)安檢、使用預(yù)約以及過(guò)程監(jiān)控等操作;儀器設(shè)備也可向?qū)嶒?yàn)室管理員報(bào)告其實(shí)時(shí)運(yùn)作狀態(tài)、環(huán)境安全等。

3.2建立設(shè)備管理模塊

為有需要的儀器設(shè)備安裝一個(gè)RFID標(biāo)簽，相當(dāng)于賦予每一臺(tái)設(shè)備一個(gè)“身份證”。通過(guò)讀寫裝置可以非常方便地讀取設(shè)備的詳細(xì)信息，例如，名稱、規(guī)格、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、經(jīng)銷商等;還可以通過(guò)讀寫裝置寫入需要添加的內(nèi)容，例如，單位、實(shí)驗(yàn)室地點(diǎn)、注意事項(xiàng)等。另外，設(shè)備的維修保養(yǎng)是相當(dāng)重要的一個(gè)部分，可以隨時(shí)通過(guò)中央控制單元或便攜式的讀寫裝置將設(shè)備的維修記錄詳細(xì)地標(biāo)注在RFID標(biāo)簽中，需要時(shí)便可十分快捷地獲取到維修信息，并且，通過(guò)設(shè)置中央控制單元，可定期定時(shí)地提醒管理人員對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢修。由于每次巡檢和維護(hù)的結(jié)果都記錄存儲(chǔ)于芯片而且這些信息是不能夠隨意更改的，這就可以避免如果出現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備相關(guān)的責(zé)任事故，不能明確人為責(zé)任還是設(shè)備責(zé)任的問(wèn)題時(shí)，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備日常維護(hù)工作變得有據(jù)可查［6］。設(shè)備管理模塊大大簡(jiǎn)化了繁重的入庫(kù)和檢修工作。

3.3建立物資管理模塊

實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行常常都伴隨著實(shí)驗(yàn)物資的大量消耗，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的物資管理模塊，通過(guò)傳感器等檢測(cè)裝置，一旦實(shí)驗(yàn)室中某種物資的存儲(chǔ)量低于系統(tǒng)設(shè)定的最低值時(shí)，該模塊將信息傳遞給中央處理單元，中央處理單元再通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息至實(shí)驗(yàn)室管理員的智能手機(jī)、平板等移動(dòng)終端上，內(nèi)容包含該種存儲(chǔ)物資的剩余數(shù)量及所需數(shù)量等，以方便實(shí)驗(yàn)室管理員及時(shí)添加物資或向商家發(fā)出補(bǔ)貨訂單。

3.4建立過(guò)程監(jiān)測(cè)模塊

實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行需要實(shí)驗(yàn)人員的正確操作，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，往往由于粗心大意等原因造成不可估量的損失，這在電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中尤為常見。大量專業(yè)知識(shí)匱乏的學(xué)生經(jīng)常會(huì)因錯(cuò)誤的操作造成實(shí)驗(yàn)儀器的損壞，例如，過(guò)載、欠壓等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)模塊，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)者可預(yù)置必須要用到的實(shí)驗(yàn)元件，如熱繼電器，通過(guò)比較實(shí)時(shí)操作與預(yù)置的情況是否一致，該模塊一旦檢測(cè)到實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未接入該元件或連接錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開使電路無(wú)法運(yùn)行避免造成儀器損壞，并將信息反映給實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員，方便找到錯(cuò)誤原因且及時(shí)更正。這將大大提高儀器設(shè)備的使用壽命，省去大量的維修及購(gòu)買經(jīng)費(fèi)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實(shí)驗(yàn)者，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化［7］。

3.5建立人員監(jiān)測(cè)模塊確保進(jìn)入實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所人員的安全有序是實(shí)驗(yàn)室管理的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)室入口處安裝一個(gè)固定的RFID射頻閱讀器，并給相關(guān)的師生配備一個(gè)電子標(biāo)簽(電子標(biāo)簽可進(jìn)一步設(shè)計(jì)與校園一卡通集成)，這樣一來(lái)，當(dāng)師生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，閱讀器便會(huì)非常方便地讀取該人員的基本信息，例如，姓名、學(xué)號(hào)、聯(lián)系電話等，同時(shí)相關(guān)信息也將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至中央處理單元登記存儲(chǔ)。若需要相關(guān)考勤的記錄，便可通過(guò)中央處理單元調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄，非常快捷的導(dǎo)出考勤表等詳細(xì)內(nèi)容，省去了大量煩瑣的簽到工作。而該模塊一旦監(jiān)測(cè)到非授權(quán)人員擅自進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，便可立即發(fā)出警報(bào)并發(fā)送信息至實(shí)驗(yàn)室管理人員的移動(dòng)終端，管理員便可第一時(shí)間采取應(yīng)對(duì)措施，這對(duì)于需要重點(diǎn)保護(hù)保密的實(shí)驗(yàn)室有非常好的效果。

3.6建立環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊

不少實(shí)驗(yàn)室對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)境有著不低的要求，而環(huán)境監(jiān)測(cè)不光可以幫助實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，還可以在出現(xiàn)安全問(wèn)題，如火災(zāi)、漏氣等情況時(shí)第一時(shí)間啟動(dòng)應(yīng)急措施。環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊可以安裝溫度、濕度、氣體、光電傳感器等，并與110聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)中央處理單元的反饋，中央處理單元或?qū)嶒?yàn)人員即可做出相應(yīng)的控制。而該模塊一旦監(jiān)測(cè)到實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)火災(zāi)、漏氣等險(xiǎn)情時(shí)，中央處理單元將立即啟動(dòng)消防系統(tǒng)并報(bào)警，同時(shí)發(fā)送信息至實(shí)驗(yàn)室管理人員的移動(dòng)終端，使安全問(wèn)題在第一時(shí)間得到有效控制。

4結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)構(gòu)建一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的模塊化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的硬件管理、人員檢測(cè)及安全監(jiān)測(cè)等內(nèi)容，該系統(tǒng)可以較好地改進(jìn)高校在實(shí)驗(yàn)室管理中存在的信息化程度低、管理工作繁重復(fù)雜等問(wèn)題，對(duì)于高校智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)具有一定的借鑒意義。

作者:徐曉坷 陳惠明 李玉榮 單位:南京林業(yè)大學(xué)

參考文獻(xiàn):

［1］黃崢，古鵬.物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究與探討［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29(2):191－195.

［2］朱勇，張昕明，王寧.基于射頻識(shí)別技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)研究［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29(6):17－19.

［3］ZORAIM.FromToday'sInternetofThingstoaFutureIn-ternetofThings:aWirelessandMobilityRelatedView［J］．IEEEWirelessCommunications，2010，1536－1284:44－51.

［4］楊剛，沈沛意，鄭春紅，等.物聯(lián)網(wǎng):理論與技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2010，5.

篇（2）

中圖分類號(hào)：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（c）-0182-01

1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)與要求

1.1 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

高校應(yīng)以“把握發(fā)展趨勢(shì)，提高應(yīng)用能力”為目標(biāo)，提出基于物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)的智能化實(shí)驗(yàn)室解決方案，其意義在于：提高教學(xué)科研水平，提高學(xué)生應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)，提升學(xué)校競(jìng)爭(zhēng)力。

高校面向基礎(chǔ)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)、面向行業(yè)綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、面向?qū)W校科研項(xiàng)目開發(fā)性平臺(tái)為目的，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)。以實(shí)訓(xùn)室為基礎(chǔ)，聯(lián)合各方力量，促進(jìn)物聯(lián)教學(xué)的發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、電子技術(shù)、信息工程、通信工程及其兩邊緣科學(xué)交叉滲透、相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新型應(yīng)用型學(xué)科。專業(yè)立足于計(jì)算機(jī)專業(yè)類知識(shí)培養(yǎng)體系，注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握、綜合素質(zhì)的提高和應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究從感知層（包括傳感器、射頻識(shí)別、核心控制等）到網(wǎng)絡(luò)層（包括傳感網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等）再到以面向產(chǎn)業(yè)和行業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用層相關(guān)的理論和工程應(yīng)用問(wèn)題，重點(diǎn)突出實(shí)踐能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。注重培養(yǎng)能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)工程所涉及的多學(xué)科發(fā)展需求的新型創(chuàng)新人才，為我國(guó)以物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)為代表的下一代信息技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展輸送急需的開發(fā)、管理、生產(chǎn)等人才。

2 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室具體建設(shè)方案

2.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室（能應(yīng)用）

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室以物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺(tái)為核心，構(gòu)建融合有線IP網(wǎng)、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)、光載無(wú)線技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、嵌入式設(shè)備以及系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件于一體的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線WiFi及傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。各種接入設(shè)備（傳感器件、控制器件、移動(dòng)終端、教學(xué)電腦等）都可以無(wú)線接入物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺(tái)，成為物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的一部分，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的感知層；系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)信息中心，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用。應(yīng)用可以根據(jù)學(xué)校的專業(yè)建設(shè)方向進(jìn)行選擇，以滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的定方向，能應(yīng)用。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)（定方向）

1.物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室整體解決方案的核心和基礎(chǔ)，將實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)驗(yàn)套件、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)（智能家居、智慧實(shí)驗(yàn)室、智能物流、智能工業(yè)、智慧超市等）等接入統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多課程、跨實(shí)驗(yàn)設(shè)備、多系統(tǒng)的綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，同時(shí)，智能手機(jī)、平板電腦、第三方實(shí)驗(yàn)設(shè)備等智能終端和設(shè)備也可接入物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)，成為實(shí)驗(yàn)設(shè)備的一部分，從而大大改變實(shí)驗(yàn)的形式、效果和內(nèi)容。

2.平臺(tái)應(yīng)用的DIY

物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)的接入采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（TCP/IP），方便智能設(shè)備的移動(dòng)接入，同時(shí)系統(tǒng)預(yù)留外網(wǎng)接口，提供學(xué)生本地、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，開展本地/遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)配置數(shù)據(jù)服務(wù)器，提供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)授權(quán)訪問(wèn)，支持資料下載、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程授課、學(xué)習(xí)。

3.提供教師物聯(lián)網(wǎng)科研平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)提供一個(gè)開放的專業(yè)平臺(tái)，包括硬件資源、網(wǎng)絡(luò)資源、軟件資源，是教師和學(xué)生開展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科研的極好平臺(tái)，可以開展感知層基礎(chǔ)研究、分布式天線系統(tǒng)研究、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分布研究、室內(nèi)定位研究、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云計(jì)算研究、以及應(yīng)用系統(tǒng)研究。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室（寬基礎(chǔ)）

基礎(chǔ)教學(xué)的核心課程以物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系、射頻識(shí)別和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為主要教學(xué)課程，可通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)掌握物聯(lián)網(wǎng)最基本網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線射頻技術(shù)知識(shí)，為后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)打好扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)中的“寬基礎(chǔ)”的教學(xué)。

（1）物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱（能應(yīng)用）

該實(shí)驗(yàn)箱包括種類豐富的感知層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層接入設(shè)備，以及采用Cortex-A8體系處理器的嵌入式開發(fā)板為數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，配合物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)所搭建的無(wú)線WiFi網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及配套的應(yīng)用軟件，學(xué)生可以直觀地感受和學(xué)習(xí)到物聯(lián)網(wǎng)所涉及的知識(shí)，為接下來(lái)的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

產(chǎn)品應(yīng)具備功能與特點(diǎn)。

1.傳感器種類豐富應(yīng)涵蓋了電容式傳感器、電阻式傳感器、光敏傳感器、氣敏傳感器等10余種不同種類的傳感器。

2.實(shí)驗(yàn)箱搭配高效能Cortex-A8開發(fā)板搭載Android操作系統(tǒng)，學(xué)生可在本地對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3.實(shí)驗(yàn)箱提供了物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)相關(guān)章節(jié)，提供了完整的設(shè)備指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做出串口WiFi中間件，了解中間件在物聯(lián)網(wǎng)中所起到的承上啟下的作用。

4.完整詳盡的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，源碼詳細(xì)注釋并且完全開放方便學(xué)生學(xué)習(xí)和二次開發(fā)。

5.實(shí)驗(yàn)箱上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)留有豐富的外設(shè)接口，方便后續(xù)外設(shè)擴(kuò)充需要。

（2）RFID實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)囊括業(yè)界普遍使用的四款RFID模塊即低頻（LF）RFID模塊，高頻（HF）RFID模塊。特高頻（UHF）RFID模塊以及2.4G微波模塊，實(shí)驗(yàn)課程重點(diǎn)放在對(duì)于各頻段RFID模塊的管理、控制以及上位機(jī)程序的應(yīng)用開發(fā)上。學(xué)生們可以利用開放的通訊協(xié)議，使用多種編程語(yǔ)言（C/C++，JAVA等）編寫上位機(jī)應(yīng)用程序與RFID模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集交互。于此同時(shí)結(jié)合聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)提供的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)驗(yàn)箱之間的互聯(lián)互通，從而模擬出諸如倉(cāng)儲(chǔ)物流等RFID廣泛覆蓋的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

產(chǎn)品應(yīng)具備特點(diǎn)與功能。

1.實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)集成了RFID技術(shù)所涉及低頻、高頻、特高頻以及2.4G微波四種RFID模塊，無(wú)需額外采購(gòu)其他模塊。

2.提供各個(gè)模塊的完整的通信協(xié)議，學(xué)生可以直接通過(guò)協(xié)議接口利用多種編程語(yǔ)言與模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.實(shí)驗(yàn)箱搭配WiFi模塊可以直接接入物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱與實(shí)驗(yàn)箱之間的互聯(lián)互通。

4.實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)配套有豐富的設(shè)備（蜂鳴器、數(shù)碼管、矩陣鍵盤、LED燈）。

3 應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思考

由于高校擴(kuò)招的原因，目前2015年的應(yīng)屆高校畢業(yè)生突破700萬(wàn)人，對(duì)就業(yè)市場(chǎng)是一個(gè)很大的壓力，但是市場(chǎng)對(duì)人才的需求反而得不到滿足，其原因是很多高校的人才培養(yǎng)與市場(chǎng)人才的需求不一致。就以目前的獨(dú)立學(xué)院為例，其畢業(yè)生最欠缺的能力就是實(shí)踐動(dòng)手能力。而用人單位對(duì)獨(dú)立學(xué)院的畢業(yè)生最看中的也就是這個(gè)能力。所以目前應(yīng)用型高校應(yīng)向技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)型最關(guān)鍵在于對(duì)技術(shù)學(xué)生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)，學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)最關(guān)鍵硬件設(shè)備就是高校實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)，所以對(duì)于應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)改革也迫在眉睫。

參考文獻(xiàn)

篇（3）

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）25-0039-02

2016年2月，國(guó)務(wù)院針對(duì)城市交通阻塞問(wèn)題提出了“街區(qū)制”的解決方案，提出居民小區(qū)和企事業(yè)大院應(yīng)逐步向社會(huì)開放，優(yōu)化城市路網(wǎng)，提高城市的交通效率。2016年7月，中國(guó)人民大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，中國(guó)政法大學(xué)等多所北京高校率先開放校園道路，以促進(jìn)區(qū)域交通微循環(huán)，減少過(guò)往車輛繞校園的現(xiàn)象，被社會(huì)媒體解讀為“大學(xué)拆墻”。很顯然，隨著中國(guó)高校從上世紀(jì)五十年代的“大院制”向世界名校“街區(qū)制”的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)高校將呈現(xiàn)開放式辦學(xué)的全新姿態(tài)，向社會(huì)提供了交通資源、教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)資源與科研資源，這是當(dāng)前中國(guó)高校開放式辦學(xué)的宏觀背景[1]。

隨著普通高校對(duì)教學(xué)目標(biāo)的重定位，特別是各類工程院校意識(shí)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才才能響應(yīng)中國(guó)生產(chǎn)力提升的需求，能解決學(xué)生就業(yè)難問(wèn)題，因此提出了多種新型的實(shí)踐教學(xué)法，與生產(chǎn)需求掛鉤，請(qǐng)企業(yè)工程師擔(dān)任實(shí)踐教師，圍繞著生產(chǎn)問(wèn)題而布置學(xué)習(xí)內(nèi)容[2]。這樣實(shí)驗(yàn)室從傳統(tǒng)的理論教師安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生根據(jù)生產(chǎn)需求，在實(shí)踐教師的引導(dǎo)下，自發(fā)申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。理論教師根據(jù)學(xué)生申請(qǐng)，安排實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間和開放項(xiàng)目，學(xué)生可以在指定的時(shí)間，在企業(yè)工程師、理論教師的共同指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)。這是當(dāng)前中國(guó)高校開放式辦學(xué)的微觀背景[3]。

綜上所述，在中國(guó)高校開放式辦學(xué)的需求下，高校的實(shí)驗(yàn)樓周邊人群復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)室利用率提高，實(shí)驗(yàn)安排繁忙，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從風(fēng)險(xiǎn)可控的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向不可預(yù)見結(jié)果的研究型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，從而形成了越來(lái)越難以掌控的實(shí)驗(yàn)室安防態(tài)勢(shì)。在復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室開放環(huán)境下，一旦發(fā)生實(shí)驗(yàn)室突發(fā)事件時(shí)，因?yàn)樾１Ｐl(wèi)處和保安公司對(duì)實(shí)驗(yàn)室情況不熟悉，采取錯(cuò)誤的應(yīng)對(duì)措施，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此在實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生時(shí)，需要采用先進(jìn)科技判明事故類型，查詢最佳處置預(yù)案，把事故詳情通知實(shí)驗(yàn)室的責(zé)任人，把處置預(yù)案告知保安，并調(diào)集實(shí)驗(yàn)室?guī)熒巴гａ槍?duì)這一需求，應(yīng)用“感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層”三層開發(fā)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)，將能有效地控制突發(fā)事故時(shí)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[4]。

1 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室前端安裝了各種傳感器，以實(shí)現(xiàn)事件類型的感知。一般來(lái)說(shuō)，門磁傳感器被布置成有線的形式，可檢測(cè)門窗在未開放時(shí)段被異常打開的突發(fā)事件；有毒氣體傳感器布置成有線的形式，安裝于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的操作臺(tái)，用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作流程錯(cuò)誤導(dǎo)致的毒氣泄露事件；可燃?xì)怏w傳感器布置成有線的形式，安裝于可燃?xì)怏w管道附近，用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)后未關(guān)閉氣管的事件；RFID傳感器布置成有線的形式，分為兩種，一種是915Mhz的10m距離的讀卡器，用于檢測(cè)貴重設(shè)備是否被帶出特定實(shí)驗(yàn)室，一種為13.56Mhz的IC卡門禁讀卡器，配合門磁傳感器，可用于非法入侵實(shí)驗(yàn)室事件；人體紅外熱釋電傳感器布置成無(wú)線的形式，布置在交通要道處，將隨著實(shí)驗(yàn)樓承擔(dān)不同的研究任務(wù)而導(dǎo)致人流熱點(diǎn)區(qū)域改變即時(shí)調(diào)整位置，可以用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)樓各區(qū)域的繁忙態(tài)勢(shì)，大數(shù)據(jù)分析表明，實(shí)驗(yàn)室的安全事故和使用人流量存在著一定的相關(guān)性；撞擊傳感器布置成無(wú)線的形式，用于檢測(cè)敏感區(qū)域破壞墻、門、窗的事件；爆炸傳感器也布置成無(wú)線形式，用于在發(fā)生爆炸事故時(shí)，分析爆炸區(qū)域和規(guī)模，快速計(jì)算疏散路徑的用途；攝像頭采用串口通訊的方式，用于獲取突發(fā)事件發(fā)生瞬間的圖像信息，以便云端可以人工檢查事件類型，減少誤報(bào)事故，同時(shí)事故瞬間相片也能讓實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)老師在第一時(shí)間了解實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)狀態(tài)，更好指導(dǎo)保安采取正確的處置措施[5]。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各種傳感器的后端，布置MCU（Micro Controller Unit）模塊。MCU通過(guò)有線和無(wú)線的方式，收集傳感器監(jiān)測(cè)到的突發(fā)事件[6]。

在網(wǎng)絡(luò)層，MCU把突發(fā)事件編碼，拼接成“房間號(hào)，事件號(hào)”字符串，通過(guò)3G Modem，應(yīng)用Socket通訊技術(shù)向云安防中心發(fā)送字符串。在實(shí)驗(yàn)室突發(fā)事件的同時(shí)，MCU向攝像頭發(fā)出拍照指令，得到事故瞬間相片。MCU通過(guò)3G Modem，將事故現(xiàn)場(chǎng)相片上傳云應(yīng)用層的安防中心。隨后，MCU也將報(bào)警以短信形式發(fā)送給實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)教師，將事故圖像以彩信的方式發(fā)送給實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)教師。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層也稱為“云端”，保衛(wèi)處在云端建設(shè)安防中心，收到各實(shí)驗(yàn)室MCU發(fā)來(lái)的報(bào)警信息后。第一步，先呼叫當(dāng)班保安立即前往事故現(xiàn)象查看。第二步，在預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)檢索相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，調(diào)取師生安全員的聯(lián)系方式，對(duì)所有師生安全員群發(fā)事故短信，并撥打師生安全員手機(jī)，要求師生安全員到現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助保安處置事故。第三步，向保衛(wèi)處領(lǐng)導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)室相關(guān)院系領(lǐng)導(dǎo)，學(xué)校分管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)警情，以備事件難以控制時(shí)，能更加有效地組織施救團(tuán)隊(duì)，以及大規(guī)模調(diào)動(dòng)應(yīng)急物資。

2 硬件開發(fā)

在本系統(tǒng)中，感知層有較多的硬件開發(fā)工作。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的核心MCU都要外接十多個(gè)傳感器，還需要連接“3G MODEM”。因此選擇飛思卡爾公司的“MC68HC908GP32”芯片，可外接最多33個(gè)傳感器，也可通過(guò)“MAX232”芯片發(fā)送AT指令，從而控制串口上的“3G MODEM”。“3G MODEM”選擇華為公司生產(chǎn)的“GTM 900C”，因?yàn)閮?nèi)嵌了“TCP/IP”協(xié)議，使得圖像上傳和彩信發(fā)送較容易實(shí)現(xiàn)。攝像頭選擇深圳市高信通電子有限公司生產(chǎn)“GXT-Y101”的模塊，其特點(diǎn)是可以通過(guò)串口接受MCU發(fā)出的拍照指令，又能壓縮圖像為JPEG格式，減少串口通訊耗時(shí)。

網(wǎng)絡(luò)層的通訊工作主要由“GTM 900C”模塊承擔(dān)，內(nèi)置了“增強(qiáng)AT指令集”，因此具有較強(qiáng)大的Socket通訊、短信發(fā)送、圖像傳遞、彩信發(fā)送的功能。實(shí)驗(yàn)表明，在傳遞“房間號(hào)，事件號(hào)”短信時(shí)，只需耗時(shí)4s，以彩信的方式傳遞一張50 kB事故實(shí)時(shí)圖像，只需耗時(shí)30s。

以MCU上傳事故圖像為例，完整步驟如下：（1）MCU通過(guò)IO腳檢測(cè)到傳感器事件；（2）MCU通過(guò)串口1，向傳感器同房間的攝像頭發(fā)送拍照指令“5600360100”，攝像頭完成事件瞬間的圖像的感知工作；（3）MCU向攝像頭發(fā)出“5600340100”指令，即要求攝像頭返回照片的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；（4）MCU發(fā)出“5600320C000A000000000000A4B90010”，即要求閱讀攝像頭的此時(shí)長(zhǎng)度為“A4B9”的圖像；（5）MCU收到圖像后，發(fā)出指令“5600360103”，攝像頭又恢復(fù)到待機(jī)狀態(tài)；（6）MCU通過(guò)IO腳虛擬的串口2，向“GTM 900C”發(fā)送“AT+CGDCONT = 1， "IP"， "CMNET"”指令，完成APN配置工作；（7） MCU向“GTM 900C”發(fā)送“AT%ETCPIP = "user"， "pw"”，完成TCP/IP通訊的狀態(tài)設(shè)置；（8）MCU向“GTM 900C”發(fā)送“AT%IPOPEN = "UDP"， "xxx.xxx.xxx.xxx"， 1800，， 1237”完成UDP的設(shè)置，即用本地的1237端口與互聯(lián)網(wǎng)上的xxx.xxx.xxx.xxx的IP地址上的1800端口發(fā)起通訊，建立UDP連接；（9） MCU向“GTM 900C”發(fā)送“AT%IPSEND = "（圖像數(shù)據(jù)）"”，完成事故圖像向云端的安防中心的上傳，傳遞50 kB的事故圖像約18s；（10） MCU向“GTM 900C”發(fā)送“AT%IPCLOSE”，通知“GTM 900C”切斷UDP連接，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

3 云端軟件開發(fā)

云端安防中心模塊結(jié)構(gòu)見圖1，云端通過(guò)WINSOCK模塊接收各實(shí)驗(yàn)室的門禁信息，通過(guò)WINSOCK模塊接收各實(shí)驗(yàn)室的突發(fā)事件傳感器信息和現(xiàn)場(chǎng)圖像，通過(guò)一個(gè)“GTM 900C”模塊群發(fā)調(diào)度指令給當(dāng)班的保安，要求大樓保安和巡邏保安趕往出事地點(diǎn)，也可通過(guò)保安的手機(jī)移動(dòng)APP實(shí)現(xiàn)對(duì)保安的調(diào)度。計(jì)算服務(wù)器接著按“房間號(hào)”、“事件號(hào)”為查詢關(guān)鍵詞，在SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)搜索相應(yīng)的“處置預(yù)案”，并從處置預(yù)案中獲得師生安全員的聯(lián)系方式，通過(guò)第二個(gè)“GTM 900C”模塊向師生安全員和保安群發(fā)處置預(yù)案，要求各人員嚴(yán)格按處置預(yù)案開展應(yīng)急措施，避免事故擴(kuò)大或造成應(yīng)急人員傷亡。最后實(shí)現(xiàn)彩信群發(fā)，向所有應(yīng)急人員現(xiàn)場(chǎng)照片，讓應(yīng)急人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部狀態(tài)有較準(zhǔn)確了解。

如果學(xué)校規(guī)模較大，或是要將教室、辦公室也納入安防監(jiān)控體系，可以通過(guò)增加計(jì)算服務(wù)器來(lái)提高指令的效率。把各計(jì)算服務(wù)器布置成并行作業(yè)的狀態(tài)，每一臺(tái)計(jì)算服務(wù)器都具有應(yīng)急指揮的完全能力，每臺(tái)計(jì)算服務(wù)器在下達(dá)應(yīng)急指令過(guò)程中，從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉泵顟B(tài)，由其他空閑計(jì)算服務(wù)器來(lái)響應(yīng)新的事故報(bào)警。該設(shè)計(jì)使得云端具有同時(shí)應(yīng)對(duì)多個(gè)事故的指揮能力，而且即使若干計(jì)算服務(wù)器突然損壞，也不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)急指揮的中斷。實(shí)踐證明，每三百個(gè)實(shí)驗(yàn)室、教室、辦公室配置一臺(tái)計(jì)算服務(wù)器，在多起突發(fā)事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，云端仍然具有多點(diǎn)撲救的指揮能力。

4 結(jié)論

系統(tǒng)在南京理工大學(xué)紫金學(xué)院進(jìn)行了測(cè)試。紫金學(xué)院采用了“項(xiàng)目教學(xué)法”來(lái)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，應(yīng)用了“任務(wù)引領(lǐng)，實(shí)踐導(dǎo)向”的教學(xué)思想，學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐教師的指導(dǎo)下，根據(jù)生產(chǎn)需求，自行設(shè)計(jì)了各種全新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理方法無(wú)法適應(yīng)實(shí)踐教學(xué)的新需求。應(yīng)用了基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室安防系統(tǒng)后，即使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目日趨復(fù)雜，也能按傳感器類型對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行有效地分類，調(diào)取匹配的處置預(yù)案，更精準(zhǔn)地指揮保安和師生安全員應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室事故。而且在平時(shí)，實(shí)驗(yàn)室安防系統(tǒng)可以從門磁傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況，根據(jù)IC卡門禁讀卡器數(shù)據(jù)計(jì)算學(xué)生實(shí)踐學(xué)時(shí)和教師的實(shí)踐課時(shí)，通過(guò)熱釋電傳感器了解實(shí)驗(yàn)大樓的人群分布，及時(shí)調(diào)整巡邏保安的巡防區(qū)域。所以本系統(tǒng)不僅僅能發(fā)揮安防應(yīng)急指揮的作用，也能加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的管理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 貫雪英. 項(xiàng)目管理理念應(yīng)用于高中英語(yǔ)教學(xué)的可行性分析[J]. 學(xué)周刊， 2016（8）.

[2] 丁玉波， 王全英， 劉軍帥等. 論高職油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)專業(yè)的專業(yè)定位與人才培養(yǎng)規(guī)格[J]. 天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)， 2016， 18（2）.

[3] 林宇洪， 陳清耀， 巫志龍等. 基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室安防報(bào)警器設(shè)計(jì)[J]. 江西科技師范大學(xué)學(xué)報(bào)， 2015（6）.

篇（4）

引言

在學(xué)校“智慧校園”口號(hào)的推動(dòng)下，高校教育得到了蓬勃的發(fā)展，國(guó)家和地方政府也加大了對(duì)高校教育的投入，高校辦學(xué)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。為了適應(yīng)高校不斷擴(kuò)大的辦學(xué)規(guī)模，學(xué)校在注重軟件建設(shè)的同時(shí)，硬件建設(shè)上也投入了重金，尤其是高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為規(guī)模建設(shè)中的重點(diǎn)，儀器和設(shè)備不光在數(shù)目上有了很大的提高，而且在種類上也得到了極大的滿足，如此多的儀器和設(shè)備，尤其是一些精密高端的上百萬(wàn)的儀器，傳統(tǒng)的管理方式已經(jīng)無(wú)法滿足管理部門以及師生對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理的需求。再加上現(xiàn)如今高校在實(shí)驗(yàn)室管理過(guò)程中還面臨多個(gè)校區(qū)的問(wèn)題，這些設(shè)備和儀器可能分散在各個(gè)校區(qū)，這也給實(shí)驗(yàn)室的日常管理增加了難度[1]。如何妥善保管，提高設(shè)備的管理效率，如何合理提高設(shè)備的利用率，更安全、合理、高效地將實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮到最大功效，成為高校實(shí)驗(yàn)室管理過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題。因此，管理部門需要改進(jìn)之前的管理模式，將這些設(shè)備和儀器充分合理地利用起來(lái)，一方面為全校師生服務(wù)，另一方面也給實(shí)驗(yàn)室管理員帶來(lái)了便利。

現(xiàn)如今，隨著RFID技術(shù)的不斷成熟與完善以及RFID設(shè)備市場(chǎng)本身的開發(fā)，RFID設(shè)備的成本更加趨于合理，利用RFID技術(shù)為高校實(shí)驗(yàn)室管理帶來(lái)便捷成為一種可能。

1.目前高校實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的高校實(shí)驗(yàn)室管理大多采用人工管理方式，設(shè)備和儀器采用標(biāo)簽條形碼的方式逐條掃描，每年新購(gòu)設(shè)備或儀器時(shí)，都要進(jìn)行標(biāo)簽粘貼，逐條掃描，工作量相當(dāng)大。由于標(biāo)簽自身容易脫落的缺點(diǎn)，幾乎每年都要重新粘貼新的標(biāo)簽，而且標(biāo)簽只包含設(shè)備或儀器的名稱、型號(hào)等簡(jiǎn)單信息，在實(shí)際使用中工作量大，問(wèn)題較多。

在設(shè)備和儀器的清點(diǎn)過(guò)程中，畢竟是人工操作，容易造成遺漏或重復(fù)登記的情況，造成資產(chǎn)清查難。在設(shè)備和儀器使用過(guò)程中，無(wú)法實(shí)時(shí)掌握各種設(shè)備和儀器的使用狀況，無(wú)法了解利用率，無(wú)法妥善保管。由于無(wú)法做到實(shí)時(shí)掌握設(shè)備或儀器的使用情況，也就無(wú)法及時(shí)進(jìn)行維修或報(bào)廢，容易造成教學(xué)或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中的安全事故。

2.物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)[2-5]是新一代信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物，是利用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等通信手段把傳感器、控制器、設(shè)備、人、物等相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，具有信息化、互聯(lián)化、智能化等特點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)就是將實(shí)驗(yàn)室所有物品通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別等傳感器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化管理。

RFID技術(shù)[6-10]即射頻識(shí)別技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，由電子標(biāo)簽、閱讀器、天線和應(yīng)用系統(tǒng)四個(gè)部分組成。其重要的原理是閱讀器通過(guò)耦合原件發(fā)出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)貼有電子標(biāo)簽的物品進(jìn)入可識(shí)別區(qū)域，再將貼有電子標(biāo)簽的物品信息傳輸給閱讀器進(jìn)行讀取，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的自動(dòng)識(shí)別。

RFID技術(shù)特征包括：

①數(shù)據(jù)采集快速化。由于電子標(biāo)簽里存儲(chǔ)著設(shè)備和儀器的各種信息，在射頻信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，設(shè)備和儀器無(wú)需接觸就可以通過(guò)自身內(nèi)置的RFID電子標(biāo)簽獲取信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的快速化。

②數(shù)據(jù)讀取能力強(qiáng)。由于實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備和儀器較多，RFID閱讀器可同時(shí)識(shí)別和讀取多個(gè)設(shè)備和儀器，而且可反復(fù)讀寫，穿透性強(qiáng)。

③數(shù)據(jù)信息適應(yīng)強(qiáng)。由于RFID電子標(biāo)簽具有防水、耐高溫的特點(diǎn)，具有超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于交通系統(tǒng)、生產(chǎn)管理、跟蹤和跟蹤等。如今，RFID已經(jīng)吸引更多從事行業(yè)和學(xué)術(shù)研究的人在探索。

3.物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)采用三層B/S體系結(jié)構(gòu)[11-12]，并且采用JAVA的編程原理，服務(wù)器采用WEB方式進(jìn)行開發(fā)與維護(hù)，客戶端通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)。系統(tǒng)在開發(fā)過(guò)程中，采用模塊化結(jié)構(gòu)，有利于各功能的完善與可擴(kuò)展。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)功能模塊介紹

3.2.1 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊在整個(gè)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，主要負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)置，數(shù)據(jù)的管理，實(shí)驗(yàn)室管理和用戶管理。系統(tǒng)的設(shè)置主要包括對(duì)系統(tǒng)的初始化、維護(hù)與升級(jí)。數(shù)據(jù)的管理主要指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中需要實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、更新，有時(shí)還需要進(jìn)行還原。該模塊主要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，還包括對(duì)系統(tǒng)中用戶的身份授權(quán)。

3.2.2 數(shù)據(jù)管理模塊

該模塊主要是對(duì)RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與維護(hù)。主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、用戶登錄管理、數(shù)據(jù)連接模塊管理以及數(shù)據(jù)維護(hù)管理等子模塊。

3.2.3 設(shè)備管理模塊

該模塊是整個(gè)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊，它包括設(shè)備信息管理、設(shè)備使用周期、實(shí)驗(yàn)室房間、大型儀器、設(shè)備查詢五個(gè)子模塊。不同身份的用戶在登錄時(shí)可以進(jìn)行不同權(quán)限的操作。管理員可以通過(guò)RFID閱讀器將讀取到的新的設(shè)備信息傳到數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行設(shè)備出入庫(kù)等操作，而一般用戶可以進(jìn)行各項(xiàng)查詢操作，包括設(shè)備的信息，設(shè)備的使用情況，實(shí)驗(yàn)室房間，大型儀器的共享等。其中大型儀器的共享實(shí)現(xiàn)了資源的合理使用。

3.2.4 RFID管理模塊

該模塊主要是通過(guò)RFID設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行門禁管理、數(shù)據(jù)管理。RFID低頻讀寫器采用13.56MHz讀寫設(shè)備及人員信息，RFID高頻讀寫器采用862-928 MHz批量讀取信息，低頻標(biāo)簽采用X-RFID，高頻標(biāo)簽采用XCRT-804，本系統(tǒng)中采用的是915MHZ超高頻電子標(biāo)簽、DT9020-UHF超高頻中距離RFID閱讀器。本系統(tǒng)采用的RFID電子標(biāo)簽和讀寫器如圖2所示。

根據(jù)RFID讀寫器讀寫功能模塊設(shè)計(jì)要求，RFID讀寫器采用異步半雙工讀寫數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的RFID讀寫器讀寫數(shù)據(jù)流程圖如圖3所示。

圖2 RFID電子標(biāo)簽、讀寫器

圖3 RFID讀寫器數(shù)據(jù)流程圖

在這個(gè)模塊中，以RFID技術(shù)為核心，配以紅外線感應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室掃描，避免了傳統(tǒng)攝像機(jī)有死角缺點(diǎn)，更安全、更智能化。

3.3 系統(tǒng)分析

使用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室24小時(shí)不間歇、無(wú)死角的監(jiān)控，真正做到了穩(wěn)固的安防系統(tǒng)。使用RFID電子標(biāo)簽，使得設(shè)備的地理位置被弱化，更加注重了管理過(guò)程中的邏輯關(guān)系，這樣通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)更新，可以實(shí)時(shí)地掌握設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和存放的地理位置，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室高效、合理、智能化管理。

4.系統(tǒng)特色與總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，改變了過(guò)去人工操作的管理模式，取代了傳統(tǒng)的條形碼逐條錄入方式，實(shí)現(xiàn)了高效、合理、智能化管理。其系統(tǒng)采用了RFID技術(shù)，有自己的系統(tǒng)特色。

①數(shù)據(jù)處理方式更快捷。本系統(tǒng)采用RFID技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、讀寫，而且可以批量讀寫，反復(fù)讀寫，比傳統(tǒng)的手工錄入方式相比，處理更快捷。

②智能化。整個(gè)過(guò)程中，無(wú)需人工干預(yù)太多，RFID設(shè)備自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)讀寫，然后將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)，一切皆智能化。

③實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)和紅外感應(yīng)設(shè)備等，實(shí)時(shí)監(jiān)控，全方位，不間歇，而且數(shù)據(jù)傳送同步，真正意義上的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本文所構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，簡(jiǎn)化了管理流程，實(shí)現(xiàn)了管理的高效、合理、智能化。

隨著RFID電子標(biāo)簽技術(shù)的發(fā)展，射頻識(shí)別的讀寫也面臨著巨大的考驗(yàn)，如何突破RFID各標(biāo)簽閱讀時(shí)防碰撞也是急需解決的問(wèn)題。本文所構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)還處于調(diào)試階段，有待今后的改進(jìn)與完善。

參考文獻(xiàn)

[1]宗平，朱洪波，黃剛.智慧校園設(shè)計(jì)方法的研究[J]南京：郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)報(bào)），2010，30（4）.

[2]ITU Internet Report 2005：The Internet of Things.2005.http：//itu.int/osg/spu/publications/internetofthings/[EB/OL].

[3]吳成東.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2012：1-20.

[4]楊庚，許建，陳偉.物聯(lián)網(wǎng)安全特征與關(guān)鍵技術(shù)[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（8）：30（4）.

[5]ZHENG Jianchun，Xing Tao.Application of IOT in Operation and Management of Urban Underground Pipelines[C].2010 IEEE International Conference on Software Engineering and Service Sciences（ICSESS2010），Beijing：IEEE Computer Society，2010：551-552.

[6]游戰(zhàn)清，李蘇劍.無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：118.

[7]周曉光，王曉華.射頻識(shí)別技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2006：11-12.

[8]Sweeney II，P.J.（2005）.RFID for dummies.New Jersey：Wiley Publishing.

[9]Lu Ang，F(xiàn)an Ying，Guan Zong qi.An Open Laboratory Automatic Management System Based on RFID[J].2010 IEEE，Volume：3，Issue：29，page：57-60.

[10]Vince Stanford，“Pervasive computing goes the last hundred feet with RFID systems”，IEEE pervasive computing，Volume：2，Issue：2，Pages：9-14. April-June 2003.

[11]張友生.軟件體系結(jié)構(gòu)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

篇（5）

化工化學(xué)實(shí)驗(yàn)室屬于開放性場(chǎng)所,人流量大,化學(xué)相關(guān)物品多且雜,采用人工管理方式具有很大難度。與此同時(shí),實(shí)驗(yàn)室管理人員還需要做好數(shù)據(jù)保存、調(diào)試儀器、統(tǒng)計(jì)設(shè)備數(shù)量以及檢修保養(yǎng)設(shè)備等工作。人工管理會(huì)受到多方面不確定因素影響,非常容易出現(xiàn)操作失誤等情況,導(dǎo)致管理效率難以提升。而引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化管理,提升管理水平的同時(shí),也使得管理人員自身安全以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的財(cái)物安全得到保障。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)建立在GPS定位系統(tǒng)、射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)系統(tǒng)、激光掃描等設(shè)備基礎(chǔ)上,利用當(dāng)中的傳感器,按照相關(guān)協(xié)議,促使互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)物之間進(jìn)行連接,從而實(shí)現(xiàn)信息之間的互換、交流,為工作人員提供準(zhǔn)確的實(shí)物定位、有效識(shí)別并進(jìn)行跟蹤,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能管理的目的[1]。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中,傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)是其中最為關(guān)鍵的技術(shù)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中,傳感器技術(shù)發(fā)揮了重要的基礎(chǔ)性作用。目前,傳感器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為智能傳感器,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷、測(cè)量多參數(shù),同時(shí),也可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信等功能。其中射頻識(shí)別系統(tǒng)就是該技術(shù)的一種,應(yīng)用該技術(shù)可以對(duì)物品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,在物流運(yùn)輸管理行業(yè)中發(fā)揮了重要作用。而嵌入式技術(shù)也得到了飛速發(fā)展,比如導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)字電視、多媒體終端設(shè)備、手機(jī)等。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室安全管理中的應(yīng)用實(shí)踐

2.1實(shí)驗(yàn)室物資管理

從傳統(tǒng)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室物品管理方式看,無(wú)論是藥品還是耗材,主要是以貼標(biāo)簽方法為主,利用人工操作的方式,在標(biāo)簽中記錄相關(guān)設(shè)備的購(gòu)買日期、使用、保養(yǎng)等情況,統(tǒng)計(jì)化學(xué)藥品,同時(shí),為了便于管理,會(huì)打印出藥品的清單貼在藥品柜上。此種實(shí)驗(yàn)室管理方式可以較為直觀的看到相關(guān)物品情況。但不足之處便是,標(biāo)簽容易破損,也不容易保存,同時(shí),增加了管理人員的工作量,不利于提升工作效率。對(duì)此,可以引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),借助無(wú)線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化物資管理,在該技術(shù)作用下,可以利用電子標(biāo)簽,記錄對(duì)應(yīng)的化學(xué)藥品具體信息,其中包含了藥品使用情況、剩余情況等。在無(wú)線射頻系統(tǒng)中,天線是其中最為關(guān)鍵的部分,其主要職責(zé)就是接收、傳輸信號(hào),經(jīng)過(guò)處理后傳輸?shù)阶x寫器中[3]。此外,利用電子標(biāo)簽的方式,還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn),比如,實(shí)驗(yàn)室設(shè)備購(gòu)入日期、分配調(diào)撥以及維修保養(yǎng)等具體信息通過(guò)智能化管理,有利于提升化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室管理水平、工作效率。同時(shí),也可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),幫助管理人員隨時(shí)掌握設(shè)備情況,為后續(xù)安全管理打好基礎(chǔ)。

2.2實(shí)驗(yàn)室安全管理

2.2.1監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室溫濕度。化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的物資具有一定的特殊性,當(dāng)中部分化學(xué)藥品還屬于高危物品,所以,對(duì)室內(nèi)環(huán)境具有較高的要求,比如服務(wù)器、X射線衍射儀、紅外光譜儀等設(shè)備,必須滿足一定的通風(fēng)性。同時(shí),室內(nèi)濕度、溫度都要達(dá)到設(shè)備存放標(biāo)準(zhǔn),主要是因?yàn)楦邷亍穸拳h(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響其散熱情況,造成儀器損壞[4]。而一些強(qiáng)堿性化學(xué)藥品,如果處于高濕度環(huán)境中,會(huì)因?yàn)槠湮宰饔?導(dǎo)致重量發(fā)生變化,直接影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。為解決上述問(wèn)題,有必要采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)掌握、調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)室的溫濕度[5]。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),包含了溫濕度采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)將獲取到的數(shù)據(jù),借助路由器,實(shí)時(shí)傳回到電腦、手機(jī)客戶端,給管理人員掌握實(shí)驗(yàn)室環(huán)境提供幫助。其中溫濕度采集系統(tǒng),涉及溫度以及濕度傳感器和不同節(jié)點(diǎn)模塊,而后經(jīng)過(guò)溫濕度數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[6],輸送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中,在服務(wù)器與戶端之間的數(shù)據(jù)信息的交互,最終得到溫濕度數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室管理人員可依托局域網(wǎng),通過(guò)手機(jī)隨時(shí)查看溫濕度數(shù)據(jù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè),保證實(shí)驗(yàn)室安全[7]。2.2.2實(shí)施實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)監(jiān)測(cè)。如果化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室不慎出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等事故,將會(huì)嚴(yán)重危害到實(shí)驗(yàn)室財(cái)物安全、人員安全,導(dǎo)致不可逆的嚴(yán)重后果,對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此,必須要對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)[8]。一般情況下,為達(dá)到火災(zāi)預(yù)警的目的,會(huì)采用安裝煙霧報(bào)警器的方法,但對(duì)于實(shí)驗(yàn)室無(wú)人的情況,此種煙霧報(bào)警器并不能較好的起到報(bào)警作用[9]。對(duì)此,可以引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)情況,如果發(fā)生火災(zāi),會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警,同時(shí),管理人員的手機(jī)、電腦都會(huì)同時(shí)收到報(bào)警信息,從而及時(shí)實(shí)施救火。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作用下,系統(tǒng)會(huì)將火災(zāi)報(bào)警信息直接發(fā)送到就近消防站,以便及時(shí)救援,將財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡降到最低。依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型火災(zāi)報(bào)警器,在火災(zāi)報(bào)警器中融入了GSM模塊或者網(wǎng)絡(luò),一旦監(jiān)測(cè)到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)生火災(zāi),系統(tǒng)的溫度傳感器或者煙霧傳感器,會(huì)及時(shí)獲得感知,并向火災(zāi)探測(cè)器傳輸數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)火災(zāi)探測(cè)器分析后,確定為火災(zāi),該系統(tǒng)便會(huì)直接發(fā)出聲光火災(zāi)報(bào)警,此時(shí),新型火災(zāi)報(bào)警器的控制器會(huì)直接向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送火災(zāi)報(bào)警數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)室管理人員手機(jī)、消防站進(jìn)而會(huì)接收到具體的火災(zāi)情報(bào),從而第一時(shí)間實(shí)施救援,降低火災(zāi)損失[10]。

篇（6）

2 我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室管理的現(xiàn)狀分析

長(zhǎng)期以來(lái)，大部分高校實(shí)驗(yàn)室都是依靠手工建立臺(tái)帳、標(biāo)簽等措施對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行管理，這樣不僅管理效率低下，錯(cuò)誤頻出，更新困難，而且面對(duì)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)管理要求的不斷增加和計(jì)算機(jī)軟件管理快捷準(zhǔn)確的要求表現(xiàn)出更多的不適應(yīng)。造成這些問(wèn)題的主要原因有：

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量多

由于現(xiàn)在高校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量增長(zhǎng)加快，傳統(tǒng)紙質(zhì)記錄的實(shí)驗(yàn)室管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室管理的要求。

2.2 實(shí)驗(yàn)室管理人員不足

設(shè)備的編號(hào)與放置位置的對(duì)照關(guān)系，需要花費(fèi)管理人員大量的精力和時(shí)間；往往由于處理這些事務(wù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不能得到及時(shí)的監(jiān)管、維護(hù)，造成了一定的資源浪費(fèi)。

2.3 實(shí)驗(yàn)室使用人數(shù)增多，實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)易丟失

目前實(shí)驗(yàn)室的固定資產(chǎn)一般不會(huì)丟失，但是一些易耗的物品，往往因?yàn)槿狈芾淼囊?guī)范，有時(shí)會(huì)被一些使用者順手牽羊，實(shí)驗(yàn)室管理人員無(wú)法每天定時(shí)地清理相關(guān)儀器的數(shù)量，因而在一定程度上造成了實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)的損失。

2.4 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備流動(dòng)性強(qiáng)

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備常用于演示教學(xué)，會(huì)被借出到不同的教室使用。傳統(tǒng)手工方式的管理不能及時(shí)掌握設(shè)備流向使得管理人員不能制定合理的分配方案，從而導(dǎo)致不必要的沖突。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室信息化管理中的應(yīng)用

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息化管理

早期的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備器材的說(shuō)明書等信息都是紙質(zhì)品，容易丟失破損，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作極不方便，一旦紙質(zhì)標(biāo)簽丟失或需更新，不僅管理起來(lái)不便，而且設(shè)備參數(shù)信息也難以查詢。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以方便查詢相關(guān)實(shí)驗(yàn)用品的信息，實(shí)驗(yàn)用品的位置、庫(kù)存量、實(shí)驗(yàn)儀器的位置、數(shù)量等。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上對(duì)這些信息進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤跟蹤，實(shí)時(shí)監(jiān)控。任何一個(gè)安裝有讀寫器的終端都可以通過(guò)射頻掃描技術(shù)讀取實(shí)驗(yàn)用品的相關(guān)信息，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)用品與儀器的信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理使實(shí)驗(yàn)室的管理更加智能化，網(wǎng)絡(luò)化。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的門口安裝門禁（RFID讀取器），同時(shí)每名學(xué)生帶有RFID標(biāo)簽，教師可以通過(guò)系統(tǒng)獲取每名學(xué)生的出勤情況和學(xué)習(xí)內(nèi)容等監(jiān)控信息；通過(guò)各種數(shù)據(jù)采集終端獲取數(shù)據(jù)，監(jiān)控教師上課的全部信息，并根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行全方位分析和檢測(cè)，評(píng)定其教學(xué)質(zhì)量及優(yōu)缺點(diǎn)，以求改進(jìn)不足；學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的過(guò)程可以被物聯(lián)網(wǎng)全程記錄。如果學(xué)生在上機(jī)操作過(guò)程中，學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握不好，可以通過(guò)記錄的學(xué)習(xí)過(guò)程再次學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)學(xué)習(xí)中的漏洞。

3.3 實(shí)現(xiàn)資源共享

我國(guó)教育系統(tǒng)雖然有聯(lián)通各高校的鏈接路徑，但高校之間的信息流通量很少。基于物聯(lián)網(wǎng)的校園網(wǎng)一旦建成，各高校之間的可共享的資源將會(huì)非常豐富，能夠大大方便相互交流與學(xué)習(xí)。首先是實(shí)驗(yàn)室硬件資源可以通過(guò)傳感器網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)共享，并可以遠(yuǎn)程控制部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在線分析與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。既可以節(jié)省昂貴的實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備的購(gòu)買費(fèi)用，而且便于在線交流實(shí)驗(yàn)的方法和經(jīng)驗(yàn)。

篇（7）

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 16-0107-01

2010年2月，教育部辦公廳向各省、自治區(qū)、直轄市教育廳（?教委），部屬各高等學(xué)校下發(fā)了《關(guān)于戰(zhàn)略性新興相關(guān)專業(yè)申報(bào)和審批工作的通知》[1]。通知中強(qiáng)調(diào)要在現(xiàn)有國(guó)情教育中加大物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)力度，對(duì)高校支持并鼓勵(lì)從課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中入手包括課堂理論、教學(xué)手段、管理方法等去培養(yǎng)戰(zhàn)略性人才。我國(guó)高職院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)目前正處于發(fā)展初期。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系尚不完備，缺少專業(yè)的教師。教材的選取更是余地很小。在實(shí)驗(yàn)室的建立問(wèn)題上更是迫在眉睫。基于這樣的一系列問(wèn)題，本文根據(jù)筆者作為從事物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)的教師，對(duì)高職院校目前在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方面進(jìn)行一些分析。

一、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

我校是建筑相關(guān)專業(yè)為主，故此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)范圍的定位也以建筑物智能化物聯(lián)體系為主。培養(yǎng)具有智能樓宇建筑物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工調(diào)試、概預(yù)算及信息平臺(tái)的系統(tǒng)集成與管理等方面的知識(shí)和能力，能在智能樓宇建筑物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)用中從事設(shè)計(jì)、施工調(diào)試、概預(yù)算、系統(tǒng)維護(hù)和信息化管理等方面的工作的崗位負(fù)責(zé)人和高級(jí)技能型技術(shù)人才。目前采用工學(xué)結(jié)合校企合作“2+1”人才培養(yǎng)模式，校內(nèi)學(xué)習(xí)兩年，最后一年到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)；實(shí)行準(zhǔn)就業(yè)制度，實(shí)習(xí)企業(yè)對(duì)綜合考核合格的實(shí)習(xí)學(xué)生直接簽訂就業(yè)協(xié)議；專業(yè)課程設(shè)置緊密貼近職業(yè)崗位需求，用什么就教什么；教學(xué)方法突出對(duì)學(xué)生職業(yè)技能的訓(xùn)練，多采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，利用真實(shí)或仿真的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力；具備進(jìn)行智能建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備維護(hù)、運(yùn)行與管理的能力；實(shí)行“多證”教學(xué)，學(xué)生在校期間，通過(guò)相關(guān)培訓(xùn)和考核，可獲得新樓宇管理師、造價(jià)員、質(zhì)檢員、安全員、內(nèi)業(yè)資料員等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)職業(yè)技能證書。為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才奠定的扎實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

二、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的建立

三、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室未來(lái)發(fā)展構(gòu)想

根據(jù)我校現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)已有資源及相關(guān)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的共同構(gòu)成，在今后的發(fā)展方向上可以充分發(fā)展幾個(gè)方面。第一，在現(xiàn)有資源的充分利用之上再積極自主研發(fā)相關(guān)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、節(jié)能減排、降低教學(xué)成本，為學(xué)校減負(fù)。第二，引入其他相關(guān)專業(yè)（比如計(jì)算機(jī)專業(yè)的）教師共同參與軟件研發(fā)，研制符合我校的教學(xué)模式在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)中的軟件。第三采用學(xué)校主導(dǎo)方向，邀請(qǐng)企業(yè)共建的模式全程合作。這樣可以在教學(xué)中充分共享物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息技術(shù)企業(yè)的最新資源，定期邀請(qǐng)企業(yè)專家來(lái)校輔導(dǎo)講座；同時(shí)還可以為企業(yè)訂單培養(yǎng)人才，加快物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前各大高校都在積極的探索物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的開展，在我們高職院校中物聯(lián)網(wǎng)的開展更應(yīng)該是注重實(shí)踐，在實(shí)訓(xùn)室的建立上更應(yīng)該是增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力為主。讓學(xué)生在實(shí)踐中真正能夠得到鍛煉。

篇（8）

把物聯(lián)網(wǎng)用于實(shí)驗(yàn)室管理可以以物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析研究。感知層相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)室管理工作的獲取信息的手段或者設(shè)備，如：射頻識(shí)別RFID標(biāo)簽、掃描槍以及條形碼。網(wǎng)絡(luò)層是一種支撐平臺(tái)，它用于支撐實(shí)驗(yàn)管理室的智能化與信息化。應(yīng)用層則用于實(shí)現(xiàn)管理實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)智能化與信息化，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的軟硬件資源共享與優(yōu)化配置，并且提供物理信息融合系統(tǒng)、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)服務(wù)平臺(tái)。在物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，把實(shí)驗(yàn)室管理與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合在一起的過(guò)程中還存在許多的困難與障礙。只有明確這些要面臨的問(wèn)題，并且能合理改善現(xiàn)有的資源去克服問(wèn)題，才能更有效的為以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室管理模式提供便捷。

實(shí)驗(yàn)室對(duì)設(shè)備管理的軟硬件系統(tǒng)不夠完善。如存在機(jī)房管理員對(duì)機(jī)房設(shè)備管理不智能；機(jī)房設(shè)備丟失后無(wú)法找回；計(jì)算機(jī)損壞后維護(hù)不方便；機(jī)房的安全管理等問(wèn)題。

資源共享機(jī)制比較薄弱。實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)對(duì)象單一，大部分只是針對(duì)專業(yè)學(xué)生、老師。而且實(shí)驗(yàn)室時(shí)間不靈活，利用率低。

實(shí)驗(yàn)室管理中對(duì)教學(xué)方面的管理較薄弱。如：對(duì)教師和學(xué)生不到或者遲到的監(jiān)控；對(duì)機(jī)房環(huán)境監(jiān)控 ；對(duì)機(jī)房管理員的管理。以及學(xué)生在聽課過(guò)程中出現(xiàn)了遺漏，無(wú)法補(bǔ)上，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果難以提升。

二、進(jìn)行以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理方案

把物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)作為出發(fā)點(diǎn)，并以計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所構(gòu)建的組織結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)背景的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。從實(shí)驗(yàn)室實(shí)際管理工作中所遇到的問(wèn)題出發(fā)，主要從實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理兩個(gè)方面分析如何依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)順利解決問(wèn)題，進(jìn)行以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理

（1）資產(chǎn)管理。對(duì)實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)管理主要包括設(shè)備申購(gòu)、設(shè)備報(bào)廢、設(shè)備的遺失處理和設(shè)備的資產(chǎn)核查等多個(gè)方面的工作。

設(shè)備申購(gòu)主要指的是購(gòu)置機(jī)房所需設(shè)備，比方說(shuō)服務(wù)器、學(xué)生機(jī)、指紋機(jī)等，需要通過(guò)招標(biāo)購(gòu)置。在申購(gòu)成功之后，通過(guò)RFID標(biāo)簽或者是條形碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)，把設(shè)備的廠家/型號(hào)、采購(gòu)日期和維修記錄的等級(jí)這些信息上傳到實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)當(dāng)中。

設(shè)備報(bào)廢指的是在設(shè)備使用時(shí)間達(dá)到其最大壽命期限后，在設(shè)備處做出報(bào)廢確認(rèn)之后，對(duì)RFID標(biāo)簽或者是條形碼進(jìn)行清除，且在設(shè)備管理系統(tǒng)當(dāng)中把設(shè)備狀態(tài)修改為報(bào)廢，然后把報(bào)廢設(shè)備交給設(shè)備處進(jìn)行處理。

設(shè)備遺失指的是設(shè)備被盜或者是丟失，在保衛(wèi)處或者是設(shè)備處做出核實(shí)之后，進(jìn)行設(shè)備遺失的處理工作，且在設(shè)備管理系統(tǒng)中把設(shè)備狀態(tài)修改為遺失。

資產(chǎn)核查指的是在每個(gè)學(xué)期開始至結(jié)束時(shí)對(duì)設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，保證設(shè)備的物理存在同管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)記錄是一致的。

（2）維護(hù)管理。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理作為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室全部工作中的重點(diǎn)所在，其工作質(zhì)量的好壞能夠直接影響到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)的實(shí)際效果。在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)，要爭(zhēng)取第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，并在最短的時(shí)間內(nèi)徹底解決問(wèn)題，以此來(lái)保證計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室能夠順利的展開教學(xué)工作。維護(hù)管理工作主要包括保修、維修以及維護(hù)這三個(gè)部分，其全部過(guò)程都會(huì)完整的保存在設(shè)備管理系統(tǒng)當(dāng)中。

報(bào)修：可以對(duì)獨(dú)立設(shè)備安裝嵌入式傳感器，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)中的管理員帳戶中能查看到故障設(shè)備的位置，這樣可以避免教師或者是學(xué)生進(jìn)行設(shè)備報(bào)修登記不及時(shí)的情況。

維修：在實(shí)驗(yàn)室管理工作人員接收到設(shè)備故障的通知后，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備維修工作，如果沒有及時(shí)解決故障，可以通過(guò)短信平臺(tái)同設(shè)備公司的售后服務(wù)人員取得聯(lián)系并進(jìn)行設(shè)備維修工作。在設(shè)備維修完成之后，還要對(duì)設(shè)備狀態(tài)做出修改，撤銷故障警報(bào)。

維護(hù)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)室工作人員對(duì)設(shè)備軟硬件與實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備進(jìn)行定期的抽檢與維護(hù)。

（3）安全管理。為保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備的安全，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室需配備有實(shí)時(shí)地視頻監(jiān)控、紅外線報(bào)警裝置以及門禁系統(tǒng)等多種安全設(shè)備。對(duì)于機(jī)房設(shè)備防盜管理，可以通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)維護(hù)，它需要把獨(dú)立的設(shè)備安裝電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽會(huì)將設(shè)備的信息與位置發(fā)送給管理端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備不間斷監(jiān)管。而對(duì)于設(shè)備軟件系統(tǒng)，則需要通過(guò)專業(yè)的殺毒軟件、硬盤保護(hù)卡以及防火墻等技術(shù)措施保障系統(tǒng)的安全性。還可以安裝無(wú)線溫濕度傳感器和煙感器來(lái)監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)如火災(zāi)等情況。

（4）共享管理。

進(jìn)行設(shè)備共享管理指的是在沒有進(jìn)行教學(xué)行為的時(shí)間內(nèi)提供給非教學(xué)活動(dòng)以場(chǎng)所及設(shè)備，重視實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備的網(wǎng)上共享與，主動(dòng)需找同其他企業(yè)與高校之間的交流機(jī)會(huì)，使設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益與利用率得到提高。

共享管理主要包括在非教學(xué)時(shí)間段設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室有償租借。實(shí)驗(yàn)租借主要指對(duì)外租借計(jì)算機(jī)機(jī)房，滿足租借方在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之外的任務(wù)，比方說(shuō)企業(yè)培訓(xùn)、上機(jī)考試或者是學(xué)生培訓(xùn)等。設(shè)備租借一般是指實(shí)驗(yàn)室殊設(shè)備的對(duì)外租借，比方說(shuō)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀以及服務(wù)器等等。對(duì)于設(shè)備租借的管理，都需要記錄在實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)當(dāng)中，保證設(shè)備的安全性。

2. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理

（1）課表管理。實(shí)驗(yàn)室管理員能通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)查詢到所管理教室的課表，從而能實(shí)時(shí)關(guān)注教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室管理方面的問(wèn)題。

（2）教學(xué)管理。通過(guò)教學(xué)管理的具體對(duì)象進(jìn)行區(qū)分，主要包括課程管理、教師管理和學(xué)生管理三個(gè)部分。

課程管理：從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體計(jì)劃出發(fā)，教師把制定好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)程表、報(bào)告模板和教學(xué)大綱等相關(guān)材料提交到實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)上，以此進(jìn)行教學(xué)資料庫(kù)的建設(shè)。還可以安裝wifi攝像頭，對(duì)教師當(dāng)堂課教學(xué)進(jìn)行錄像，課程教學(xué)完畢后將視頻傳送到實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)中，方便學(xué)生重復(fù)聽課。

學(xué)生管理：可以通安裝指紋考勤機(jī)來(lái)記錄學(xué)生遲到和缺課。還要利用實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)，為學(xué)生提供登錄賬戶，通過(guò)此賬戶登錄管理系統(tǒng)之后，可以詳細(xì)查看實(shí)驗(yàn)課程的安排情況、進(jìn)行作業(yè)的提交、實(shí)驗(yàn)成績(jī)的查詢，還可以向老師提出疑難問(wèn)題、對(duì)老師進(jìn)行評(píng)價(jià)等。

教師管理：教師也可要通過(guò)指紋考勤機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)考勤管理。并利用實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)建立帳戶，教師能查看到課學(xué)生名單和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作業(yè)的批改工作、對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行查詢、解答學(xué)生提出的疑難問(wèn)題以及進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的提交等，使教師能夠方便的對(duì)學(xué)生具體實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行管理。

總結(jié)

本文以物聯(lián)網(wǎng)具備的三層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析探討了在物聯(lián)網(wǎng)背景下可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室室管理工作進(jìn)行的改進(jìn)與優(yōu)化，研究了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施教學(xué)管理與設(shè)備管理的新方法與新思路，創(chuàng)新了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室硬件管理支撐平臺(tái)和軟件支撐系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)，優(yōu)化出以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室室管理模式。期望在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理的過(guò)程中能夠切實(shí)利用所有資源，使實(shí)驗(yàn)室成為支撐教學(xué)與科研的有力平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉紅；莫國(guó)民；；基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)學(xué)院校實(shí)訓(xùn)基地管理中心設(shè)計(jì)[J]；中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志；2013（01）.

[2] 張?zhí)觳ǎ唬徽闲?nèi)實(shí)訓(xùn)資源的機(jī)理分析與實(shí)踐——以構(gòu)建文科中心為例[J]；實(shí)驗(yàn)室研究與探索；2012（07）.

[3] 柴亞輝；涂春萍；劉覺夫；謝昕；；基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)與軟件實(shí)驗(yàn)資源管理[J]；實(shí)驗(yàn)室研究與探索；2010（10）.

篇（9）

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）14-0213-01

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，隨著計(jì)算機(jī)的普及和多領(lǐng)域的應(yīng)用，高校對(duì)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)等資源的大量增置，實(shí)驗(yàn)室擁有的更大的規(guī)模和更多的軟、硬件。為了適應(yīng)高校的發(fā)展和教學(xué)要求，應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)與管理，從而減少過(guò)多的維護(hù)和管理成本[1]。

一、背景與概念

實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)（Laboratory Information Management System，LIMS）是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的各種資源和信息進(jìn)行科學(xué)化管理的一種計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)[2]。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)已經(jīng)從最初針對(duì)單個(gè)用戶設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單的終端/主機(jī)結(jié)構(gòu)以及客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)逐步發(fā)展到現(xiàn)在的基于統(tǒng)一瀏覽器界和以WEB 服務(wù)器為中心的分布式管理系統(tǒng)[3]。

物聯(lián)網(wǎng)則是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段（Internet of things IOT）[4]。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮[5]。

本文提出一種利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升實(shí)驗(yàn)室信息管理的智能性與科學(xué)化的方法，基于現(xiàn)有管理系統(tǒng)進(jìn)行增加接口和部分硬件，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室軟件和硬件物與物相連并進(jìn)行統(tǒng)籌管理。

二、系統(tǒng)框架

利用J2EE技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)能夠有效繼承傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理技術(shù)[2]，同時(shí)基于 B/S 模式開發(fā)，能夠支撐和具備強(qiáng)大的功能性、可擴(kuò)展性以及維護(hù)性，可以更好地解決實(shí)驗(yàn)室存在的各種矛盾和問(wèn)題。通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和相應(yīng)的高校管理體系，相應(yīng)的信息系統(tǒng)能夠更加科學(xué)和智能化。

SSH（Struts2、Spring、Hibernate）的框架[6]實(shí)現(xiàn)了前端視圖、中間層控制器與后端模型的徹底分離，而且也實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯層與持久層的分離，通過(guò)這樣的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，使得不同模型不同層次之間的耦合度較低，模塊內(nèi)部之間內(nèi)聚性較高，即使前端應(yīng)用發(fā)生了變化，模型也只需要較小的改動(dòng)就能夠適應(yīng)新的需求，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變化也只是在后臺(tái)操作，不會(huì)對(duì)前端的應(yīng)用產(chǎn)生影響，大大提高程序的可復(fù)用性以及程序的開發(fā)效率。

引入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)應(yīng)能繼承原有系統(tǒng)，同時(shí)支持與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（傳感器等）進(jìn)行交互。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的逐步發(fā)展，采用B/S架構(gòu)會(huì)更加通用，能夠支持所有操作系統(tǒng)PC訪問(wèn)，同時(shí)也能夠支持簡(jiǎn)單的移動(dòng)終端進(jìn)行交互。

系統(tǒng)包括應(yīng)用服務(wù)器、傳感器網(wǎng)關(guān)、傳感器節(jié)點(diǎn)等組成。主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如圖1所示：

其中GW為傳感器網(wǎng)關(guān)，其網(wǎng)絡(luò)框架圖如圖2所示。節(jié)點(diǎn)分為具有路由功能的節(jié)點(diǎn)（Router）、沒有路由功能的節(jié)點(diǎn)（End Device）和匯聚節(jié)點(diǎn)（Sink），每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可搭載多個(gè)傳感器或控制器或者。不搭載傳感器或去控制器。傳感器和控制器之間存在N：N的綁定關(guān)系。每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，Zigbee網(wǎng)絡(luò)之間并不通訊。網(wǎng)關(guān)設(shè)備（Gateway）是連接匯聚節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器的設(shè)備，一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以同時(shí)管理多個(gè)Sink節(jié)點(diǎn)，服務(wù)器可管理多個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

網(wǎng)關(guān)與應(yīng)用服務(wù)器之間通信報(bào)文定義如下：

每條消息都由上述四個(gè)部分組成，其中消息頭、地址域和消息校驗(yàn)字節(jié)為固定長(zhǎng)度，消息體根據(jù)承載的不同數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度可變。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)框架與設(shè)計(jì)，完成數(shù)據(jù)的采集與展示，同時(shí)根據(jù)專家算法對(duì)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估給出建議決策。

其中可以通過(guò)RFID、溫濕度、人體感應(yīng)一系列傳感器，從而如圖4所示自動(dòng)收集實(shí)驗(yàn)室信息和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，從而形成實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，通過(guò)提供算法接口，邀請(qǐng)專家增加算法的形式，定期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而形成階段性評(píng)估。

普通的實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件亦可通過(guò)二維碼和人工錄入等形式對(duì)硬件進(jìn)行一一標(biāo)識(shí)，如圖5所示針對(duì)硬件問(wèn)題和硬件使用申請(qǐng)通過(guò)模板提交對(duì)應(yīng)的處理即可完成。

五、 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)化的實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)能夠更好將實(shí)驗(yàn)室的物理硬件和重要軟件進(jìn)行合理劃分與調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。同時(shí)通過(guò)傳感器的數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室的環(huán)境進(jìn)行管理，從而使得實(shí)驗(yàn)室的利用更加科學(xué)化，有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄧天虎，嚴(yán)京濱.優(yōu)化管理策略在實(shí)驗(yàn)課預(yù)約管理系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J] . 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，26（2）：5 -7

[2] 肖利梅，李策，袁桂慈等.電工電子開放式實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 ，2007，24（9）：76C77

[3] 劉民，李昕鐘，鐘偉和.高校開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)[J].遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，26 （1）：17～19

篇（10）

為了適用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很多高校都開放物理實(shí)驗(yàn)室，早期采用人工進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放，或采用單機(jī)版的管理軟件進(jìn)行開放管理，這些管理方式存在工作煩瑣，效率低下等弊端。例如，學(xué)生不能及時(shí)了解開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)時(shí)間的信息；學(xué)生必須到實(shí)驗(yàn)室去預(yù)約，由實(shí)驗(yàn)室教師登記等。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室智能化管理需求，從不同角度出發(fā)，也提出了許多開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)方案，如機(jī)房自動(dòng)管理系統(tǒng)等，這些方案在實(shí)驗(yàn)室信息管理、人員管理、設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理、預(yù)約管理、系統(tǒng)管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等方面，不同程度實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室的信息化管理，盡管如此，但除了計(jì)算機(jī)機(jī)房以外，其它開放普通實(shí)驗(yàn)室，由于沒有計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，大多存在自動(dòng)化管理程度不高的問(wèn)題。針對(duì)這種情況，我們將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于開放實(shí)驗(yàn)室的管理，利用門禁、觸屏派位、視頻監(jiān)控、平板電腦終端、設(shè)備控制器與智能電源插座等，結(jié)合基于B/S結(jié)構(gòu)的開放式實(shí)驗(yàn)室web管理系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)室全天候安全開放，提高了開放實(shí)驗(yàn)室的智能化管理水平。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，獲取各種應(yīng)用需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，它的主要作用是識(shí)別物體、采集信息。網(wǎng)絡(luò)層主要作用是進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的傳輸，主要利用現(xiàn)有的比較成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及移動(dòng)通信技術(shù)。應(yīng)用層主要作用是將感知層采集到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，在實(shí)際的環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能醫(yī)療等應(yīng)用。硬件系統(tǒng)主要集中在感知層和網(wǎng)絡(luò)層、軟件系統(tǒng)主要集中在應(yīng)用層，其中可能用到一些中間件技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等。從物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)可看出，物聯(lián)網(wǎng)從感知信息，傳輸信息，到處理應(yīng)用信息用到了若干技術(shù)，也涉及到許多硬件和軟件，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)綜合性的概念和提法。

2硬件建設(shè)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開放式物理實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)硬件支撐平臺(tái)如圖1所示。其中，開放式物理實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的服務(wù)器是根基，所有的硬件連接和很多軟件系統(tǒng)都集中在這個(gè)服務(wù)器上，服務(wù)器接入校園網(wǎng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、短信貓和觸屏派位系統(tǒng)直接與服務(wù)器連接，平板電腦終端通過(guò)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器連接，所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤陣列中。實(shí)驗(yàn)室中的各個(gè)設(shè)備的電源通過(guò)電源控制器經(jīng)過(guò)集線器、轉(zhuǎn)換器與觸摸屏的串口連接。硬件建設(shè)首先要對(duì)原有實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施（主要為強(qiáng)電、弱電、網(wǎng)絡(luò)改造）進(jìn)行基本改造，然后增加監(jiān)控、門禁、物聯(lián)網(wǎng)終端等硬件設(shè)備，整合原有教學(xué)系統(tǒng)軟件，進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)集成。具體建設(shè)內(nèi)容有：（1）基礎(chǔ)設(shè)施改造：對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行弱電、網(wǎng)絡(luò)改造。要在門、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)弱電及網(wǎng)絡(luò)線路，為開放式實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供基本的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。（2）可視對(duì)講監(jiān)控系統(tǒng)：在實(shí)驗(yàn)室安裝監(jiān)控?cái)z像頭和對(duì)講終端。同時(shí)建設(shè)對(duì)講監(jiān)控服務(wù)設(shè)備，包含網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、交換機(jī)、監(jiān)控專用硬盤，保障監(jiān)控系統(tǒng)的高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。（3）門禁：在實(shí)驗(yàn)室和樓層的走廊端安裝門禁。（4）觸控派位機(jī)：安裝觸控派位機(jī)。在實(shí)驗(yàn)樓每層的走廊口安裝一臺(tái)派位機(jī)，配合開放式實(shí)驗(yàn)室web管理系統(tǒng)軟件用于學(xué)生刷卡、信息查詢等。（5）觸控控制器：安裝觸控控制器。每臺(tái)觸控派位機(jī)配置1臺(tái)觸控控制器，用于觸控派位機(jī)與設(shè)備控制器的通信。（6）設(shè)備運(yùn)行控制器：安裝設(shè)備運(yùn)行控制器。每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置1臺(tái)設(shè)備控制器，作為開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)控制終端，用于實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸。（7）短信貓：配置1臺(tái)短信貓，安裝在服務(wù)器上。用于開放式實(shí)驗(yàn)室預(yù)警信息、提示信息等。（8）PAD客戶端：建設(shè)pad客戶端。Pad客戶端的建設(shè)將實(shí)現(xiàn)整個(gè)開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)跨平臺(tái)使用，支持移動(dòng)終端服務(wù)。使學(xué)生、教師能隨時(shí)隨地，方便快捷的使用系統(tǒng)。

3軟件系統(tǒng)組成

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開放式物理實(shí)驗(yàn)室管理軟件平臺(tái)由實(shí)驗(yàn)室WEB管理系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和平板電腦系統(tǒng)組成。WEB管理系統(tǒng)是開放式實(shí)驗(yàn)室管理軟件系統(tǒng)的重要組成部分，是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)際需要，具有各種功能，包括：學(xué)生預(yù)約實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室拓?fù)涔芾怼㈩A(yù)約信息管理、通知公告管理、預(yù)約規(guī)則管理、校園卡掛失管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。本系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)刷卡啟動(dòng)電源控制器控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源從而達(dá)到開放使用的目的。系統(tǒng)細(xì)化各項(xiàng)管理，進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性和交互性；為學(xué)生提供了一個(gè)自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，為教師的開放教學(xué)提供了有力的基礎(chǔ)支持；為提高實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的利用率提供了更安全和便捷的保障。觸摸屏系統(tǒng)又稱為“電源控制子系統(tǒng)”，是開放式實(shí)驗(yàn)室管理軟件系統(tǒng)的核心組成部分。開放式實(shí)驗(yàn)室管理面臨的重大挑戰(zhàn)是安全的問(wèn)題，這其中首當(dāng)其沖的就是用電的安全。通過(guò)電源控制子系統(tǒng)的學(xué)生座位電源控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生用電的管理，是保證開放式實(shí)驗(yàn)室安全的重要手段。電源控制子系統(tǒng)是通過(guò)管理柜員機(jī)（觸摸屏）和座位電源控制單元等硬件設(shè)施，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室座位的電源管理。觸控系統(tǒng)配置微型攝像頭，實(shí)現(xiàn)學(xué)生派位時(shí)照相功能，可有效的防止學(xué)生替代刷卡派位的現(xiàn)象發(fā)生。大屏幕觸控顯示屏可高清晰的顯示學(xué)生的彩色照片。整個(gè)電源控制系統(tǒng)主要面向兩個(gè)角色：學(xué)生和教師（管理員）。學(xué)生通過(guò)所持校園卡，請(qǐng)求使用實(shí)驗(yàn)室座位，系統(tǒng)根據(jù)教師（管理員）定義的規(guī)則（排位規(guī)則），為學(xué)生分配座位，并自動(dòng)啟動(dòng)電源。在完成實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)刷卡關(guān)閉相應(yīng)的電源。教師（管理員）用戶通過(guò)系統(tǒng)登錄，在權(quán)限允許的條件下，遠(yuǎn)程單獨(dú)或批量控制實(shí)驗(yàn)室所有電源。教師通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可在遠(yuǎn)端查看實(shí)驗(yàn)室情況，了解就位學(xué)生的信息，通過(guò)視頻觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)狀態(tài)與視頻答疑。學(xué)生通過(guò)座位對(duì)講實(shí)時(shí)與教師就實(shí)驗(yàn)問(wèn)題進(jìn)行討論。平板電腦系統(tǒng)是一套給實(shí)驗(yàn)室管理者使用的便捷的APP客戶端系統(tǒng)（PAD），旨在提高開放式系統(tǒng)的使用便捷性，使管理層工作效率更加高效，從而更好的為本單位的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。平板電腦系統(tǒng)最重要的是統(tǒng)計(jì)功能。很多學(xué)校每年都要進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)室自評(píng)工作，工作量較大而且數(shù)據(jù)無(wú)依據(jù)，很多數(shù)據(jù)都是臨時(shí)“造”出來(lái)的。此統(tǒng)計(jì)功能可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室或設(shè)備在過(guò)去一年或多年的使用記錄自動(dòng)匯總成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，省時(shí)省力且數(shù)據(jù)真實(shí)。

4建設(shè)取得的成效

我校從2013年開始進(jìn)行開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和配套實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，目前實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了全天候開放、遠(yuǎn)程控制和智能化管理，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)上預(yù)約，刷卡（支持校園卡）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在派位成功的實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開放式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)已取得了一些成效，如：（1）全面開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，提高實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)儀器的利用率；（2）打破上課開門、下課關(guān)門的模式，為學(xué)生提供開放式教學(xué)服務(wù)，給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境；（3）保障實(shí)驗(yàn)室安全的同時(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量；（4）提高實(shí)驗(yàn)室管理水平，為領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃時(shí)提供真實(shí)數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)。

作者:吳 萍 高興茹 單位:北京聯(lián)合大學(xué)基礎(chǔ)部

【參考文獻(xiàn)】

篇（11）

目前高校實(shí)驗(yàn)室多采用封閉式管理模式，各院系獨(dú)立建設(shè)、管理本學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室過(guò)于分散，管理工作繁瑣，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和物品的儲(chǔ)存、維護(hù)、安全得不到保障。各實(shí)驗(yàn)室之間缺少資源共享、信息互通，既不利于學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，也不利于科研協(xié)作和學(xué)科滲透，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，本文設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高校智能化實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

從“智慧地球”理念到“感知中國(guó)”概念的提出，隨著全球一體化、工業(yè)自動(dòng)化和信息化進(jìn)程的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代悄然來(lái)臨[1]。物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是通過(guò)運(yùn)用射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[2]。通俗地說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。

目前，物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。

RFID（Radio Frequency Identifaction）即射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)由讀寫器、電子標(biāo)簽和天線組成。讀寫器包括固定式讀寫器與手持式閱讀器。

ZigBee技術(shù)是一種新興的低功耗、低成本、高容錯(cuò)性的短距離通信技術(shù)。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。硬件方面，預(yù)先在每間實(shí)驗(yàn)室安裝門禁控制器、ZigBee無(wú)線節(jié)點(diǎn)、溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器。每件實(shí)驗(yàn)設(shè)備、物品，實(shí)物實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)貼有RFID標(biāo)簽。每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)配備手持閱讀器。軟件方面，需要在物聯(lián)網(wǎng)的終端安裝管理系統(tǒng)的軟件。

3.2 系統(tǒng)各模塊功能

該系統(tǒng)由七大功能模塊組成。

3.2.1 管理員登錄

該系統(tǒng)軟件只允許管理員登錄后才能使用，如果不是管理員則需要先注冊(cè)。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)管理

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的查看和設(shè)置。

3.2.3 使用人員管理

所有人員必須使用身份卡進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室，門禁控制器利用射頻識(shí)別技術(shù)識(shí)別進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的人員身份，數(shù)據(jù)庫(kù)里能夠檢測(cè)到的人員能夠直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，而臨時(shí)人員需要進(jìn)行系統(tǒng)登記后才能進(jìn)入。

3.2.4 實(shí)驗(yàn)室設(shè)置

遠(yuǎn)程控制ZigBee無(wú)線節(jié)點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的基本信息進(jìn)行日常管理，顯示實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)態(tài)使用狀況。為了能給學(xué)生提供寬松的實(shí)驗(yàn)條件，通過(guò)開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生能夠預(yù)約課余時(shí)間來(lái)做實(shí)驗(yàn)。如圖1所示，根據(jù)開放日期，查看學(xué)生提交的預(yù)約申請(qǐng)。

3.2.5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理

（1）教師和學(xué)生考勤管理。當(dāng)教師、學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，門禁控制器識(shí)別身份卡，將進(jìn)入、離開的時(shí)間記錄在軟件上，實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生的自動(dòng)考勤。

（2）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理。為了規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，需要教師預(yù)先錄入每門實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)大綱、多媒體教案、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、操作規(guī)程以及實(shí)驗(yàn)示例等教學(xué)資源。學(xué)生隨時(shí)可以下載相關(guān)教學(xué)資源進(jìn)行閱讀和操作練習(xí)，有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、物品的狀況進(jìn)行監(jiān)控，比如實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，哪些設(shè)備能正常使用，哪些發(fā)生故障。同時(shí)還可監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，教師進(jìn)行集中講解，提高學(xué)習(xí)效率。

（4）實(shí)驗(yàn)作業(yè)和成績(jī)管理。實(shí)驗(yàn)完成后學(xué)生可以通過(guò)該RFID技術(shù)將實(shí)物實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果上傳到系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)存，便于管理員、教師批改作業(yè)、統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)，當(dāng)課程結(jié)束時(shí)學(xué)生能夠查看自己每次的作業(yè)成績(jī)，以及該門課程的總評(píng)成績(jī)。

（5）交流討論。實(shí)驗(yàn)前，教師可以通過(guò)該模塊向?qū)W生實(shí)驗(yàn)管理規(guī)章制度，布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，與學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的討論，增加學(xué)生與教師、學(xué)生之間的互動(dòng)。

3.2.6 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和物品管理

每件實(shí)驗(yàn)設(shè)備、物品貼的標(biāo)簽上載有對(duì)應(yīng)的編號(hào)、名稱、狀態(tài)、購(gòu)置日期、維修記錄等信息，實(shí)現(xiàn)了信息智能儲(chǔ)存功能。使用人員通過(guò)手持閱讀器識(shí)別領(lǐng)用的設(shè)備、物品上標(biāo)簽，將它們的基本信息反饋到如圖3所示的界面上，有利于實(shí)驗(yàn)人員提前了解設(shè)備、物品的基本資料，還可以對(duì)它們進(jìn)行定位、跟蹤，顯示使用人員身份，有效地監(jiān)管了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、物品的使用狀態(tài)，防止有人將它們?nèi)我饽贸鰧?shí)驗(yàn)室。另外RFID標(biāo)簽還能實(shí)現(xiàn)相同或不同實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、物品間進(jìn)行通信，高效地利用了資源。

3.2.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)