基于物聯(lián)網(wǎng)的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉友澈

摘要：針對(duì)開放式實(shí)訓(xùn)室存在人員管理、設(shè)備安全和實(shí)訓(xùn)效率等存在的問題，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)構(gòu)建的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)的開放式實(shí)訓(xùn)室存在設(shè)備損壞率高、教師負(fù)擔(dān)重和管理不到位等問題，提高了實(shí)訓(xùn)室管理效率，促進(jìn)了開放式實(shí)訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展，該文還介紹了該管理系統(tǒng)的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；開放式；實(shí)訓(xùn)室；管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）35-8414-02

1 概述

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是高職院校教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，它不僅能鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力，通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)訓(xùn)還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，我校的實(shí)訓(xùn)資源包括設(shè)備儀器、器材、場(chǎng)地等對(duì)學(xué)生實(shí)行了全天開放。經(jīng)過一年多的實(shí)踐證明，實(shí)訓(xùn)室開放后學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)了，學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性也有了很大的提高，特別是學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)有了極大的提高。但是開放實(shí)訓(xùn)室的同時(shí)，也對(duì)實(shí)訓(xùn)室的管理帶來了難題。實(shí)訓(xùn)室開放后，由于進(jìn)出實(shí)訓(xùn)室人員不定，特別是實(shí)訓(xùn)儀器的安全性，都給實(shí)訓(xùn)教學(xué)和資產(chǎn)安全管理增加了很大的困難，同時(shí)也增加了教師的值班工作量和工作強(qiáng)度。在某種程度上，制約了開放型實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與發(fā)展。針對(duì)以上問題，特提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)構(gòu)建開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)管理模式下的開放式實(shí)訓(xùn)室存在的主要問題，提高開放式實(shí)訓(xùn)室管理的安全性和效率，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力的提高。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)器材管理

實(shí)訓(xùn)室的資產(chǎn)主要為實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)器材，在以前的開放式管理中，實(shí)訓(xùn)器材由倉(cāng)庫(kù)管理員發(fā)放，實(shí)訓(xùn)設(shè)備由實(shí)訓(xùn)管理員管理，當(dāng)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)改變實(shí)訓(xùn)方案時(shí)，會(huì)出現(xiàn)實(shí)訓(xùn)器材不夠用或者沒有的情況。為此，我們?cè)诿恳粋€(gè)實(shí)訓(xùn)室中不僅有實(shí)訓(xùn)設(shè)備，還有實(shí)訓(xùn)器材的小倉(cāng)庫(kù)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)器材使用RFlD技術(shù)進(jìn)行管理，每一臺(tái)設(shè)備和每一種器材都有一個(gè)電子標(biāo)簽，建立一個(gè)設(shè)備、器材數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄了設(shè)備的型號(hào)、生產(chǎn)廠家、使用人、使用時(shí)間、使用狀況和維修記錄等信息，也記錄了器材的名稱、領(lǐng)用人、單價(jià)、已使用數(shù)量、可使用數(shù)量等基本信息。學(xué)生只需要在設(shè)備上和器材倉(cāng)庫(kù)中刷校園一卡通即可使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備和領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)器材，同時(shí)對(duì)電子標(biāo)簽的內(nèi)容進(jìn)行更新，數(shù)據(jù)庫(kù)中就記錄該學(xué)生的使用信息。管理員只需要登錄數(shù)據(jù)庫(kù)就可以知道設(shè)備使用和器材消耗情況，可及時(shí)補(bǔ)充易耗器材。補(bǔ)充易耗器材后只需要用手持機(jī)刷新電子標(biāo)簽即可，這樣不僅節(jié)省了人力，同時(shí)提高了管理的效率。

3 開放式實(shí)訓(xùn)室終端管理控制系統(tǒng)

開放式實(shí)訓(xùn)室管理終端控制系統(tǒng)由門禁模塊、設(shè)備管理、器材管理、語(yǔ)音模塊、通訊模塊和視頻監(jiān)控模塊等幾個(gè)部分組成，它們?cè)?2位嵌入式處理器STM32F10X的控制下工作，系統(tǒng)組成如圖1所示。

1） 門禁控制模塊。主要由讀卡器、人體紅外感應(yīng)器、報(bào)警器、單片機(jī)、液晶顯示屏、通信口和電子門鎖等幾部分組成，如圖2所示，主要完成刷卡開門、分配并顯示座位號(hào)、防盜報(bào)警等功能。學(xué)生刷卡后，學(xué)生信息由門禁控制器送到開放式實(shí)訓(xùn)室管理終端控制器，終端控制器確認(rèn)該學(xué)生合法后，發(fā)出開門指令，并分配實(shí)訓(xùn)座位號(hào)，同時(shí)接通該座位號(hào)的電源。

2） 設(shè)備管理模塊。該模塊由電流檢測(cè)、過流保護(hù)、電源控制、讀卡器和單片機(jī)組成，如圖3所示。每一個(gè)實(shí)訓(xùn)工位有一個(gè)設(shè)備管理器，所有設(shè)備管理器通過485總線相連后與終端控制器相連，構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。設(shè)備管理器有遠(yuǎn)程控制的功能，當(dāng)管理員在后臺(tái)監(jiān)控學(xué)生實(shí)訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備不符合使用規(guī)程時(shí)，則可控制該設(shè)備使用。

3） 器材管理模塊。主要由讀卡器、液晶顯示屏、單片機(jī)和器材門鎖等組成。當(dāng)學(xué)生需要器材時(shí)，首先在讀卡器上刷校園一卡通，輸入元器件名稱代號(hào)、數(shù)量后，相應(yīng)的器材門鎖開啟，取走元器件，并把器材領(lǐng)取數(shù)量重新寫入電子標(biāo)簽中。

4） 視頻監(jiān)控模塊。主要由攝像頭、硬盤錄像機(jī)等組成。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程指導(dǎo)和防盜監(jiān)控等功能。

5） 通訊模塊。主要完成終端控制器與院級(jí)服務(wù)器之間的通訊。

6） 語(yǔ)音提示模塊。當(dāng)實(shí)訓(xùn)室的門打開后，提示使用者要注意用電安全，要按實(shí)訓(xùn)規(guī)程操作設(shè)備，離開時(shí)提醒使用者清理好現(xiàn)場(chǎng)，保持工位清潔。

4 開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)

開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)由用戶管理、實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理、設(shè)備管理、器材管理和查詢等部分組成，組成框圖如圖4所示。界面采用Visual C#編寫，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL 2005編寫。

1） 用戶管理。用戶管理主要由用戶登錄、用戶注冊(cè)和教師學(xué)生管理等組成。

2） 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理。實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理是該管理系統(tǒng)重點(diǎn)之一，主要由正常教學(xué)實(shí)訓(xùn)和預(yù)約開放實(shí)訓(xùn)兩部分組成，如圖5所示。正常教學(xué)實(shí)訓(xùn)包括實(shí)訓(xùn)課題、實(shí)訓(xùn)報(bào)告和實(shí)訓(xùn)時(shí)間等。預(yù)約開放實(shí)訓(xùn)包括預(yù)約時(shí)間地點(diǎn)、課題申請(qǐng)、預(yù)約解除、使用設(shè)備審批、使用器材審批等。

3） 設(shè)備管理。設(shè)備管理也是該系統(tǒng)的主要功能之一，如圖6所示。主要包括設(shè)備使用者、使用時(shí)間、維修記錄和故障登記等。

4） 器材管理。器材管理如圖7所示，主要包括器材使用者、使用數(shù)量、剩余數(shù)量和補(bǔ)充記錄廳局等。

5） 查詢功能。查詢功能如圖8所示，主要包括課題查詢、實(shí)訓(xùn)時(shí)間查詢、設(shè)備查詢、器材查詢和預(yù)約查詢。

5 結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)為基礎(chǔ)的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，通過使用該平臺(tái)，克服了人工開放式實(shí)訓(xùn)室管理模式的弊端，實(shí)現(xiàn)了正常實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排與管理 、開放式實(shí)訓(xùn)室管理與使用、校園一卡通進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室、使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備、領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)器材和遠(yuǎn)程監(jiān)控等全過程管理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鮑日元.地方高校開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要意義與難點(diǎn)探討[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（11）：110-112.

[2] 劉強(qiáng)，崔莉，等.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2010（6）：37.

[3] 孫其博，劉杰.物聯(lián)網(wǎng)： 概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J] .北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)， 2010（3）：1-9.

[4] 甘小紅.高校開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)教育信息化（高教職教），2010（3）：47-49.

[5] 閆春娟，陳琦.基于I C 卡的高校實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（6）：97-100.

[6] 張敏.基于ASP. NET 的預(yù)約型開放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007，24（7）： 73-76.

[7] 吳文華.智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)下的實(shí)驗(yàn)室開放管理[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（2）：172-176.

[8] 吳良，鄒志宏，吳文華，等.能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（5）：169-172.endprint

摘要：針對(duì)開放式實(shí)訓(xùn)室存在人員管理、設(shè)備安全和實(shí)訓(xùn)效率等存在的問題，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)構(gòu)建的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)的開放式實(shí)訓(xùn)室存在設(shè)備損壞率高、教師負(fù)擔(dān)重和管理不到位等問題，提高了實(shí)訓(xùn)室管理效率，促進(jìn)了開放式實(shí)訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展，該文還介紹了該管理系統(tǒng)的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；開放式；實(shí)訓(xùn)室；管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）35-8414-02

1 概述

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是高職院校教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，它不僅能鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力，通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)訓(xùn)還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，我校的實(shí)訓(xùn)資源包括設(shè)備儀器、器材、場(chǎng)地等對(duì)學(xué)生實(shí)行了全天開放。經(jīng)過一年多的實(shí)踐證明，實(shí)訓(xùn)室開放后學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)了，學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性也有了很大的提高，特別是學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)有了極大的提高。但是開放實(shí)訓(xùn)室的同時(shí)，也對(duì)實(shí)訓(xùn)室的管理帶來了難題。實(shí)訓(xùn)室開放后，由于進(jìn)出實(shí)訓(xùn)室人員不定，特別是實(shí)訓(xùn)儀器的安全性，都給實(shí)訓(xùn)教學(xué)和資產(chǎn)安全管理增加了很大的困難，同時(shí)也增加了教師的值班工作量和工作強(qiáng)度。在某種程度上，制約了開放型實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與發(fā)展。針對(duì)以上問題，特提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)構(gòu)建開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)管理模式下的開放式實(shí)訓(xùn)室存在的主要問題，提高開放式實(shí)訓(xùn)室管理的安全性和效率，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力的提高。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)器材管理

實(shí)訓(xùn)室的資產(chǎn)主要為實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)器材，在以前的開放式管理中，實(shí)訓(xùn)器材由倉(cāng)庫(kù)管理員發(fā)放，實(shí)訓(xùn)設(shè)備由實(shí)訓(xùn)管理員管理，當(dāng)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)改變實(shí)訓(xùn)方案時(shí)，會(huì)出現(xiàn)實(shí)訓(xùn)器材不夠用或者沒有的情況。為此，我們?cè)诿恳粋€(gè)實(shí)訓(xùn)室中不僅有實(shí)訓(xùn)設(shè)備，還有實(shí)訓(xùn)器材的小倉(cāng)庫(kù)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)器材使用RFlD技術(shù)進(jìn)行管理，每一臺(tái)設(shè)備和每一種器材都有一個(gè)電子標(biāo)簽，建立一個(gè)設(shè)備、器材數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄了設(shè)備的型號(hào)、生產(chǎn)廠家、使用人、使用時(shí)間、使用狀況和維修記錄等信息，也記錄了器材的名稱、領(lǐng)用人、單價(jià)、已使用數(shù)量、可使用數(shù)量等基本信息。學(xué)生只需要在設(shè)備上和器材倉(cāng)庫(kù)中刷校園一卡通即可使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備和領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)器材，同時(shí)對(duì)電子標(biāo)簽的內(nèi)容進(jìn)行更新，數(shù)據(jù)庫(kù)中就記錄該學(xué)生的使用信息。管理員只需要登錄數(shù)據(jù)庫(kù)就可以知道設(shè)備使用和器材消耗情況，可及時(shí)補(bǔ)充易耗器材。補(bǔ)充易耗器材后只需要用手持機(jī)刷新電子標(biāo)簽即可，這樣不僅節(jié)省了人力，同時(shí)提高了管理的效率。

3 開放式實(shí)訓(xùn)室終端管理控制系統(tǒng)

開放式實(shí)訓(xùn)室管理終端控制系統(tǒng)由門禁模塊、設(shè)備管理、器材管理、語(yǔ)音模塊、通訊模塊和視頻監(jiān)控模塊等幾個(gè)部分組成，它們?cè)?2位嵌入式處理器STM32F10X的控制下工作，系統(tǒng)組成如圖1所示。

1） 門禁控制模塊。主要由讀卡器、人體紅外感應(yīng)器、報(bào)警器、單片機(jī)、液晶顯示屏、通信口和電子門鎖等幾部分組成，如圖2所示，主要完成刷卡開門、分配并顯示座位號(hào)、防盜報(bào)警等功能。學(xué)生刷卡后，學(xué)生信息由門禁控制器送到開放式實(shí)訓(xùn)室管理終端控制器，終端控制器確認(rèn)該學(xué)生合法后，發(fā)出開門指令，并分配實(shí)訓(xùn)座位號(hào)，同時(shí)接通該座位號(hào)的電源。

2） 設(shè)備管理模塊。該模塊由電流檢測(cè)、過流保護(hù)、電源控制、讀卡器和單片機(jī)組成，如圖3所示。每一個(gè)實(shí)訓(xùn)工位有一個(gè)設(shè)備管理器，所有設(shè)備管理器通過485總線相連后與終端控制器相連，構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。設(shè)備管理器有遠(yuǎn)程控制的功能，當(dāng)管理員在后臺(tái)監(jiān)控學(xué)生實(shí)訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備不符合使用規(guī)程時(shí)，則可控制該設(shè)備使用。

3） 器材管理模塊。主要由讀卡器、液晶顯示屏、單片機(jī)和器材門鎖等組成。當(dāng)學(xué)生需要器材時(shí)，首先在讀卡器上刷校園一卡通，輸入元器件名稱代號(hào)、數(shù)量后，相應(yīng)的器材門鎖開啟，取走元器件，并把器材領(lǐng)取數(shù)量重新寫入電子標(biāo)簽中。

4） 視頻監(jiān)控模塊。主要由攝像頭、硬盤錄像機(jī)等組成。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程指導(dǎo)和防盜監(jiān)控等功能。

5） 通訊模塊。主要完成終端控制器與院級(jí)服務(wù)器之間的通訊。

6） 語(yǔ)音提示模塊。當(dāng)實(shí)訓(xùn)室的門打開后，提示使用者要注意用電安全，要按實(shí)訓(xùn)規(guī)程操作設(shè)備，離開時(shí)提醒使用者清理好現(xiàn)場(chǎng)，保持工位清潔。

4 開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)

開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)由用戶管理、實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理、設(shè)備管理、器材管理和查詢等部分組成，組成框圖如圖4所示。界面采用Visual C#編寫，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL 2005編寫。

1） 用戶管理。用戶管理主要由用戶登錄、用戶注冊(cè)和教師學(xué)生管理等組成。

2） 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理。實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理是該管理系統(tǒng)重點(diǎn)之一，主要由正常教學(xué)實(shí)訓(xùn)和預(yù)約開放實(shí)訓(xùn)兩部分組成，如圖5所示。正常教學(xué)實(shí)訓(xùn)包括實(shí)訓(xùn)課題、實(shí)訓(xùn)報(bào)告和實(shí)訓(xùn)時(shí)間等。預(yù)約開放實(shí)訓(xùn)包括預(yù)約時(shí)間地點(diǎn)、課題申請(qǐng)、預(yù)約解除、使用設(shè)備審批、使用器材審批等。

3） 設(shè)備管理。設(shè)備管理也是該系統(tǒng)的主要功能之一，如圖6所示。主要包括設(shè)備使用者、使用時(shí)間、維修記錄和故障登記等。

4） 器材管理。器材管理如圖7所示，主要包括器材使用者、使用數(shù)量、剩余數(shù)量和補(bǔ)充記錄廳局等。

5） 查詢功能。查詢功能如圖8所示，主要包括課題查詢、實(shí)訓(xùn)時(shí)間查詢、設(shè)備查詢、器材查詢和預(yù)約查詢。

5 結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)為基礎(chǔ)的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，通過使用該平臺(tái)，克服了人工開放式實(shí)訓(xùn)室管理模式的弊端，實(shí)現(xiàn)了正常實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排與管理 、開放式實(shí)訓(xùn)室管理與使用、校園一卡通進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室、使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備、領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)器材和遠(yuǎn)程監(jiān)控等全過程管理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鮑日元.地方高校開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要意義與難點(diǎn)探討[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（11）：110-112.

[2] 劉強(qiáng)，崔莉，等.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2010（6）：37.

[3] 孫其博，劉杰.物聯(lián)網(wǎng)： 概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J] .北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)， 2010（3）：1-9.

[4] 甘小紅.高校開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)教育信息化（高教職教），2010（3）：47-49.

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摘要：針對(duì)開放式實(shí)訓(xùn)室存在人員管理、設(shè)備安全和實(shí)訓(xùn)效率等存在的問題，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)構(gòu)建的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)的開放式實(shí)訓(xùn)室存在設(shè)備損壞率高、教師負(fù)擔(dān)重和管理不到位等問題，提高了實(shí)訓(xùn)室管理效率，促進(jìn)了開放式實(shí)訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展，該文還介紹了該管理系統(tǒng)的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；開放式；實(shí)訓(xùn)室；管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）35-8414-02

1 概述

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是高職院校教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，它不僅能鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力，通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)訓(xùn)還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，我校的實(shí)訓(xùn)資源包括設(shè)備儀器、器材、場(chǎng)地等對(duì)學(xué)生實(shí)行了全天開放。經(jīng)過一年多的實(shí)踐證明，實(shí)訓(xùn)室開放后學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)了，學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性也有了很大的提高，特別是學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)有了極大的提高。但是開放實(shí)訓(xùn)室的同時(shí)，也對(duì)實(shí)訓(xùn)室的管理帶來了難題。實(shí)訓(xùn)室開放后，由于進(jìn)出實(shí)訓(xùn)室人員不定，特別是實(shí)訓(xùn)儀器的安全性，都給實(shí)訓(xùn)教學(xué)和資產(chǎn)安全管理增加了很大的困難，同時(shí)也增加了教師的值班工作量和工作強(qiáng)度。在某種程度上，制約了開放型實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與發(fā)展。針對(duì)以上問題，特提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)構(gòu)建開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)管理模式下的開放式實(shí)訓(xùn)室存在的主要問題，提高開放式實(shí)訓(xùn)室管理的安全性和效率，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力的提高。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)器材管理

實(shí)訓(xùn)室的資產(chǎn)主要為實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)器材，在以前的開放式管理中，實(shí)訓(xùn)器材由倉(cāng)庫(kù)管理員發(fā)放，實(shí)訓(xùn)設(shè)備由實(shí)訓(xùn)管理員管理，當(dāng)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)改變實(shí)訓(xùn)方案時(shí)，會(huì)出現(xiàn)實(shí)訓(xùn)器材不夠用或者沒有的情況。為此，我們?cè)诿恳粋€(gè)實(shí)訓(xùn)室中不僅有實(shí)訓(xùn)設(shè)備，還有實(shí)訓(xùn)器材的小倉(cāng)庫(kù)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)器材使用RFlD技術(shù)進(jìn)行管理，每一臺(tái)設(shè)備和每一種器材都有一個(gè)電子標(biāo)簽，建立一個(gè)設(shè)備、器材數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄了設(shè)備的型號(hào)、生產(chǎn)廠家、使用人、使用時(shí)間、使用狀況和維修記錄等信息，也記錄了器材的名稱、領(lǐng)用人、單價(jià)、已使用數(shù)量、可使用數(shù)量等基本信息。學(xué)生只需要在設(shè)備上和器材倉(cāng)庫(kù)中刷校園一卡通即可使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備和領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)器材，同時(shí)對(duì)電子標(biāo)簽的內(nèi)容進(jìn)行更新，數(shù)據(jù)庫(kù)中就記錄該學(xué)生的使用信息。管理員只需要登錄數(shù)據(jù)庫(kù)就可以知道設(shè)備使用和器材消耗情況，可及時(shí)補(bǔ)充易耗器材。補(bǔ)充易耗器材后只需要用手持機(jī)刷新電子標(biāo)簽即可，這樣不僅節(jié)省了人力，同時(shí)提高了管理的效率。

3 開放式實(shí)訓(xùn)室終端管理控制系統(tǒng)

開放式實(shí)訓(xùn)室管理終端控制系統(tǒng)由門禁模塊、設(shè)備管理、器材管理、語(yǔ)音模塊、通訊模塊和視頻監(jiān)控模塊等幾個(gè)部分組成，它們?cè)?2位嵌入式處理器STM32F10X的控制下工作，系統(tǒng)組成如圖1所示。

1） 門禁控制模塊。主要由讀卡器、人體紅外感應(yīng)器、報(bào)警器、單片機(jī)、液晶顯示屏、通信口和電子門鎖等幾部分組成，如圖2所示，主要完成刷卡開門、分配并顯示座位號(hào)、防盜報(bào)警等功能。學(xué)生刷卡后，學(xué)生信息由門禁控制器送到開放式實(shí)訓(xùn)室管理終端控制器，終端控制器確認(rèn)該學(xué)生合法后，發(fā)出開門指令，并分配實(shí)訓(xùn)座位號(hào)，同時(shí)接通該座位號(hào)的電源。

2） 設(shè)備管理模塊。該模塊由電流檢測(cè)、過流保護(hù)、電源控制、讀卡器和單片機(jī)組成，如圖3所示。每一個(gè)實(shí)訓(xùn)工位有一個(gè)設(shè)備管理器，所有設(shè)備管理器通過485總線相連后與終端控制器相連，構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。設(shè)備管理器有遠(yuǎn)程控制的功能，當(dāng)管理員在后臺(tái)監(jiān)控學(xué)生實(shí)訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備不符合使用規(guī)程時(shí)，則可控制該設(shè)備使用。

3） 器材管理模塊。主要由讀卡器、液晶顯示屏、單片機(jī)和器材門鎖等組成。當(dāng)學(xué)生需要器材時(shí)，首先在讀卡器上刷校園一卡通，輸入元器件名稱代號(hào)、數(shù)量后，相應(yīng)的器材門鎖開啟，取走元器件，并把器材領(lǐng)取數(shù)量重新寫入電子標(biāo)簽中。

4） 視頻監(jiān)控模塊。主要由攝像頭、硬盤錄像機(jī)等組成。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程指導(dǎo)和防盜監(jiān)控等功能。

5） 通訊模塊。主要完成終端控制器與院級(jí)服務(wù)器之間的通訊。

6） 語(yǔ)音提示模塊。當(dāng)實(shí)訓(xùn)室的門打開后，提示使用者要注意用電安全，要按實(shí)訓(xùn)規(guī)程操作設(shè)備，離開時(shí)提醒使用者清理好現(xiàn)場(chǎng)，保持工位清潔。

4 開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)

開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)由用戶管理、實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理、設(shè)備管理、器材管理和查詢等部分組成，組成框圖如圖4所示。界面采用Visual C#編寫，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL 2005編寫。

1） 用戶管理。用戶管理主要由用戶登錄、用戶注冊(cè)和教師學(xué)生管理等組成。

2） 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理。實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理是該管理系統(tǒng)重點(diǎn)之一，主要由正常教學(xué)實(shí)訓(xùn)和預(yù)約開放實(shí)訓(xùn)兩部分組成，如圖5所示。正常教學(xué)實(shí)訓(xùn)包括實(shí)訓(xùn)課題、實(shí)訓(xùn)報(bào)告和實(shí)訓(xùn)時(shí)間等。預(yù)約開放實(shí)訓(xùn)包括預(yù)約時(shí)間地點(diǎn)、課題申請(qǐng)、預(yù)約解除、使用設(shè)備審批、使用器材審批等。

3） 設(shè)備管理。設(shè)備管理也是該系統(tǒng)的主要功能之一，如圖6所示。主要包括設(shè)備使用者、使用時(shí)間、維修記錄和故障登記等。

4） 器材管理。器材管理如圖7所示，主要包括器材使用者、使用數(shù)量、剩余數(shù)量和補(bǔ)充記錄廳局等。

5） 查詢功能。查詢功能如圖8所示，主要包括課題查詢、實(shí)訓(xùn)時(shí)間查詢、設(shè)備查詢、器材查詢和預(yù)約查詢。

5 結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和校園一卡通平臺(tái)為基礎(chǔ)的開放式實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，通過使用該平臺(tái)，克服了人工開放式實(shí)訓(xùn)室管理模式的弊端，實(shí)現(xiàn)了正常實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排與管理 、開放式實(shí)訓(xùn)室管理與使用、校園一卡通進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室、使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備、領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)器材和遠(yuǎn)程監(jiān)控等全過程管理。

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