基于物聯(lián)網(wǎng)的智能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

仲明瑤，文　燕

（成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院， 四川 成都 611130）

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

仲明瑤，文燕

（成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院， 四川 成都 611130）

文章主要探討了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)部門、各個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的信息整合和信息共享，極大地提高了管理效率，也為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理提供了便利。文章主要是在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的上，依靠RFID技術(shù)支持實(shí)現(xiàn)智能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；物聯(lián)網(wǎng)；信息共享

隨著社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)水平的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入了我們的視野。物聯(lián)網(wǎng)逐漸成為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，展現(xiàn)出了其強(qiáng)大的功能，對(duì)于推動(dòng)整個(gè)信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要作用。

1　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)在最近幾十年飛速發(fā)展，其已經(jīng)應(yīng)用在了各行各業(yè)當(dāng)中，越來越多的企業(yè)、學(xué)校、家庭離不開互聯(lián)網(wǎng)的使用。為了滿足不斷增長的市場需求，不斷符合社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，智能化、便捷化的物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電信技術(shù)和IT技術(shù)基礎(chǔ)上融合產(chǎn)生。就國內(nèi)而言，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的定義為：通過射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)、藍(lán)牙等信息技術(shù)傳感器，根據(jù)指定的協(xié)議，把我們需要用到的任何物體與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，然后進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換并達(dá)到智能化識(shí)別、監(jiān)督和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。也就是說，通過感應(yīng)系統(tǒng)，對(duì)于實(shí)物進(jìn)行感知，感應(yīng)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，把感應(yīng)到的東西與互聯(lián)網(wǎng)交互，實(shí)現(xiàn)信息的交換，實(shí)現(xiàn)智能化的要求［1］。

2　系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 全面的感知

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)為了方便管理，對(duì)于各種信息、出現(xiàn)的問題能夠及時(shí)分享和解決，就必須對(duì)所有的計(jì)算機(jī)成員安裝基于藍(lán)牙、紅外以及無線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)的傳感器，實(shí)時(shí)地交互各個(gè)計(jì)算機(jī)的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控。就目前而言，很多機(jī)房開始研究ZigBee通信模塊，這種模塊最大的優(yōu)點(diǎn)就是低功耗、低速率、低成本以及復(fù)雜程度低，可以完全實(shí)現(xiàn)雙向無線通訊，完全可以滿足計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的智能化管理［2］。

2.2 智能化處理

對(duì)于數(shù)據(jù)，我們一般會(huì)在應(yīng)用層進(jìn)行智能化處理，這樣對(duì)于數(shù)據(jù)的處理更加方便、高效，通過各類搭載Web瀏覽器的終端設(shè)備的應(yīng)用層，用戶要想對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，只需要通過Web瀏覽器訪問相應(yīng)站點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)框架總體機(jī)構(gòu)如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)框架總體架構(gòu)

2.3 可靠的傳遞

對(duì)于信息的采集，我們前文也已經(jīng)說到，依靠傳感器等感知設(shè)備來采集信息，通過物聯(lián)網(wǎng)來保存到電腦之中。然后通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行信息的傳遞和共享，實(shí)現(xiàn)真正的信息交互，這些功能的實(shí)現(xiàn)，必須還要依靠一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和Web站點(diǎn)服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的作用主要是與傳感器等感知設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；對(duì)于Web來說，主要是把交互到數(shù)據(jù)庫管理器的信息發(fā)布到局域網(wǎng)或園區(qū)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和共享。對(duì)于很多學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室來說，可以實(shí)現(xiàn)信息的共享，讓學(xué)生更加直觀、更加高效地學(xué)習(xí)各種知識(shí)，了解各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于試驗(yàn)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。

3　設(shè)計(jì)原則

整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則［3］：

（1）先進(jìn)性、整合性原則。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、人與機(jī)器之間、機(jī)器與網(wǎng)絡(luò)之間的互相聯(lián)系，這樣可以大大提高整個(gè)系統(tǒng)的先進(jìn)性、實(shí)用性，大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。同時(shí)，這種形式大大提高了智能管理水平，實(shí)現(xiàn)

（2）可擴(kuò)展性原則。對(duì)于當(dāng)前的系統(tǒng)管理，要開放性管理，跨平臺(tái)應(yīng)用，這樣才能提高整體控制的多樣性，大大提高控制能力。

（3）安全性原則。學(xué)校管理系統(tǒng)也是非常重要的內(nèi)部系統(tǒng)，要大大提高安全性能，提高可靠性。

（4）實(shí)用性原則。對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要根據(jù)老師和學(xué)生的需求，具體情況具體分析，要以教學(xué)為目的，講求實(shí)用。

4　功能設(shè)計(jì)

4.1 門戶網(wǎng)站

任何網(wǎng)站，甚至各個(gè)企業(yè)都需要一個(gè)門戶網(wǎng)站，門戶網(wǎng)站不僅可以起到發(fā)布信息，宣傳主題功能，還是整個(gè)系統(tǒng)的注冊(cè)和登錄認(rèn)證平臺(tái)。門戶網(wǎng)站是一個(gè)門面，極大地展現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室或教學(xué)管理的內(nèi)涵，同時(shí)，也是一個(gè)組織的外衣，是一個(gè)形象的展示［4］。

對(duì)于學(xué)校來說則是“應(yīng)用導(dǎo)航”的設(shè)立目的，讓師生可以明確自己的任務(wù)，直接根據(jù)提示獲取所需要的資料。同時(shí)，具備信息發(fā)布功能的門戶網(wǎng)站，不僅是學(xué)校公布最新信息的地方，還能使師生了解學(xué)校的規(guī)章制度以及各項(xiàng)活動(dòng)的舉辦情況，是整個(gè)學(xué)校的信息門戶。

4.2 開放預(yù)約管理系統(tǒng)

預(yù)約，是學(xué)生或者老師進(jìn)行某種試驗(yàn)或者需要學(xué)校配合的某種項(xiàng)目進(jìn)行的提前預(yù)訂。系統(tǒng)支持兩種開放預(yù)約的形式，一種是集體預(yù)約，另一種就是個(gè)人預(yù)約，如果個(gè)人預(yù)約與集體預(yù)約發(fā)生沖突，那么集體預(yù)約優(yōu)先于個(gè)人預(yù)約［5］。

4.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室作為公共財(cái)物，設(shè)備的安全、準(zhǔn)確、可靠是實(shí)驗(yàn)室必須具備的條件，是保證學(xué)生學(xué)習(xí)、試驗(yàn)的根本，所以，智能監(jiān)測和智能化控制系統(tǒng)是保證試驗(yàn)正常進(jìn)行的根本［6］。整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的供電、安防、消防等方面進(jìn)行全方位的控制和檢測。

5　系統(tǒng)的主要流程分析及實(shí)現(xiàn)

對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)來說，主要是基于B/ S或C/S架構(gòu)，這是傳統(tǒng)的基本方法。在以前，如果想要對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行視頻監(jiān)控、門禁、溫濕環(huán)境檢測等方面進(jìn)行管理的話，必須配套各項(xiàng)專門設(shè)備［7］。

實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，必須配備一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和一臺(tái)Web站點(diǎn)服務(wù)器，把整個(gè)機(jī)房內(nèi)的所有儀器設(shè)備連在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，例如一些基于紅外、藍(lán)牙以及RFID技術(shù)的各種傳感器設(shè)備，因?yàn)橹挥邪惭b這些傳感器才能檢測各個(gè)機(jī)器的各項(xiàng)情況，以及收集他們的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息［8］。

6　結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要把握好設(shè)計(jì)原則，以教學(xué)為目的，提高實(shí)驗(yàn)室的智能管理水平。同時(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)性能要嚴(yán)格監(jiān)控。設(shè)備之間的智能連接對(duì)于設(shè)備的維護(hù)和維修都有重要作用。

［1］陸江東，戴卓臣，鄭奮.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2013（21）：44-45，48.

［2］張民壘.基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.大連：大連理工大學(xué)，2015.

［3］張海江.物聯(lián)網(wǎng)情境下的開放型實(shí)驗(yàn)室智能安全管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.天津：河北工業(yè)大學(xué)，2015.

［4］劉江豪.基于物聯(lián)網(wǎng)的開放實(shí)驗(yàn)室智能感知系統(tǒng)與嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)［D］.江門：五邑大學(xué)，2014.

［5］王慧淵.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能實(shí)驗(yàn)室的研究與實(shí)現(xiàn)［D］.杭州：杭州電子科技大學(xué)，2014.

［6］孫梯全，李延標(biāo)，田俊杰，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)的構(gòu)建［J］.課程教育研究，2014（36）：235-237.

［7］徐尉.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能節(jié)能與智能交通關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用［D］.南京：南京郵電大學(xué)，2013.

［8］王占軍，李虹，史良偉.基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)的研究［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2014（2）：118-119.

Design of intelligent computer laboratory management system based on the Internet of things

Zhong Mingyao， Wen Yan
（Chengdu Agricultural College， Chengdu 611130， China）

This paper mainly discusses the management system of intelligent computer laboratory based on Internet of things. The system can not only possess the function of traditional computer laboratory management system， but also implement the integration and information sharing between every department and laboratory information， which greatly improved the management effciency， and also provides convenience for the management of the computer laboratory. This paper mainly realized the intelligent management of computer laboratories relying on the support of RFID technology based on the Internet of things.

computer laboratory； Internet of things； information sharing

2015—2017年成都市第一批重點(diǎn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）室建設(shè)項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱：物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)；項(xiàng)目編號(hào)：成教函（2015）11號(hào)。2016年成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院教改課題；項(xiàng)目名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)的需求分析與功能設(shè)計(jì)；項(xiàng)目編號(hào)：JG2016-06。

仲明瑤（1981— ），女，四川成都，本科，助理實(shí)驗(yàn)師；研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理。了實(shí)驗(yàn)室群組管理理念。