基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理

謝天年

摘要：語言實驗室在外語教學(xué)、專業(yè)技能、人才培養(yǎng)及科研項目輔助中，起到不可或缺的重要支撐作用。語言實驗室種類多，分布廣，但管理人員少，管理手段停留在傳統(tǒng)的人工管理階段。近幾年，物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，云計算等先進技術(shù)的興起，將其引入語言實驗室管理中，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理平臺，將有效提高實驗室管理的效率，提高實驗設(shè)備的使用率，并且有助于實驗室及設(shè)備的安全。

關(guān)鍵詞：語言實驗室;物聯(lián)網(wǎng);管理平臺

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）30-0143-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

玉林師范學(xué)院外國語學(xué)院的語言實驗室，涵蓋商務(wù)英語綜合實驗室，報關(guān)管理崗位實務(wù)實驗室，報檢管理崗位實務(wù)實驗室，視聽說語言實驗室，商務(wù)英語單證實驗室，商務(wù)英語函電實驗室，同聲傳譯實驗室，跨境電商實訓(xùn)室，咖啡屋，東方益學(xué)課堂，創(chuàng)吧等18個實驗，實踐及實訓(xùn)場所。這些場地分布在不同樓棟，樓層，設(shè)備品種多，功能各異。但管理員只有三位，且停留在人工管理的傳統(tǒng)管理階段。這對實驗室的設(shè)備管理，實驗管理及數(shù)據(jù)管理都是非常費時費力且容易出錯的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，將能大大提高地域分散的實驗場地的管理效率。

1物聯(lián)網(wǎng)概述

1995年，微軟總裁比爾·蓋茨首次提出物聯(lián)網(wǎng)概念，即萬物通過網(wǎng)絡(luò)與人互聯(lián)。做到人可以隨時隨地操控物聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備。遠(yuǎn)程做飯，遠(yuǎn)程醫(yī)療，遠(yuǎn)程生產(chǎn)……都將一一實現(xiàn)。近年來，隨著我國的5G網(wǎng)絡(luò)普及，物聯(lián)網(wǎng)迎來了發(fā)展及實現(xiàn)的契機。各種物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品如雨后春筍，蓬勃發(fā)展。利用現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，足以搭建一個智能化的實驗室管理平臺。從而實現(xiàn)高效的，安全的實驗設(shè)備管理，實驗人員記錄，實驗數(shù)據(jù)收集整理等工作。下面就涉及的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及配套軟件一一做介紹。

1.1智能門禁系統(tǒng)

智能門禁系統(tǒng)通過人臉識別，指紋識別，遠(yuǎn)程控制，密碼識別以及刷卡開門等豐富的技術(shù)手段，讓實驗室的大門不僅可以實現(xiàn)隨時隨人開門，還可以有效記錄每個時間段，有哪些老師和學(xué)生進入了哪個實驗室進行實驗。智能門禁系統(tǒng)的指令配置及收集的信息由服務(wù)器進行管理。服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與手機App互聯(lián)，方便管理員按課表對師生進行授權(quán)，臨時預(yù)約的實驗室使用，也可以通過App進行遠(yuǎn)程開門。一方面極大地減輕了實驗室管理人員的體力付出。另一方面，也可以有效地避免因為管理員奔跑于不同樓棟樓層而造成的遲到晚到現(xiàn)象，從而影響師生的按時授課學(xué)習(xí)。

1.2電子標(biāo)簽射頻識別技術(shù)RFID

外語教學(xué)中使用的實訓(xùn)實驗設(shè)備種類繁多，使用頻率高，維修維護工作繁重。引入射頻識別技術(shù)RFID，為每一臺設(shè)備貼上電子標(biāo)簽，將可以大大提高設(shè)備管理的效率。例如，一臺pc貼上電子標(biāo)簽后，只需用配套的閱讀器一掃，就可以知道這臺pc的購置時間，生產(chǎn)廠商，供貨商，配置等基本信息。后期的使用時間，維修維護信息也可以寫入電子標(biāo)簽中，并且可以通過對維護信息的統(tǒng)計，知道每一類pc的硬件使用壽命情況，在配件采購的時候，可以更有針對性的采購相應(yīng)的零配件。另外，射頻識別技術(shù)的引入，將實驗設(shè)備的資產(chǎn)管理提升到智慧化智能化時代。其次，電子標(biāo)簽可選配定位功能，當(dāng)設(shè)備離開原來的位置，將會通過App預(yù)警，這可以有效的預(yù)防設(shè)備丟失。就算被盜，也可以根據(jù)定位信息找回。

1.3紫蜂（ZigBee）技術(shù)

ZigBee，也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議，底層是采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的媒體訪問層與物理層。主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點、支持多種網(wǎng)上拓?fù)?、低?fù)雜度、快速、可靠、安全。

基于紫蜂技術(shù)的ZigBee傳感器終端，是構(gòu)建智慧化實驗室的重要組成部分。例如，煙霧傳感器與滅火裝置結(jié)合，可以第一時間檢測到失火的發(fā)生，可以在起火的初期把火災(zāi)消滅在起始階段。溫濕度傳感器與空調(diào)鏈接，當(dāng)濕度過大影響設(shè)備使用時，啟動抽濕除濕功能，預(yù)防設(shè)備短路。紅外傳感器與安防監(jiān)控相結(jié)合，紅外傳感器檢測到有人活動的時候，就打開安防監(jiān)控，無則關(guān)閉設(shè)備。這樣就可以有效避免監(jiān)控設(shè)備24小時不間斷工作，造成電浪費，監(jiān)控存儲硬盤浪費及設(shè)備做無用功的老化過程。從而延長了設(shè)備使用壽命并節(jié)約了資源。

2 5G網(wǎng)絡(luò)及大數(shù)據(jù)平臺

不管是智能門禁系統(tǒng)，電子標(biāo)簽還是應(yīng)用紫蜂技術(shù)的傳感器，它們收集及處理的數(shù)據(jù)都是實時的，海量的。這要求先進的5G技術(shù)與傳統(tǒng)的寬帶網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，才足以支撐這龐大的數(shù)據(jù)流量。而個人的微型計算機或智能手機也只能作為前臺操作控制端使用。后臺的數(shù)據(jù)處理還得依靠大數(shù)據(jù)平臺。

5G網(wǎng)絡(luò)跟4GLTE網(wǎng)絡(luò)一樣，屬于蜂窩網(wǎng)絡(luò)。但它有更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，理論上可達10Gbit/s。另外，5G網(wǎng)絡(luò)的突出優(yōu)點是它的響應(yīng)時間低于1毫秒。高速低延遲的5G網(wǎng)絡(luò)，讓物聯(lián)網(wǎng)有了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

大數(shù)據(jù)是近幾年方興未艾的IT行業(yè)新寵。依托云計算，海量的數(shù)據(jù)變成豐富多彩的信息資產(chǎn)。依靠玉師計算機學(xué)院的大數(shù)據(jù)處理中心，外院的物聯(lián)網(wǎng)實驗室管理平臺就解決了數(shù)據(jù)處理的后顧之憂。

3管理平臺構(gòu)建

基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理平臺，主要有四大功能模塊。一是實驗室教學(xué)使用管理系統(tǒng)，二是預(yù)約準(zhǔn)入管理系統(tǒng)，三是資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)，四是智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1實驗室教學(xué)使用管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)管理每個實驗室的教學(xué)課程及實訓(xùn)，通過客戶端發(fā)送每個實驗室的功能及教學(xué)資源給科任老師，以學(xué)期計劃為導(dǎo)向，合理安排每個實驗室的教學(xué)課程及實訓(xùn)，并為部分臨時安排的補課或培訓(xùn)講座做好預(yù)約服務(wù)。系統(tǒng)收集實驗項目，實驗人數(shù)等實驗數(shù)據(jù)。

3.2預(yù)約準(zhǔn)入管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)根據(jù)課程及實訓(xùn)安排，提前做好相應(yīng)的師生準(zhǔn)入機制。結(jié)合智能門禁的人臉識別系統(tǒng)，對授權(quán)進入實驗室的師生開放實驗室。在正式實驗開展之前，對師生進行實驗室安全教育，操作技能指導(dǎo)。做好師生使用設(shè)備的信用記錄及違規(guī)記錄。系統(tǒng)開放網(wǎng)上預(yù)約功能，對臨時安排實驗室使用的師生，經(jīng)管理員審批后放行。

3.3資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)跟國有固定資產(chǎn)系統(tǒng)有很大區(qū)別。固定資產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)品信息從入庫日起，到淘汰時刪除，期間信息量不變。只包含采購日期、采購合同編號、產(chǎn)地、品牌、型號、配置、生產(chǎn)廠家及供應(yīng)商等基本信息。而實驗室管理中所采用的資產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)，配合物聯(lián)網(wǎng)中的電子標(biāo)簽功能，能提供的設(shè)備信息更豐富，也包含固定資產(chǎn)系統(tǒng)所不錄入的耗材信息等，且實時更新。例如，設(shè)備的維修信息，什么時候更換過什么配件，軟件是否增加或升級，具體功能，應(yīng)用范文及操作手冊等，都在系統(tǒng)中清楚顯示。另外，耗材庫存多少，哪些耗材需要加購等信息，也清楚的提供給管理員及使用實驗室的師生。

3.4智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在使用上，功能單一，僅僅起到監(jiān)視錄像功能，且24小時不間斷工作，耗電量大，攝像設(shè)備及錄像硬盤資源浪費嚴(yán)重。而配合紫蜂傳感器終端打造的智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，一方面，通過紅外感應(yīng)器，感應(yīng)到有人員活動就啟動錄像功能，沒有就進入休眠狀態(tài)，有效地節(jié)約了電力使用及設(shè)備損耗;另一方面，根據(jù)煙霧傳感器、溫濕度傳感器等終端傳回的信息，可以智能的控制實驗室的消防器材，空調(diào)機等。就算寒暑假無人在實驗室值班，也能根據(jù)實際情況確保實驗室的設(shè)備安全。語言實驗室不使用化學(xué)生物試劑，有毒有害物質(zhì)的感應(yīng)器就沒有必要安裝，以節(jié)約成本。

4結(jié)束語

本文就語言實驗室的智能化管理需求，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了架構(gòu)設(shè)計。這套物聯(lián)網(wǎng)實驗室管理體系，將大大提高實驗設(shè)備的有效利用，確實減輕管理員工作負(fù)擔(dān)，進一步加強實驗室安保安全，并能有效節(jié)約資源，管理便捷，方便廣大師生使用實驗室，更好地利用實驗室。

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