物联网技术在实验室管理中的应用.doc

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1、物联网技术在实验室管理中的应用作者：付晓豹杨冰银来源：《无线互联科技》2018年第04期        摘要：随着物联网技术的不断成熟，在实验室管理方面，可借助物联网技术来实验智能化管理，提高管理效率。文章通过在实验室管理中使用到软、硬件技术进行介绍，以实现基于物联网技术的实验室管理的目的。        关键词：实验室管理；物联网技术；软硬件        物联网技术已成为继计算机、互联网、移动通信之后信息技术的又一重大创新，我国已将物联网明确列入《国家中长期科学技术发展规划（2006-2020年）》和2050年国家产业路线图，2010

2、年已把物联网写进《政府工作报告》，并纳入我国发展物联网的对策和建议到国家五大战略新兴产业发展规划，意味着物联网作为战略新兴产业已正式列入国家战略层次。随着互联网+时代的到来，物联网技术更是全面渗入各行各业中，通过物联网技术为人们在进行控制和管理更为便捷。物联网技术应用到高校在实验室管理中，同样可以提高实验室的管理效率和实验室的利用率。        1当前高校实验室管理的现状        高校实验室是高校教学的重要场所之一，是学生检验理论的平台，是教师科研的沃土。但在实验室管理上由于实验设备的复杂性，一直都比较落后，与现有教学手段不相适

3、应。当前实验室管理的主要特点表现在以下几点：（1）管理手段相对落后，难以适应现代大学教育的需要。大部分实验室管理还处于手工管理阶段，由管理员每天进行设备的分发与回收，造成了工作效率较低。（2）管理信息化程度较低，无法实现实验室的开放。开放实验室是提高实践教学质量的重要条件之一，但由于实验室管理信息化程度较低，无法实现真正的实验室开放。（3）安全问题。实验室一些小器件，经常会被学生无意带出实验室，造成实验室不必要的损失。（4）各管理系统之间容易出现信息孤岛。目前大部分学校都有实验室管理系统，但各实验室之间的数据大多互不相连，因此形成了信息孤

4、岛，从而造成实验室资源无法充分利用[1]。        2基于物联网技术的实验室简介        基于物联网技术的实验室以信息智能化为核心目标，围绕信息采集智能化、信息处理智能化、信息显示与推送智能化全面展开。信息采集智能化是智慧实验室的关键技术，是有别于数字校园的显著特征，智慧实验室中的信息采集智能化设备具有自组网、自诊断、自修复、不间断运行高稳定性和高可靠性特点，能够进行校园中的信息自动采集，减少信息采集中的人力投入，提高采集的准确信和可靠性。信息处理智能化依靠云计算的强大处理能力，对信息进行分析、处理，为决策提供有力的数据保障[

5、2]。        3基于物联网技术实验室的总体架构        基于物联网技术的智慧实验室要符合物联网的3层架构，即感知层、网络层和应用层。感知层主要是通过RFID和传感器等硬件设备来获取物体的信息。网络层主要利用通信网络与互联网的融合，将感知层获取的信息传递出去。应用层是利用感知层得到的信息和网络层传送的数据进行信息化处理，实现智能化识别、定位、监控和管理的功能。因此，基于物联网技术的智慧实验室在总体架构设计上也要符合物联网的3层架构，如图1所示。在感知层，主要通过各类检测点和摄像头作为数据采集的设备。网络层可以通过无线通信网络和

6、有线通信网络两种方式，来实现数据的传输。应用层主要通过PC端或安卓手机端上的管理软件实现对实验室的管理和控制[3]。        4基于物联网技术实验室的实施方案        对普通实验室的改造主要从门禁、窗帘、安防、电器控制等方面进行，从而形成基于物联网技术的实验室。要实现智慧实验室的功能，需要从物联网感知层部署硬件。        （1）单路网络视频系统（NetworkVideoSystem，NVS）网关。1路视频，最高分辨率到D1，支持3G手机查看和Web访问，视频传输码流可调整，MPEG4编码方式，自带ZigBee网关，支持C

7、MRTP协议，不可实现对讲及抓拍。        （2）门禁控制方面主要硬件包括门禁考勤节点、指纹门禁RFID节点。禁考勤节点主要功能有无线单刷卡门禁系统，服务器对门与卡进行统一管理，记录开门、刷卡、考勤信息，可设定多个时段开门，也可通过远程指令开门，具有机械可开、远程控制、刷卡、信号反馈、呼叫等功能。指纹门禁RFID节点主要功能有无线指纹门禁系统，存储识别1000枚指纹，ZigBee传输可视距离100m，支持CMRTP协议，具有机械可开、远程控制、信号反馈等功能。        （3）安防控制方面包括开启关闭布防节点、声光报警器节点、无

8、线门磁探测节点、幕帘式红外检测节点、侧墙式红外检测节点、吸顶式红外检测节点、火灾检测节点、无线紧急呼叫节点。主要采用ZigBee协议来进行网络数据传输。        开启关闭布防节点的主要功