基于物联网技术的实训室管理系统的设计探究

秦崴

【摘要】物联网技术是继计算机技术、互联网技术、无线通信技术之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，是对互联网的延伸和拓展。文章首先介绍了物联网技术的基础，然后结合实训室的管理，对应用物联网技术的管理系统进行了探索与研究，旨在实现传统实训室管理模式向数字化、智能化迈进，达到学生、设备、环境立体化统一智能管理的建设目的。

【关键词】物联网，信息化、数字化校园，管理系统

【中图分类号】G473 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0178-02

在信息化飞速发展的今天，人们的工作和生活也发生了巨大的改变，随着近几年来物联网概念的提出，我国也将物联网技术列为国家的五大新兴战略性支柱产业之一，信息技术真正进入一个快速发展的时期，受到全社会广泛的关注，物联网技术将真实世界与虚幻世界融合到一块，将人类社会深度地推进到信息化时代，为人们提供智能化的生活空间。同时，由于物联网技术的应用相当广泛，遍及到世界多个领域，使人类能够以更加精密细致的方式管理生活和生产，达到“智能化”的状态，从而节约了生产成本，提高了社会资源利用率和生产力水平，改变了人们传统的生活方式与工作方式。现在各企事业单位也更加关注于数字化、智能化管理的应用，尤其是各大高校纷纷引入数字化校园概念的背景下，如何实现数字化、智能化的管理模式也受到人们的越来越多的关注。

一、物联网基础

1、物联网的发展

物联网的最早实践应用可以追溯到1990年美国施乐公司的网络可乐贩售——Networked Coke Machine；1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出来了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”；2005年，国际电信联盟（ITU）在信息社会世界峰会（WSIS）上发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。2009年，在与时任美国总统的奥巴马与美国工商业领袖举行的会议上，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施；2009年，自温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网技术被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。

2、物联网的概念

美国Auto-ID中心最早提出的“物联网”定义认为，基于互联网、RFID等技术，在互联网应用的基础上，主要利用射频识别技术、无线数据通信技术等将会构造一个实现全球物物信息通信的实物互联网“Internet ofthings”（简称物联网）。国际电信联盟（ITU）的报告认为，物联网技术中涵盖的射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术等将得到更加广泛的应用。目前，通常将“物联网”定义为：物联网是指利用各种信息传感设备，如射频识别装置、红外传感器、全球定位系统、激光扫描、二维码扫描设备、蓝牙设备等种种装置与互联网相结合从而形成了的网络，其目的就是实现所有物品与互联网的互联。

3、物联网的结构

从通信过程和对象的视角看，物联网的体系结构被公认为包含以下三个层次：一是感知层，二是传递层，三是应用服务层，充分利用传感器技术、通信网络技术和计算机技术，分别承担对信息的采集获取、传输和处理，它们的融合了现代信息系统的“感觉器官”、“神经器官”和“大脑器官”。

感知层利用射频识别装置、红外传感器、激光扫描器、二维码扫描设备、蓝牙设备等可用的感知手段实现物体信息动态的即时采集。它们能够像人的感觉器官那样即时地识别和采集数据。

传递层也称网络层，它通过各种信息网络与互联网的融合将感知采集的信息实时、准确可靠地传递出去，在这个工程中传输媒介包含有线接入与无线接人等各种技术需求条件的支持，要根据通信目标设计出合适的高性能的通信网络路径。

应用层是利用各种智能的计算技术对传递过来的海量的数据和信息进行分析和处理，同时实现对物体实施智能化控制、基于不同情境给予相应的决策，实现设备与人之间的交互。

二、实训室管理系统需求分析

1、功能需求分析

（1）考勤管理

当有学生通过实训室门口时，会将该学生的出入信息存入数据库，作为该学生的考勤信息。

（2）实训室温度监测：

对实训室的温度进行实时监测，基于一定设置的温度区间控制，超过和低于相应温度分别自动执行来相应操作来调节温度。

（3）实训室湿度监测：

对实训室的湿度进行实时监测，基于一定设置的湿度区间控制，超过和低于相应湿度分别自动执行来相应操作来调节湿度。

（4）实训室亮度监测：

对实训室的亮度进行实时监测，基于一定设置的亮度区间控制，超过和低于相应亮度分别自动执行来相应操作来调节亮度。

（5）实训室分贝监测：

对实训室的声音进行实施监测，当声音超过设定范围时，利用LED闪亮进行提醒。

（6）信息实时采集

可利用手机、PDA、平板电脑、笔记本、台式计算机等终端访问服务器进行实时监测和相关数据查询。

2、对技术构架的要求分析

1）主要应用技术：该智能化实训室应用了Zigbee技术、RFID技术、Web服务、数据库服务、中间件技术等物联网相关技术。

2）硬件要求：台式计算机、Zigbee传感网络设备、RFID设备。

三、实训室管理系统总体设计

1、总体设计目标

实现实训室整体的自动化与智能化的管理，让教师与学生充分的体验到物联网技术带给我们的“智能空间”和“智慧生活”。使得管理教师可以实时了解实训室的环境情况同时智能的给予实训室的管理。让实训室达到最舒适的学习环境。

2、总体设计原则

本方案以稳定、安全、智能、便于管理维护为原则，充分考虑实训室对管理方式和节能环保的要求，力求打造一个安全、舒适、便捷的工作学习环境，适应数字化校园的发展方向。

3、系统整体设计流程

（1）搭建感知层。利用Zigbee技术搭建无线传感网，利用传感器获取温度、湿度、光度及分贝等参数；利用RFID技术自动获取相应管理终端等信息；利用网络摄像机获取实时影像。

（2）搭建网络传输层：利用网络交换机、路由器及无线网络设备搭建网络层。

（3）搭建应用服务层：利用互联网技术构建B/S架构，实现网络应用管理功能。

四、结语

论文基于物联网的实训室管理系统建设方案进行了分析和探讨，结合物联网的架构对于整个体系的搭建提出了建议，相信随着物联网技术的改进和更新必将会成为实训室管理工作的有力支撑，智慧化的管理系统会为现代化的管理模式带来更美好的发展前景。本设计方案旨在实现传统实训室管理模式向数字化、智能化迈进，达到学生、设备、环境立体化统一智能管理的建设目的。同时要求各系统可以高度集成，方便统一管理。利用先进的物联网技术，把实训室建设成智能化、自动化的实训室。

参考文献

[1]陈明选，徐旸，基于物联网的智慧校园建设方案探索，远程教育杂志，2012（4）：61-65

[2]张帆，基于物联网的智慧校园建设方案探索，安阳工学院学报，2012，3（2）：61-65

[3]李八斤，浅谈物联网技术在高校校园中的应用，教育学研究，2012（6）：56-57

[4]杨璇，基于物联网和智能化看应用设计前景和要求，广东技术师范学院学报，2011（4）：29-31

[5]徐尉，孙力娟，王汝传，黄海平，金逸超，基于物联网/传感网的智能节能系统，计算机研究与发展，2010（47）：366-371

[6]邵晓强，吴军强，基于物联网RFID技术的智能型实验设备管理系统研究，电脑知识与技术，2012（3）：693，694，706