基于物联网技术的高校实验室管理模式初探

雷 莹

（广西机电职业技术学院，广西 南宁530007）

对于高校特别是高职院校来说，学生技能水平的培养是学校教育的重点，而培养学生技能水平的场所主要是在实验室，高校对实验室进行管理的水平如何，直接反映了学校的整体管理水平，也影响着实验教学的效果。 因此，高校实验室管理的好与坏， 在高校管理和教学环节中具有非常深远的影响。

目前，我国大部分高校的实验室管理普遍存在计算机系统的自动化程度过低、实验室管理的规章制度不严、监管不力、仪器容易丢失和损坏、仪器维护不及时等问题。针对这种现象，为了实现对设备的高效率科学化管理，使实验室管理人员在办公室里通过网络就能查看所有设备的使用情况，减少人力、物力、财力的投入，提高实验设备管理速度和准确性。 本文提出了一种基于物联网技术的高校实验室管理模式。

1 物联网技术和射频识别的概念

“物联网（Internet of Things, IoT）”是由美国麻省理工学院（MIT）Auto-ID 实验室于1999 年提出，它是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，任何物品都可以与互联网相连接，并且所有物品信息可以进行交换，它们之间也可以进行通信，这样就可以实现对物品的智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络。

射频识别(RFID)，是一种利用射频非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据， 无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。通常RFID系统包括三个部分：电子标签、阋读器、数据处理平台、系统软件等。

2 实验室设备管理

2.1 设备信息管理

通常实验室内物品杂，数量多，传统的方法是通过依靠手工贴标，然后录入的方式管理。 这种方式效率低、易出错，更新麻烦，重复制作手工贴标还很不环保，且不便于用网络动态管理。 随着技术的不断进步，实验室的设备也需要更新换代，其规模必然不断扩大，数量和种类也会增多，势必造成管理难度的加大。

为了解决以上问题，可以借助物联网射频识别、无线通信和互联网等技术，实现信息化管理。 我们可以运用射频识别（RFID）体系对实验室进行管理，为每台设备配备电子标识，把每台设备的基本信息的内容储存到电子标识中，通过读卡器识别传输到互联网及无线终端设备上，这样我们可以非常方便的获取实验室设备的基本资料以及进行合理的管理。这些基本资料包括型号、规格、购买日期、设备号、使用单位、使用地点、维护记录、生产厂家、单价等详细的信息。

2.2 设备外借管理

实验室中的设备经常有被外借和私自挪用的情况，实验室管理人员往往不能掌握设备的去向， 对私自挪用这一情况也没办法很好的制止。 运用RFID 体系可以对实验室的设备进行跟踪管理，当前只要在所有实验室的出入口设置门禁芯片，这个芯片包含了读头及联网接头， 芯片的关键功能在于可以自动对进出门的实验物品进行扫描，而且可以将出入的时间、 房间号等信息透过无线网络传输给管理计算机。 这样能够有效的防止私自挪用的情况。

2.3 设备检修管理

实验室设备使用率非常高，这必然导致设备经常出现故障，如果按照传统的模式管理，当设备出现问题时，故障及引发的原因不能在第一时间被实验室管理员知道,也就不能在最短的时间内采取行之有效的措施使问题得到有效的解决，势必对学校的整个实验教学造成不良的影响。 为了避免以上情况的发生，我们可以采用RFDI 技术让设施的维护、检修变得更加简单，因为所有实验设备上的电子标识都具备了大量的信息和维护状况， 这样可以及时的确定该设备的运用状况，极大的缩短了维修的时间，提升了维修的工作效率，也就免除了相关的责任事故的发生。

3 实验教学管理

3.1 实验室预约管理

传统的实验室预约管理方式，预约量大，易出错，教师往往要跑到实验室查询实验室的空闲时段， 学生也很难查看实验室的具体安排，管理员也很难为学生预备实验条件，影响学生、老师的积极性，从而影响实验教学的效果。我们同样可以采取物联网传感器技术将实验室设备网络化与信息化管理，实现设备的网络预约与查询，更加合理地配置教学资源，提高设备的利用率，并且方便教师和管理人员。

3.2 学生考勤管理

传统的课堂点名方式用的时间较长，这样会浪费掉许多教师上课的时间，降低了课堂的效率。 如果将RFID 读取器安装在每个实验室的门口，即在实验室设置门禁，然后将带有RFID 字样的标签发给每一位学生，学生凭借这个标签才有权利进入实验室。 通过这样一个系统的设置，教师能够明确地了解到每位学生出勤情况。

4 实验室安防和环境管理

4.1 实验室安防管理

高校实验室的设备器材大多比较贵重，需要严密的防护措施保障其安全。但传统的安防系统漏洞很多，一般只在重要场所安装摄像头，然后将视频信号传输到中心机房加以控制。如果实时监控则需要专人值守，而且由于系统自身或人为的因素难以避免存在一些漏洞。 摄像设备通常会留下很多盲区， 而且监控录像不能实时应对异常外侵，需要事后人判断。 另外，其采集信息单一，提供有效信息不够全面，而且没有有效的分析工具，不能异地远程监控。

针对以上缺点，我们可以将射频识别标签嵌入实验仪器中，此时射频读写板便可以感知标签所在范围，同时，射频识别板可根据要求将标签传递回来的如温度，湿度，烟雾等信息进行采集，通过无线发给实验室管理人员。 当实验室中所贴标签仪器离开实验室时，射频读写板将丢失所嵌标签信息，马上发出报警信息，报警信息发出后，通过无线模块进行传达，通知实验管理人员，起到报警作用。可有效防止实验室贵重器材的丢失及损坏。

4.2 实验室环境管理

多媒体演示教学和学生实验操作是实验室教学的两种教学方式，其对实验室提出了不同的环境要求。 有了物联网技术的支持,可以将感知光线的传感器安装在实验室中,当传感器中的信息反馈给了管理员,其便能够及时地调整实验室中光线的明暗情况，以满足两种教学方式的需求。 此外，管理员还能够根据实验室的课时安排，将空调、投影仪、实验设备等开关的时间设置在计算机中，传感器在计算机操作指令的条件下，能够使上述操作快速地完成。 这样可以有效的节约用电，环保节能。将各种传感器安装在实验室中，还可以使实验室的定期除尘功能得以实现。 可见，实验室的环境管理在物联网技术的支持下有了很大的改观,管理效率得到了很大的提升。

5 结束语

随着教育事业的发展，学生人数的增多，实验课程比重的加大，实验室管理在高校管理中占据越来越重要的地位。如果依靠传统的实验室管理模式，势必会影响实验教学的质量，进而影响整个学校的教育水平。 通过RFID 技术和计算机网络技术的完美结 合，将可以使以前琐碎、复杂的手工管理转变成为简单、轻松的自动化管理模式，极大的减轻了劳动强度，提升了工作效率。 基于物联网技术进行管理的高校实验室，必然能够获得最有效的管理，使其在日常的使用中为高校的发展做出最大的贡献。