简述Arduino下的开放式实验室智能管理系统

文/赫玲河

在教育改革的浪潮下，事物都开始讲求创新，在教育领域内也不例外。各大高校的开放式教学的实验室中陆陆续续地开始应用智能管理系统，为了能够体现出高校的高素质教学以及创新的科技水平越来越受到重视，各大高校开放式的实验室中作为根基，不断创新智能管理系统、完善智能管理系统，还能不断培训高素质的全新人才。

一、Arduino的简介

Arduino自20世纪初就已经创建了，由两个模块共同组成，一个是硬件，另一个是软件。其中硬件包括电脑系统里面的芯片、显卡和显示器等，软件包括计算机编程中所使用的语言和程序编码等。在应用的过程中，这两个部分是可以分割开来的，但又不是完全独立的。当系统需要的时候，可以根据实际情况下载Arduino的相关图例、所需要的部件，并自己制作出一个全新的模块和电路系统。Arduino在智能管理系统中的应用十分广泛，而且还可以形成独立的平台，大大提高智能系统的运行速度和效率，而且还很容易和其他版本的软件相互兼容。在物联网广泛发展的条件下，将Arduino平台应用到智能系统中去。

二、Arduino下的开放式实验室智能管理系统构建

(一)硬件系统设计

硬件系统设施是以发射数据信号为条件，由计算机通过主控制室向不同的分控制系统发送信号，读写器可以对摄入的数据的真实性就行辨别，并将准确无误的数据传输到计算机中；电子计算机是整个智能管理系统中的核心，能够对不同的信息进行分类管理，并产生新的命令，计算机可以控制智能系统的开和闭，同时计算机还能够准确记录学生在实验过程中所做的全部记录和所用时间，方便存储相关数据，并进行数据的交换；多台数据接收器是接收信号和指令用的，还能够控制实验室的电源，控制电路的闭合。如图1所示：

图1 控制系统的构建

在开放式实验中，都是学生自己来完成实验的，在这过程中没有指导老师的检查和监督，因此，智能管理系统还要起到指导老师的作用，当学生在实验过程中出现错误或是任何危险的时候，要能够发展报警信号，通知实验室内的全体成员注意这个问题的存在，同时将此项失误或是存在的问题准确记录，以免以后再犯同样的错误。

(二)软件系统设计

此系统包括实验教学模块、学生实验管理模块、记录成绩模块等多个部分，每个参加实验的学生都有自己独立的账号系统。在开放式的实验室中，学生们独立完成自己的实验任务，这些实验都是真实的，能够帮助学生自觉完成自己的学业任务，当学生在实验过程中，遇到困难或是疑惑的时候，智能管理系统还可以给出相应的解决措施，让学生在系统内学习；学生在实验的过程中难免会有些危险甚至还带有爆炸的可能性，因此，在实验的过程中，智能系统的报警措施就会发挥作用。最后，智能系统最大的优点就是可以记录学生自己所做的实验，并进行考核和打分，而且学生有多次实验和重新来过的机会，这样给学生的实验和考核也带来了福音。

Arduino系统在电子系统设计等方面的应用比较多，在我国的电子实验室智能系统中发挥着越来越重要的作用，以后在开放实验室智能管理系统中还要更加完善。不仅要在实验室中实现形式上的开放，而且要在时间、地点等内容上都能够开放，但是既然要实现更好的效果，前期就会投入更多的资金和技术，才能够使得开放式实验室更加智能化、信息化、系统化。研究开放式实验室智能管理系统对所有开展实验课程的高校来说都具有十分重要的意义，而且取得的成果也十分明显，该系统未来的发展前景更加广阔和光明。

三、总结

Arduino是一个开放式的人机相互交合的平台，不仅拥有丰富的硬件条件，还具有卓越的软件设施，在智能管理系统中易于使用，特别是在技术开发过程中，仍有开发的空间，因此，在以后的研究应用的过程中，还要继续完善，并不断拓展范围。随着高校改革的不断前进，智能管理系统的建设也不断完善，在Arduino平台下，有利于开放式实验室智能系统的深入改革，提升高校的科研科技水平，有利于提高学生的科研水平和自身素质。开放式实验室智能管理系统为高校的开办和学生的培养贡献巨大。

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