基于物联网的实验室管理模式的研究

钟建国

摘要：现今各个高校的实验室管理各有自己的特点，但是都是比较的传统，而且存在的问题也比较的多。通过对物联网技术的实验室管理模式研究，将物联网技术运用到实验室安全管理、实验室设备管理中，最终提升实验室的管理效率和管理质量，实现基本智能化的管理模式。

关键词：物联网；管理模式；智能化；实验室管理

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）10-0014-02

目前，随着高等教育教学改革的深人进行，学校更加注重培养学生的实践能力和创新能力，于是很多院校都相继建立了开放型实验室，这给实验室的管理带来了新问题，实验室的安全管理也面临着重大的挑战。实验室钥匙所有者过多和实验室实行开放管理后，由于进行实验的人员、时间不确定，实验的内容不统一，特别是实验仪器使用的安全性，如学生使用设备电源的安全性，实验室门窗情况的安全性，这都给实验教学管理、安全管理和资产安全管理增加了很大困难，同时也增加了相关人员的值班工作量和工作强度，在某种程度上制约了实验室的建设与发展。因此，提出了基于物联网技术的实验室管理模式，包括对实验室的设备、实验室人员、实验室的用电、实验室的环境等情况管理，实现实验室有序智能的管理。

一、物联网技术及特点

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网[1]”。这有两层意思：（1）物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；（2）其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（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，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。所以，运用这种物联网的管理模式，能够有效合理的使实验室各项工作顺利的展开，促进实验室的发展。

二、高校实验室管理的现状

目前各高校的实验管理基本还是采用传统管理方式，设备管理是采用设备卡片或纸制标签，通过手工方式管理。传统的设备标签只能反映设备的名称、型号、规格、购期等信息，而且标签很容易脱落，几乎每年都要重新制作标签。这样会加大设备管理人员的工作量。另外，依靠手工管理，效率低，容易错，设备标签更新困难[2]。每年都需要经过大量的时间进行设备的整理以及盘库。

传统实验室门都是通过钥匙开门，实验管理人员把门开着就基本上不管了，直到实验结束才会关门，故实验室里面可以随意出入不相关的人员，实验室存在安全隐患。

学校的职能管理部门如果想查看实验室的运行情况记录和实验室设备的使用情况等都必需提前通知实验室管理人员，通过整理纸质材料上报职能部门，这样就会需要花大量的时间统计数据。

基于以上种种现状，提出将物联网技术应用于实验室管理的方式，可以有效的降低管理人员的工作量，提高设备的使用寿命，增加实验室的安全性。

三、物联网在实验室管理中的运用

1.门禁系统的运用。进入实验室需要通过信息扫描，了解每个进入实验室人员的具体情况。实验室负责人具有专门的门禁卡，进出实验室都需要刷卡进入。其他人员进入实验室需要向负责人申请卡片，通过这个卡片才能进入实验室，而且通过这个卡片可以知道进入实验室人员具体的运动轨迹，方便了解进入实验室人员在里面的行动情况。这个门禁卡片就是RFID（射频识别技术）标签。当实验室里面的人员使用完实验室后，出来忘记关门，门禁系统会自动设置时间，当天下班时间到了，如果门还未关，门禁系统就会通知中控电脑，通知实验室管理人员，以便实验管理人員了解实验室现状，防止出现门未关等情况。

2.监控系统的运用。通过现有的摄像头以及增加摄像头起到全面监控实验室和实验设备的作用。

（1）要有强大的网络功能，即远程录像、远程监控、远程回放、远程遥控，无论管理者身处何地，出差还是在家，只要使用该系统管理者随时都可以查看现场情况，查看任何时段的录像资料，远程进行操作与控制[3]，方便找出问题所在，这样能够及时解决问题。（2）视频要有一定的清晰度和效果，能够在电脑和电视机或者手机等工具上清楚的显示，这样方便了解具体情况。（3）具备文件备份功能，可以自定义自动备份录像时间，方便以后查询有疑问的事件。（4）维护方便，断电后自动重启功能，以便记录实验室的真实情况以及安全事故等。

3.实验设备使用检测的运用。每台实验设备都配有RFID（射频识别技术）标签读取器，每个设备的数据都会在物联网中控电脑当中。需要使用这台设备的人员，只有使用RFID（射频识别技术）标签，才能启动这台设备，这样就会起到严格的防范作用。还有就是要求对卡进行设置，有些实验人员达到要求可以刷卡开启，有些实验人员没有达到要求刷卡是不能开启的，这个能否开启就是依靠这个实验人员的权限，权限达到就可以控制电源，设备可以运转。在设备的周围装上摄像头，监控该人员的操作过程，防止误操作造成的不必要的损失。同时设备也可以进行远程控制，达到工作人员不在也可以启动设备的效果，减少工作人员的工作量。

如果遇到特殊的设备，只有具有这个使用资格的人才能开启这个设备，所以当其他人员通过RFID（射频识别技术）标签使用设备时，该系统就会报警，并及时通知试验管理人员，防止意外事故的出现。

4.红外感应器的运用。由于实验室的人员复杂，实验室开放之后，可能会导致别人开的窗户后来进来的人员不知道，造成实验室关门时，实验室的窗户还没有关闭的情况。该系统的感应器分别装在窗户和窗户柱子上，主要检测窗户的开关。这个是跟门禁系统联合使用的，当人在里面的时候，窗户未关不会报警的，当你出去并且把实验室门关掉之后，只要窗户未关门禁系统就会报警。

5.统计数据的运用。各个系统的数据通过物联网中央计算机存储，通过管理人员登录，可以检查各项运营情况。（1）通过门禁系统的数据统计，可以知道进入实验室的具体人员，包括实验室管理人员以及实验人员。根据这个数据可以查询该实验室的使用情况。这些数据可以上传给分院管理人员，了解该实验室的使用情况和管理情况，该数据也可以作为对实验管理人员的考核依据。（2）通过实验室设备检测系统的数据统计，可以知道实验室设备的使用率以及维护保养情况。根据这个数据设备采购部门可以知道这个实验设备的使用状况，了解该设备是否满足实验和科研的要求，为下一步的采购计划做准备，有效提高实验室设备的综合使用率。同时也可以根据这个数据来分析实验人员的实验结果。（3）通过红外传感器报警的运用，将窗户未关等报警数据上传到物联网中控主机，及时的通知实验室负责人，这样就不会造成实验室窗户未关的情况，实验室的设备和仪器安全系数就会提高，这个数据也可以为部门考核实验室的安全系数等作参考。（4）通过监控系统的数据统计，可以明确知道实验管理人员和实验人员对实验设备操作的熟悉程度。可以根据这个数据来考核实验人员的实验成绩，也可以根据这个数据知道实验管理人员保养实验设备的情况，这样可以有效的清楚实验设备的状况。最终根据这些数据考核实验室管理人员的工作责任心。通过物联网技术所得数据，可以有效的为实验室的管理提供很好的依据，为基于物联网实验室管理模式作基础。

四、结语

借用物聯网技术，可以把实验室管理从需要大量的人工，实验室设备检查复杂，实验室标签更换烦琐转化成简单、轻松、有效的智能化管理，降低了工作人员的工作量和工作强度，也提高了工作效率和管理效率。因此，采用物联网技术的实验室管理模式是非常有必要的。

参考文献：

[1]叶晶.信息技术在基于BIM的运维系统中应用的探讨[J].绿色建筑，2014，（3）：67.

[2]袁晓平.基于物联网技术的实验室设备管理系统[D].兰州：西北师范大学，2013：6.

[3]崔升广.基于物联网技术的实验室智能管理系统设计与实现[J].辽宁省交通高等专科学校，2014，（6）：31.

Research Laboratory Management Mode Based on Internet of Things

ZHONG Jian-guo

（Zhejiang University of Water Resources and Electric Power，Hangzhou，Zhejiang 310018，China）

Abstract：Nowadays the university laboratory management each has its own characteristics，but are more traditional，and existing problems are also more. Through the laboratory management mode of the Internet of things technology research，to apply the Internet of things technology laboratory safety management，laboratory equipment management pattern，finally improve the quality of management efficiency and management of laboratory，realize the basic intelligent management mode.

Key words：the Internet of things；management mode；intelligent；laboratory management