基于物联网技术的高校实验中心资源管理平台设计

程冉　牛天勇　侯晓丽

摘要：高校实验中心作为培养具有扎实专业基础和实践技能的高素质人才的重要载体，肩负着重托、承载着希望，同时也在不断迎接新的挑战。针对当下高校实验中心设备种类繁多、更新过快、维护成本逐年提高和管理人员不足等现状，提出了以物联网技术为基础，结合智能照明系统、智能信息发布系统和中央智能控制系统，构建高校实验中心资源管理平台。平台依托智能芯片、计算机和手机等终端与校园网相连，实现资源智能管理和监控，实时发布公告信息，提高资源使用效率。这样，既实现了节能减排，又提高了管理人员的工作效率，更好地为学生服务、为教师服务、为人才培养服务。

关键词：物联网；智慧实验中心；资源管理平台

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0008-02

一、现状

实验中心作为北京市市级实验教学示范中心已经在实验室种类、基础设备、实践教学等方面取得了较好发展。随着时代的发展，实验室管理方法和手段也在不断更新进步，云计算、智慧实验室、物联网等技术的发展对实验中心的建设管理工作提出了更高的要求。现阶段，实验中心的发展和管理水平处于瓶颈期，亟待进一步提升。在实验中心管理方面存在的不足之处可概况为以下三个方面：

1.信息发布处于人工干预阶段，包括中心通知公告、实验室排课、研讨室会议室预约占用等信息。

2.设备智能化管理处于初级阶段，包括计算机在长时间无学生使用时自动关机、实验室照明智能调节、计算机长期无学生使用时自动报警提示管理人员进行维护。

3.设备、场地控制监控处于原始阶段，无法智能授权。

二、物联网背景下的机遇与挑战

全球通信网络已经基本满足了人与人随时随地沟通的需求，而物与物、物与人的通信及上层应用的基本发展需求正涌现出来，虽然物联网技术发展存在一些困难，但是物联网技术的发展是大势所趋，智慧校园、智慧城市的发展已经进入实质性建设阶段。物联网是让物“活起来”，能够“学习”、“交流”、“思考并付诸行动”。实验中心的计算机、信息屏、照明、门窗、摄像头、温湿度、场地资源等均可结合传感器、芯片、数据服务器实现智能化监视和控制。新技术带来新的挑战，实验中心管理工作应直面新的挑战，从智慧实验室开始，逐步实现智慧实验中心，为智慧校园和智慧城市增光添彩。

三、需求分析

在调研过程中，学生、教师和实验室管理人员提出了很多需求，主要歸纳为：用户管理，要求记录用户的姓名、学号、类型、班级、部门等内容；信息资源管理，新闻公告发布、学生上课课表实时发布、即时查询空实验室、会议室研讨室预约及占用信息查询；实验室硬件场地资源管理，管理员可进行远程控制、即时控制、智能授权门禁卡权限和设备电源开关状态；无纸化办公，所有申请、预约均可在平台中完成；数据统计与展示功能，所有数据均可在管理后台导出，并具有自动展示分析功能。除上述需求外，学生特别提出平台中应集成失物招领信息发布功能，学生经常出现校园一卡通、U盘、手机等物品遗忘实验室情景，现有的失物招领箱效率较低、可扩散性差。在此基础上，资源管理平台应具备对大量数据进行智能管理和挖掘的能力，实验室每学年上课的课程安排情况基本一致，且平台每学年都会产生大量教学数据，这些数据中蕴含着设备可用状态信息、软件使用频率信息、特定时间段易出现的问题信息、安全信息等。最后，平台应在具备数据挖掘能力的基础进行智能决策，为实验室管理和发展提供支撑。

四、资源管理平台功能设计

结合实验中心发展现状和物联网技术现阶段产品及发展方向，对中心资源管理平台进行了功能设计和系统构成示意图设计。

管理平台功能设计如图1所示，主要分为四个层级：资源模块层、功能模块层、智能控制管理层、智能决策层。资源层主要是中心现有资源的分类整理，包括硬件、场地、信息资源；功能模块层是管理平台应具备的基本八大功能；在实现资源智能控制的基础上使用人工智能算法对资源的各类数据信息进行数据挖掘，实现智能化监控；在上述层级的基础上，根据具体需求设定参数达到智能决策的水平，真正实现智慧实验中心。

管理平台系统构成示意图如图2所示，主要从用户层面展示平台的功能和操作技术手段。根据设计思路，平台可实现设备统一管理和远程监控、中心信息智能发布和实时查询预约、实验室内所有设备根据环境自动智能控制、安全自动报警提示等功能。

五、小结

实验中心的资源管理平台的实现需要两个支撑条件：（1）专项资金的支持；（2）高水平的物联网产品。技术的更新正在加紧向我们扑来，市场上也出现了一批产品和独立模块可满足中心的平台建设需求。现阶段中心正在积极申请专项资金的支持，在此基础上中心也在积极挖掘内在研发潜能。新技术带来实验中心新的发展，新的发展终将为高素质人才培养服务。

参考文献：

[1]周春月，闫子淇.基于物联网技术的智慧实验室架构研究[J].实验室研究与探索，2014，（05）.

[2]徐加玮.探索物联网技术在经管类实验中心管理中应用前景[J].人力资源管理，2016，（02）.

[3]刘昌鑫，等.物联网技术支持下的高校智慧实验室构建探析[J].中国教育信息化，2016，（07）.