基于传感网的高校实验室智能管理的设计

2017-05-16胡伟郭龙李启贵熊凯

物联网技术 2017年4期

胡伟+郭龙+李启贵+熊凯

摘要：随着科学技术的发展，地方大学实验室逐渐凸显出智能化和信息化水平低，管理不方便等问题，为了提高实验室管理效率，文中设计了一种基于无线传感器网络的智能实验室管理系统。通过嵌入式系统、网络通信、无线局域网数据传输，无线传感器网络，无线射频技术和自动控制技术等制备了Android手机客户端和PC客户端软件，通过无线通信相关实验室管理各种应用子系统，用手机或者计算机远程控制管理终端实验室。

关键词：物联网；实验室；智能管理；Android

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）04-0-04

0 引言

随着计算机技术的发展，越来越多的行业把精力投注到管理层，而对于实验室来说，如果没有一套简便、有效的管理系统，那么对其进行管理就是一件耗时且棘手的事，因此针对上述问题提出了新的法案，开发一套完整的基于传感网的高校实验室智能化管理系统。在飞速发展的当今世界，计算机在现代教学中扮演着越来越重要的角色，越来越多的学习资源都需要通过计算机从网上获取，由此增大了计算机的需求量，同时也带来相应的问题，如不能实时对实验室进行监控以节省电能，避免计算机打开而无人使用等问题。此外，还增加了实验室管理的难度，因此有必要开发一套基于传感网的高校实验室智能化管理系统，提高实验室的管理效率，为学生能够更好的上机做相应的准备。

1 项目背景与需求分析

在高校里，实验室主要用于课上教学以及学生课余学习，因此实验室在高校的使用频率很高，而且计算机也容易出现问题，故实验室管理员需要每天对其进行检查，每周检修。为了能让学生们能更加自由的使用计算机，管理员能够更好地进行管理工作，开发一套管理系统很有必要，不仅可以减轻实验室管理员的劳动力强度，提高实验室管理水平，还可提高实验室的利用率、工作质量及效率，并确保稳定的实验室管理和良性运行，保证学生正常上机操作，同时使计算机管理技术的运用达到最优。针对以上问题，分析后开发了一个基于传感网的实验室智能化管理系统。

基于传感网的实验室智能化管理系统不仅可以大大减轻实验室管理员的工作负荷，提高管理效率，在传感网条件下，即使实验室增加再多的设备也可以通过该管理系统对所有计算机进行监控，具有良好的管理效果。

此外，该系统采用了目前最为流行和使用最多的客户端模式，便于用户和管理员沟通，使用者在发现问题时可及时向管理员发起远程技术支持。在了解了传感网管理系统相关的设备需求和工作原理后，从该管理系统的经济方面考虑其开发的可行性，由于科学技术的不断更新和发展，电子设备会越来越廉价，因此实验室更新或增加物理设备时就可以节省一定资金。此外，该系统的设计降低了实验室管理员的工作强度，节约了人力和物力等资源。

2 项目系统结构设计

与传统管理系统相比，文中设计的管理系统在启动进入功能访问界面时速度更快，进入应用程序时大大降低了死机或者功能无响应等情况出现的概率。由于本管理系统是基于计算机使用者而开发的，对界面进行了相应的优化，将各管理功能模块清晰地呈现在使用者面前，使用户能够感受到此管理系统的友好，轻快与便捷。

本系统的开发需要分布式网络集中控制主机，一台为教师端电脑，其他计算机连接实验室管理系统，并安装相应的数据处理办公软件，本系统采用的后台数据库为Office2010 Access。分布式網络集中控制主机是基于RS 485通讯传输方式构造的智能网络集中控制设备。该设备集成网络通讯、RS 485总线通讯、SD存储等硬件设施。通过RS 485总线可以将分布在不同位置的开关执行器、环境采集器、开关输入采集器等不同节点接入控制系统。

系统E-R图如图1所示。

3 系统详细设计

3.1 登录

实验室管理员或教师需要管理实验室时，可在办公室或家中通过能联网的电子设备输入实验室管理系统的网址。系统登录流程图如图2所示。

3.2 系统管理界面

3.2.1 节点控制

在该菜单栏里可以清楚了解到节点（即计算机）数量，并可在任何时候关闭运行中的节点（节点的重新启动，开放的时间节点，手动打开节点），方便快捷，大大节约了实验室管理员或老师的时间和精力。

3.2.2 节点视频

节点视频。如果实验室设备有监控，可以使用监控观察实验室动态。

3.3 设备配置

通过界面来配置实验室计算机的时间设置、亮度、睡眠、防火墙等。

3.4 系统配置

通过系统配置可以清楚看到节点的信息（网络端口，MAC地址、设备IP地址等）。

3.5 核心代码

核心部分代码如下所示：

if（id==0xffff） {

/***如果id 号的后十六位为1，执行***/

node=null；

type=eky.findDevicetype（nt）.object；

nt =”devtype=”+nt；

}else{

/***否则，获取node的id号和状态***/

nt=null；

node=eky.findNode（id）；

type=node.getTypeObject（）；}

/***当node存在时***/

if（node）{

/***获取主节点的id以及执行其功能***/

father.sendcmd（id， cmd， function（httpresp） {

var json = eval（‘（‘+httpresp.responseText+））；

/***当有子节点的状态时，有AJAX获取主节点的CMD，和taskret***/

if（json.Statu）{

cmd=”op=readresp&tid=”+json.taskid；

father.ajax_get（cmd， function（taskret）{

var resp = eval（‘（‘+taskret.responseText+））；

/***用于判断子节点的状态、是为false、还是true***/

node.setStatu（m==1？true：false）；

/***为系统设置一个定时刷新的时间***/

window.clearTimeout（refreshtimer）；

/***刷新***/

refreshStatu（）； }）； }

/***子节点请求获取一个新的时间***/

node.setRequesttime（new Date（）.getTime（））；

/***当时间到达1 500 s时，主节点关闭***/

setTimeout（function（）{father.Close（）； }， 1500）；

}）；

}else{

/***http對主节点的响应后的id***/

father.sendcmd（id， cmd， function（httpresp）{

/***定义一个json为text类型***/

var json = eval（‘（‘+httpresp.responseText+））；

//判断json的状态

if（json.Statu）{

//当i< i

for（var i=0； i

//node被赋值为新的eky.getNodeByIndex

node = eky.getNodeByIndex（“NHRO-SCP”，i）；

if（node！=null） { //如果node不为空时，判断其状态

node.setStatu（m==1？true：false）； }}

//传送主键id，c，s

function sendkey（id，c，s） {

//定义type，cmd，node

var type=eky.findDevicetype（“NHRO-SCP”）.object；

var cmd=type.findCommand（“WRITE”）；

var node = eky.findNode（id）；

//如果子节点为空，显示“找不到节点”

if（node==null） alert（“找不到该节点”）；

//输入事件源node 的id

cmd.findParament（“INODEID”）.setValue（id）； cmd.findParament（“EVENTTYPE”）.setValue（1）；

cmd.findParament（“ED”）.setValue（s<

cmd.findParament（“EM”）.setValue（1<

//传送主节点的cmd（包含0fff，cmd，httpresp）

father.sendcmd（0xffff， cmd， function（httpresp） {

setTimeout（function（）{father.Close（）； }， 1500）；

}， “devtype=NHRO-SCP”）； }

界面布置及设置如下所示：

if（node==null） continue；

n = ‘rt_control_ch+i；

if（node.isOnline（））{

l = “在线”； ++online；

m = node.getModel（）？”自动”：”手动”；

p = （node.getStatu（）===true）？”打开”：”关闭”；

} else { l = “离线”； m=p=”--”； }

str = ‘关闭}else{str = ‘打开； }

//当节点在线时，能有如下操作：

if（node.isOnline（））{

l = “在线”；

++online；

if（node.getStatu（）） {

m = node.getDimming（）；

if（m==0xffff） m = “unkown”； p = “打开”；

} else { m = “--”； p = “关闭”； }

} else { l = “离线”； p=”--”； }

str = ‘昏暗；；；；；

str += ‘温馨；；；；；

str += ‘明亮；；；；；

str += ‘关闭；

}else{str = ‘昏暗；；；；；

str += ‘温馨；；；；；

str += ‘明亮；；；；；

str += ‘打开；

节点类型： NHRO-SCP

节点总数：个
自动模式：个
当前在线：个
打开状态：个

手动打开定时打开节点关闭

点击控制列的文字操作端口，自动模式时不允许手动控制。

；；

节点总数：个
当前在线：个
节点打开节点关闭

編号	类型	地址	名称	在线	模式	状态	操作

4 结语

基于传感网的高校实验室智能化管理系统主要从学生使用情况的角度设计和开发，其最大的优点是可以实时监控实验室里每台计算机的使用情况，从而对计算机进行远程操控。对于某些处于开机状态但却无人使用的计算机，实验室管理员可以通过远程操控对其关闭，避免造成资源浪费；基于传感网的高校实验室智能化管理系统可以通过下载手机App对其实时关注，实现工作、管理两不误。

参考文献

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