探索物联网技术在经管类实验中心管理中应用前景

摘要：物联网.是融合计算机、互联网和传感器等技术用于物体与物体之间的信息实时智能化收集、传输、处理。传统意义上的经管类实验中心大多是按照计算机房形式布置，摆放着数量众多的电脑等设备，设计上存在实验室软硬件配置参差不齐，清点入账工作繁重容易出错等问题。同时实验中心面向全校各个分院开放；各实验课程需要的软件种类不同以及上课的学生人数不均衡，这就导致了实验中心在课程安排上无法使全部实验室都得到合理使用。而且实验中心下设的实验室众多，再加之课余时间对全校师生开放；实验室消防安全也易出现监管死角。采用物联网相关技术能有效监控各种设备仪器使用情况，便于实验中心资产自查和仪器维护，也利于合理安排实验课程提高实验室使用效率，也便于各实验室消防安全管理。

关键词：物联网

经管类实验中心

RFID

实验设备管理

实验课程预约系统

一、物联网技术概述

物联网是虚拟的计算机互联网向现实世界的延伸。这一概念最早由美国麻省理工学院教授Kevin Ashton在1999年提出。它是建立在信息技术的基础上，利用了传感器、射频识别技术、嵌入式芯片以及条形码等技术，实现人与物、物与物、人与人实时进行便捷高效交互的平台。

物联网作为信息产业界继计算机互联网与移动互联网后又一次浪潮，它标志着信息技术未来的发展方向，从而被各国政府和各大跨国企业所重视。以IBM为例，于2009年金融危机在全球蔓延的时候IBM.提出“智慧地球”这一概念。它核心理念是通过运用信息技术改进政府、企业与个人之间交互方式；具体措施是利用物联网连接公共水利、交通、供电等系统；通过采集的数据动态管理各种生产活动，实现资源的合理配置和使用，从而使整个地球更“智慧”运行。不仅是各大跨国企业在推广物联网，各国政府也在积极投入资源参与物联网的研究和应用。就在IBM提出这个概念后不久，美国总统奥巴马在公开场合支持“智慧地球”的思路。同年6月欧盟也迅速做出反应，提出《欧盟物联网行动计划》。同年7月，日本的IT战略本部发布了至2015年中长期IT发展战略“i-Japan战略2015”。我国物联网战略提出相对较晚，信息产业部到2011年才发表了《物联网“十二五”发展规划》。虽然我国物联网发展起步晚，但是由于物联网用途众多，对改善人民生活意义重大，国家出台相关政策扶持物联网的发展和研究。

二、传统经管类实验中心管理中存在的问题

1.实验室使用效率不平衡

经管类实验主要通过各种实验软件来虚拟仿真现实商业运营环境，然而现阶段无法在把全部需要的软件都装到每个实验室。因为各个实验室内的计算机软硬件配置不同，而且有些软件商对允许安装其软件客户端电脑的数量有所限制。这就导致实验室的利用率分布极为不均衡，同时还导致了每个学期课程安排上难度大大提高。经常出现几个实验室安排的课程特别多，甚至出现课程排不下的情况，这又加剧了实验室内各种设备的损耗，而其他一部分实验室一个学年里都没有被安排几次实验课，使得设备出现空置的情况。

2.实验室的低耐久耗材管理困难

财会类专业实验需要用到各种票据和账册等耗材，每学年参加实验的学生人数不确定性和开展的实验科目数量不确定性都给实验中心耗材的采购及管理带来了难题。过多采购会造成资源浪费，如果采购数量过少又会影响实验课的正常进行。同时，实验室内电脑鼠标、键盘、耳机等设备也属于低耐久的消耗品，单纯靠人工检查难以及时发现损耗情况。而且在实际实验室运行过程中，这类电脑外部设备是最易被损坏的。中心人员在实验室巡查时经常发现鼠标、键盘连接线针脚断裂，键盘按键缺损，鼠标按键失灵，耳机线断裂等情况，这种情况是一般机房管理软件所难以及时发现的。

3.实验室设备信息不能实时更新

实验室建设是一个循序渐进的过程，各实验室的建设时间不同，实验室内软硬件设施采购时间不同，每个学期实验室利用情况不同，所以实验室各类设备信息量非常庞大。这导致了实验室设备信息仅通过人工登记和更新等手段需要消耗大量工作时间，从而影响实验室管理效率。而且传统经管类实验室中设备信息是记录信息卡，然后粘贴在设备上的，容易出现书写错误、漏写信息等情况。信息卡一般是纸质，所以很容易被损坏，而且信息卡上可书写的面积较小，能记载的信息容量较小。信息卡还存在一个缺点，信息一旦登记上去，就难以更改。如果发生设备信息更新情况，就必须重新制作信息卡，同时还必须及时更新设备台账里信息，否则容易在设备管理中造成困扰。

三、物联网技术在经管类实验中心管理中的应用前景

1.合理安排实验室课程及其他实验资源

运用物联网技术，中心管理人员可以在学期开始之前就将实验室预约情况公布在实验中心网站上，方便老师尽早掌握实验室预约情况。根据实验中心公布的信息，老师可以综合考虑实验室预约情况、学生的课程安排时间表和自身授课计划等因素来更合理地预约实验室，提高实验室利用效率。通过预约系统长期的运行，中心管理人员可以从系统收集实验室预约情况的原始数据，再运用软件分析课程预约情况，进而根据分析结果提前合理配置实验室各类软硬件资源。中心人员可以通过运用了物联网技术的信息管理系统实时调取实验室使用情况，例如每个学期实验课时数和软件使用情况等数据；也能通过系统提供的分析功能了解到某一个实验室几年中的运行情况和设备更新维护情况。这样就能够为中心年度总结和申报实验室建设项目提供数据服务。物联网技术提供的软件运行情况查询功能还可以让老师在实验课堂上实时监控学生的实验进度并及时发现实验中的问题，进而完善实验课程设计。通过物联网技术跟踪和收集现实中企业大量经营数据，并据此设计改进实验内容可提高实验的真实性和全面性。同样根据信息系统提供的数据分析，中心管理耗材的人员可以在学期开始之前就预订好实验所需耗材减少相关资源浪费。以物联网为基础的信息管理系统可以为老师和中心管理人员安排临时更改或者增加的实验室课程提供依据，也方便了经管类实验中心进一步对校内其他院系的实验课程开放其计算机和场地资源。在确保网络安全的情况下，实验中心能够对校外其他合作院校开放软件资源，实现实验资源共享，增强实验中心对外影响力和声誉。

2.提高经管类实验室设备管理效率

中心管理人员能够通过物联网技术（主要是RFID技术）实时监控实验室设备。RFID（射频设别）是一种利用无线电信号甄别特定物体同时能够读写其数据，而且识别设备无需与目标物体进行任何机械或者光学接触。RFID技术主要优势展现在以下几点。首先它扫描速度极为迅速，一台RFID射频设别设备可以同时识别多个RFID标签。在实际实验室管理中，可以有效的加快实验室设备巡查速度，快速甄别出需要维修的设备，进而提高中心管理人员工作效率。其次REID标签体积小巧，由于该技术在读取上没有收到尺寸与形状的制约，无需为提高读取精度而设计特定尺寸和印刷品质的纸张。这就方便中心管理人员将RFID标签粘贴在各类实验设备上，并不用担心是否影响设备外观和正常使用。再者，RFID标签比起传统的纸质信息卡，具有防水、防油和防化学品侵蚀的特点；同时比起易折损的条形码，RFID标签利用芯片存储数据从而避免污损。这特性减少中心管理人员更新标签的频率，便于长期运行，降低了实验中心运行成本。第四，REID标签还支持对内部存储数据进行新增、修改、删除等操作。中心管理人员可以十分便捷地修改标签内部数据从而对设备状态进行更新。第五，RFID信号不受障碍物限制，还具备一定穿透性。这样使得中心管理人员能够在一般人正常情况下难以进入的狭小场所例如服务器林立机房轻松获取设备信息。同时，这一特性也可以让维护人员就能在不打扰正常实验室上课的情况下，在实验室外了解内部各种设备的信息，方便实验室设备巡查。第六，RFID芯片可存储的数据比起通常条形码高出一个数量级，随着其技术不断发展，其芯片存储能力还会不断扩展。这样实验中心内各种设备详细信息都可以存储在RFID标签里，不再受到存储容量限制。最后，RFID标签内存储的信息是经过加密不易被篡改和伪造，这样确保了实验中心信息安全。

3.优化经管类实验室环境减少碳排放

学习环境对学生的学习效率有着显著的影响，实验室环境是学习环境的重要组成部分。普通经管类实验室布置有大量计算机，计算机启动后源源不断地向室内排放热空气，并且在多年使用后计算机内还会积聚尘埃通过机箱内部散热风扇随之排入实验室。这导致了实验室内空气混浊闷热，容易使得学生在做实验时注意力不集中，甚至打瞌睡等现象。不仅是热空气和灰尘会影响学生的学习效率，强烈的光线照射在电脑屏幕上也会干扰师生视线。通常实验室的各种环境因素例如温度和光线亮度都是通过实验中心管理人员或者在实验室里的师生进行人工调节，因而容易存在调节滞后和随意等缺点。物联网技术能够在各类设备和实验中心的各种管理系统以及软件之间发挥信息收集和交换的作用。当有物联网技术支持下，一旦实验室光线亮度小于系统设定数值后，通过安放在实验室内的传感器将信息传输到后台自动化管理系统进行处理。后台系统可以根据实验室外部环境情况自动选择打开实验室内的日光灯或者拉开窗帘。同样当实验室内温度和湿度超过或者低于系统设定值时，温度传感器将指令发送给后台系统，自动开启空调或者调节空调运行模式等措施，让实验室—直保持实验室内师生感觉最为舒适的温度与湿度。这样避免了师生在使用实验室过程中，错误使用照明设备或者过度调整室内温度，从而使实验室减少能源消耗更加环保降低碳排放。

4.简化经管类实验中心管理人员日常工作

通常情况下，实验中心管理人员主要职责是实验室课程安排、实验室消防安全、实验室设备巡查和维护、实验室升级改造项目申报。教师基于物联网技术采集的数据妥善安排实验计划，再通过实验室中心网站上预约系统自主预约实验室。这样减少了中心人为干预，中心管理人员仅在课程安排有冲突的情况下介入进行协调。引人物联网技术后，实验室各种设备的使用过程都可以回溯，一旦设备发生故障也有据可查，减少了管理人员检查设备时间，能快速对设备进行维修。REID技术使得管理人员可以方便查询到实验室内设备信息，也方便了其针对各个实验室的情况撰写实验室设备更新或者实验室改造计划。通过对各实验室的门进行改造，安装有RFID技术的门禁系统，系统就能实时对出入实验室的人员和物品进行管理，只允许部分人员包括上课的师生、实验中心管理人员、来中心参观的本校或者外院领导及保洁人员能进入实验室。中心人员可以将各实验室内的全部设备仪器粘贴RFID标签，可以实时掌握设备流向。当带有RFID标签的设备被非法移出实验室时，门禁系统将自动发送报警信息给中心管理人员计算机上，从而降低实验室设备被盗或者擅自挪用的风险，特别是计算机上诸如内存条和鼠标易遭盗取的小物件。

四、结束语

经管类实验中心是高校经管类专业实践教育的重要载体，也是师生进行相关领域科研创新的主要场所。因而经管类实验中心能否进行系统、科学、高效的管理对于提高我国高校经管类学科的实践教学水平有着极其重要意义。物联网能够与实验中心现有的信息管理平台进行衔接，使得中心管理人员可以更便捷地管理中心全部实验设备和各个实验室消防及安全。任课老师能够更直观地了解实验室预约情况并合理安排实验计划。学生能够在更舒适的实验环境中专心进行实验从而培养能力。随着物联网技术不断发展，它能够融入到实验教学现有的各种软硬件系统中，形成一个汇集数据收集统计分析、实验课程信息发布、实验室安全管理等功能的经管专业实验教学与管理的辅助软件体系。然而如何使物联网充分融入现有的学校软件环境和实验教学系统发挥其数据串联作用，还是需要从学校乃至更高层面进行顶层设计规划。总之，物联网技术使虚拟网络与现实中实验中心内的物件有机地联系起来，并加速经管类实验中心的信息化进程。

作者简介

徐加玮，1984—，男，汉族，浙江省嘉兴市人，嘉兴学院经济管理实验中心，助理实验师，英国博尔顿大学、商业信息系统专业、自然科学硕士，