大型仪器共享平台的物联网管理及应用

王兆国 刘程国 段佳慧

摘 要：大型仪器设备是开展科研活动、获得成果产出的物质基础，是培养人才、建设科研团队的物质支撑。东北农业大学使用物联网管理大型仪器共享平台，应用于实验室管理、预约管理、资金账户管理、成果管理及终端管理等方面，较好地整合了校内资源，简化了工作流程，提高了仪器的使用效率，实现了大型仪器共享平台安全、规范、高效化管理。

关键词：大型仪器设备;物联网;管理;应用

大型仪器设备在许多科研工作中是不可或缺的研究工具，随着国家开启双一流大学建设，高校工作者对大型仪器设备的使用需求不断加大，大型仪器设备服务体系的构建及管理越来越成为高校工作及研究的重点。国务院于2014年出台了《关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》（国发〔2014〕70号），为提升仪器利用率，促使高校大型仪器设备得到充分合理的运用，更好地服务于教学、科研、人才培养和社会发展提供了解决方案。东北农业大学结合校内仪器设备存量、服务对象、使用需要，探索建立符合自身情况的开放共享管理模式，完善开放共享管理体制，健全管理机制，实现对现有大型仪器设备的全面开放。在由传统管理模式向新的仪器管理模式转化过程中仍面临许多问题，例如设备采购论证、与现代社会经济接轨、学院大型仪器设备和校共享管理平台统一管理等问题。

物聯网的加入为这些问题带来了新的转机，依靠硬件管理终端及信息化网络对当前学校大型仪器资源进行统筹管理。物联网使人与机器的信息交互实现了人与人之间的信息交互，通过物联网管理大型仪器，使平台管理趋于规范化、科学化、精细化。运用物联网通过手机APP、电脑等终端可实时观测用户预约使用情况，精准查询大型仪器开放使用的各项数据，随时获取大型仪器设备的阶段性使用效益反馈，大大提高了设备的利用率，为学校管理层制定相关决策提供依据。

一、平台现状

1.建立大型仪器共享平台

我校注重人才培养和科研产出，不断加大对科研项目的经费投入，每年为学院购置大量的仪器设备。由于各学院信息不同步，“各用各管”的管理方式导致学校仪器购置重复的问题较为突出，一些学院闲置的仪器正是其他学院缺少的仪器，造成资源分配不均和资金浪费的现象严重。随着国家对大型仪器共享工作新的意见出台，学校明确大型仪器的使用管理要实现“资源共享、专管公用”，打破各学院、学科、课题的界限，改变“谁管谁用，谁买谁用”的现状，避免仪器重复购置和无人看管的情况。我校借鉴此方法，建立了大型仪器共享平台，并运用物联网技术协助管理。我校多年来持续投入经费用于科研仪器设施的购置，现有充足的仪器资源，为仪器共享、开放共用奠定了物质基础。我校通过大型仪器共享平台对学校大型仪器进行统一管理，探索有利于我校发展的管理方法，健全管理制度。大型仪器共享平台提高了仪器的利用率并充分利用学校拥有技术性人才的优势，在服务好学校教学科研工作的基础上，积极面向校外科研院所、企事业单位开放仪器的使用。

2.物联网搭建大型仪器共享平台

建立大型仪器网络信息平台，将学校各学院的仪器信息发布在大型仪器共享平台网站上，对分散在各学院的仪器利用物联网进行集中管理。各学院将大型仪器的名称、型号、性能、存放地点、收费标准、预约方式、可预约时间段、仪器管理人员及联系方式等详细信息发布在网络平台上，方便校内外用户及时了解仪器相关信息，省略了许多耗时耗力的中间手续，拉近使用者和管理者距离，方便沟通，让使用者省时省事。

利用物联网搭建大型仪器共享平台，开创新型管理模式，新的管理模式使管理程序更加简捷高效，能够快速全面地满足使用者需求，提高测试效率，为使用者提供方便。物联网的加入打破了传统时间和空间的约束，实现从静态数据管理到动态数据管理模式。物联网的自主上机功能可以有效压缩时间，运用7？4h运营模式，使用者依据自身情况预约处于空闲状态的仪器，从而提高仪器利用率。通过物联网搭建的虚拟平台，各学院之间实现了信息交互，从而有效地整合了学校内现有的大型仪器设备资源，平台利用物联网系统对其分类集中管理形成专项平台，使仪器的优势发挥到最大。网络与仪器联机，实时监控仪器设备的状态，收录并更新平台数据，确保了平台的安全运转。除此之外，物联网还具有网上预约、在线培训和自动计费等功能，为用户提供了优质的服务。物联网为用户搭建信息交流平台，推动了大型仪器设备在教学、科研及科技创新中的应用。

二、物联网

1.物联网概念

物联网这一概念由美国麻省理工学院于1991年首次提出，“万物皆可通过网络互联”解释了物联网的基本含义。国际电信联盟（ITU）对物联网的定义为：物联网是实现物到物（Thing to Thing：T2T）、人到物（Human to Thing：H2T）和人到人（Human to Human）的互联。国内比较一致的物联网概念是指通过射频识别（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连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络技术。

2.平台仪器智能化管理

（1）线上预约。校内外人员可在平台网站上注册课题组，在网站上查询每台仪器的使用状态，每台仪器的空闲时段和被占用时段都会实时更新，用户可根据自身需要合理分配时间。预约可选择自主测试和送样测试，有独自操作仪器能力或经过培训合格的用户允许自主上机，否则选择送样测试。送样用户可与测试老师沟通，了解样品信息，沟通具体送样时间。用户在网站上提交预约申请，测试老师在网站上对符合要求的申请进行审批通过，驳回无效申请，规范了仪器使用流程，简化了工作程序。按照预约样品依次进行有序测试，用户省时省力，仪器也达到了利用率的最大化。平台采用信誉积分制，对于达到预约时段而未送样的用户有减分惩罚，如爽约两次以上则3个月内不可使用该仪器。网上预约仪器不仅为用户提供便利，而且大大提高了仪器的使用率，大型仪器不停机测试能够节约能源，增加仪器的使用寿命，有利于保护仪器。

（2）技术分享。平台网站公布开放使用的仪器的名称、型号、所属实验室、技术指标、放置地点、管理人员及联系方式等信息，为用户查询相关仪器信息、预约送样提供便利。网站上传更新了大量有关仪器的文献及视频，用户可以观看及下载资料包含仪器原理、仪器操作方法、数据处理、维修维护等内容，为用户了解和应用仪器提供资料支持。

（3）自动计费。自主上机采用刷卡上机方式，系统依据两次刷卡时间记录测试时长，自动记录费用。对于送样测试系统会按照样品单价和样品数统计费用，测试结束后由测试老师登录系统进行核算扣费。课题组账户有足够余额时才可预约仪器，否则将被限制预约仪器。自主上机刷卡后或送样测试样品接受后系统计费自动开启，操作结束后费用从用户的课题组账户余额里自动扣除，实行收费，计费方便又准确。

（4）终端管理。为了保证仪器系统的安全，平台为每台仪器配备了监控设施，在出现故障后能够第一时间反映问题。为了使用户有序进入测试平台，简化管理流程，平台设有门禁系统，所有大型设备按类型分别放入理化分析平台、基因平台和显微平台管理，用户从进入测试中心，到进入平台、再到进入实验室都有门禁把控，这样能够避免闲杂人等的进入，维护了平台工作期间的秩序，保证了仪器设施的安全。平台将提前授权用户测试期间的门禁，保证用户在测试期间能够自由出入平台，这样既简化了工作流程，又加强了实验室的安全管理。

三、结语

大型仪器设备是高校科研工作和成果产出的重要保障，是建设双一流大学过程中的重要建设内容，也是高校重要的物质财富。我校建立大型仪器共享平台，为校内外用户提供全面的测试服务，保障科研工作的进行，为科研产出提供有力的技术支撑，并积极服务于地方经济发展。大型仪器共享平台全面收录并对外开放大型仪器，使仪器设备资源得到充分的利用，提高了学校设备利用率。各学院仪器设备由平台统一管理，从而降低了重复购置率。在大型仪器共享平台建设过程中，我校结合自身发展需求，运用物联网技术实现仪器使用的网上预约、自动计费和技术分享等管理模式体现出高效、精确、安全等特点。物联网管理模式解决了传统管理模式的许多弊端，满足用户需求的同时也为学校和社会提供了便利。物联网的加入使大型仪器的管理更加科学、规范，扩大了学校大型仪器设备的服务群体，有效提升了学校大型仪器的使用效益。

参考文献

1.叶辉，王雷，马中文.安徽农业大学大型仪器资源整合开放的物联网管理与应用.中国科技资源导刊，2019，51（03）.

2.周晓东，闻星火，武晓峰，等.中国高校校级大型仪器设备共享实体的现状与展望.实验技术与管理，2019，36（06）.

3.申小玲，张烨，柳宇，等.基于物联网技术的高校大型仪器设备管理平台设计与实现.中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2019（04）.

4.王爱银.大型仪器共享平台智能化运行管理分析.科技创新导报，2019，16（27）.

5.马旭炅，刘小花，程世红，等.新时期大型仪器设备共享平台的建设与发展.实验室研究与探索，2016，35（08）.

6.李梅，王桂荣，吴三玲，等.高校大型仪器设备网络化管理的实践与思考.实验技术与管理，（转63页）（接26页）2017，34（06）.

7.游大磊，王倩.我国物联网发展现状及趋势分析.无线互联科技，2017（08）.

8.王陆彤菲. 物联网发展与研究综述.数字通信世界，2017（10）.

9.周建国，周勇，丁立人，等.物联网技术在大型仪器共享中的应用研究.物联网技术，2012，2（08）.

10.王兆国，于春红，刘程国.高校大型仪器设备开放共享服务体系建设与思考.实验技术与管理，2020，37（03）.

11.蔡超，林衛峰，赵明明，等.物联网时代大型仪器管理系统的开发与应用.实验室研究与探索，2013，32（01）.

12.贺锦，赵艳娥，何凌，等.高校大型仪器设备共享平台的设计与实现.实验技术与管理，2016，33（06）.

13.范偲偲. 物联网模式下大型贵重仪器设备开放共享平台的建设. 无线互联科技，2019，16（02）.

14.陈仁安，郑新旺，庄凤彬.基于物联网的高校大型仪器设备智能管理系统研究. 实验技术与管理，2017，34（04）.（责任编辑：兰卡）