物联网在高校实验室管理中的应用研究

王磊　李坤芩　陈显祥

摘  要：目前，高校实验室管理存在智能化程度低、设备运行状态无法监控、实验室利用率低、实验资源共享性低、实验室安全无法监控、设备维护难度大、实验室设备资产异动难以准确记录、开放率低等问题。文章结合实验室管理工作的实际情况，对实验室管理现状的深入调查并对存在的问题进行剖析。针对以上问题，文章首先介绍了物联网技术的概念和原理，充分研究和结合物联网的技术原理和优势，其次分析了物联网技术在高校实验室管理中的应用，提出相应的实验室管理解决方案，以达到实现高校实验室管理的智能化，进而提高实验室管理效率。

关键词：物联网;高校实验室;实验室管理

中图分类号：G482;TP391.44      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）09-0157-04

Research and Application of Internet of Things in University Laboratory Management

WANG Lei，LI Kunqin，CHEN Xianxiang

（School of Computer and Information Engineering，Guizhou University of Commerce，Guiyang  550014，China）

Abstract：At present，there are some problems in university laboratory management，such as low intelligence，unsupervised equipment running state，low utilization rate of laboratory，low sharing of laboratory resources，unsupervised laboratory security，difficult maintenance of equipment，difficult recording of changes in assets，low opening rate，etc. Based on the actual situation of laboratory management，this paper makes an in-depth investigation on the current situation of laboratory management and analyzes the existing problems. In view of the above problems，this paper first introduces the concept and principle of internet of things technology，fully studies and combines the technical principle and advantages of internet of things technology，then analyzes the application of internet of things technology in university laboratory management，and puts forward corresponding laboratory management solutions，so as to realize the intellectualization of university laboratory management and improve the efficiency of laboratory management.

Keywords：internet of things;university laboratory;laboratory management

0  引  言

高校實验室是师生进行课程实验、专业实践、科学研究等活动的重要场所，是培养应用型人才，实现与社会岗位对接的基本保障。近年来，许多高校，特别是新建应用型本科高校面临着各类专业评估与合格评估工作，实验室建设投入越来越大，实验室软硬件设备的类型及数量越来越多，因此，配套高效的实验室管理方法及模式显得尤为重要。本文将介绍如何结合应用物联网新技术，提出基于物联网的解决方案，进而实现本校的实验室的高质量高效率管理。

1  物联网技术原理

物联网是继计算机、互联网技术之后的新一代信息技术之一，其原理是：将各种信息感知终端（如传感器、射频识别设备、GPS系统、摄像机、激光扫描器等），通过各种通信手段（无线、有线），按一定的互联网通信协议将各种物体与连接起来，以实现智能化感知、识别、定位、跟踪、管理和监控的一种综合性网络。最终实现物与物、人与人、人与物之间的通信。

从技术架构上看，物联网分为三层：信息感知层（感知层）、网络传输层（网络层）及应用层，其中感知层的功能是获取各种类型的数据;网络层的功能是将感知层设备所获得的数据传输到应用层;应用层的功能是完成信息处理、应用集成和人机交互，具体内容如图1所示。

从图1所示的物联网技术架构中可以看出，物联网关键技术分为三个部分：（1）感知层关键技术：传感器技术、自动识别技术、图像识别技术、嵌入式技术、短距离无线通信技术等;（2）网络层关键技术：物联网节点及网关技术、网络接入与组网技术、移动互联网技术等;（3）应用层关键技术：云计算技术、中间件技术、大数据技术、人工智能技术等。

2  实验室管理存在的问题

3.6  实验室使用管理

在实验室综合管理系统中，可以集成实践教学排课系统，可根据现有实践教学资源及需开设的实践教学课程，进行智能化的排课;可根据门禁系统及排课情况对实验室使用情况和利用率进行智能化的统计;可集成计算机管理系统等，实现对计算机等实验设备开机时长及设备利用率的智能化统计。减轻实验室管理及实践教学管理人员负担，保证各类数据统计的完整性和准确性，提高实验室使用和管理效率。

3.7  应用实效

目前，本校计算机与信息工程学院基于以上方案，建设了物联网工程实验室，实现了实验室环境（温湿度、光照度等）的实时监测，门禁的实时控制，终端（窗帘、灯光等）自动控制，设备监控等功能。同时，采用噢易云公司的VOI管理系统，实现对计算机运行状态的监控以及远程开关机、上机登录认证等功能。显著提高了实验室的管理智能化水平和使用效率。

4  结  论

通过引进物联网技术，可以实时监测和控制实验室设备运行状态、实时统计实验室资产的异动、实时监测实验室环境参数、实时控制实验室门禁系统等，提高实验室管理的智能化程度、安全性和管理效率。通过引进实验室综合管理系统，进一步创新管理体制、机制，可有效解决因信息化、智能化程度低引发的一系列实验室管理问题，为培养高水平应用型复合人才提供条件和资源保障。

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作者简介：王磊（1986.09—），男，穿青人，贵州织金人，助教，硕士研究生，研究方向：物联网工程相关教学、实验室管理;李坤芩（1984.02—），女，彝族，贵州施秉人，助教，硕士研究生，研究方向：物联网工程相关教学;陈显祥（1963.07—），男，汉族，贵州修文人，副教授，硕士研究生，研究方向：计算机科学与技术、电子技术、物联网工程。