基于物联网的语言实验室管理

谢天年

摘要：语言实验室在外语教学、专业技能、人才培养及科研项目辅助中，起到不可或缺的重要支撑作用。语言实验室种类多，分布广，但管理人员少，管理手段停留在传统的人工管理阶段。近几年，物联网，大数据，云计算等先进技术的兴起，将其引入语言实验室管理中，构建基于物联网的语言实验室管理平台，将有效提高实验室管理的效率，提高实验设备的使用率，并且有助于实验室及设备的安全。

关键词：语言实验室;物联网;管理平台

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）30-0143-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

玉林师范学院外国语学院的语言实验室，涵盖商务英语综合实验室，报关管理岗位实务实验室，报检管理岗位实务实验室，视听说语言实验室，商务英语单证实验室，商务英语函电实验室，同声传译实验室，跨境电商实训室，咖啡屋，东方益学课堂，创吧等18个实验，实践及实训场所。这些场地分布在不同楼栋，楼层，设备品种多，功能各異。但管理员只有三位，且停留在人工管理的传统管理阶段。这对实验室的设备管理，实验管理及数据管理都是非常费时费力且容易出错的。物联网技术的引入，将能大大提高地域分散的实验场地的管理效率。

1物联网概述

1995年，微软总裁比尔·盖茨首次提出物联网概念，即万物通过网络与人互联。做到人可以随时随地操控物联网上的设备。远程做饭，远程医疗，远程生产……都将一一实现。近年来，随着我国的5G网络普及，物联网迎来了发展及实现的契机。各种物联网产品如雨后春笋，蓬勃发展。利用现有的物联网产品，足以搭建一个智能化的实验室管理平台。从而实现高效的，安全的实验设备管理，实验人员记录，实验数据收集整理等工作。下面就涉及的物联网设备及配套软件一一做介绍。

1.1智能门禁系统

智能门禁系统通过人脸识别，指纹识别，远程控制，密码识别以及刷卡开门等丰富的技术手段，让实验室的大门不仅可以实现随时随人开门，还可以有效记录每个时间段，有哪些老师和学生进入了哪个实验室进行实验。智能门禁系统的指令配置及收集的信息由服务器进行管理。服务器通过网络与手机App互联，方便管理员按课表对师生进行授权，临时预约的实验室使用，也可以通过App进行远程开门。一方面极大地减轻了实验室管理人员的体力付出。另一方面，也可以有效地避免因为管理员奔跑于不同楼栋楼层而造成的迟到晚到现象，从而影响师生的按时授课学习。

1.2电子标签射频识别技术RFID

外语教学中使用的实训实验设备种类繁多，使用频率高，维修维护工作繁重。引入射频识别技术RFID，为每一台设备贴上电子标签，将可以大大提高设备管理的效率。例如，一台pc贴上电子标签后，只需用配套的阅读器一扫，就可以知道这台pc的购置时间，生产厂商，供货商，配置等基本信息。后期的使用时间，维修维护信息也可以写入电子标签中，并且可以通过对维护信息的统计，知道每一类pc的硬件使用寿命情况，在配件采购的时候，可以更有针对性的采购相应的零配件。另外，射频识别技术的引入，将实验设备的资产管理提升到智慧化智能化时代。其次，电子标签可选配定位功能，当设备离开原来的位置，将会通过App预警，这可以有效的预防设备丢失。就算被盗，也可以根据定位信息找回。

1.3紫蜂（ZigBee）技术

ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

基于紫蜂技术的ZigBee传感器终端，是构建智慧化实验室的重要组成部分。例如，烟雾传感器与灭火装置结合，可以第一时间检测到失火的发生，可以在起火的初期把火灾消灭在起始阶段。温湿度传感器与空调链接，当湿度过大影响设备使用时，启动抽湿除湿功能，预防设备短路。红外传感器与安防监控相结合，红外传感器检测到有人活动的时候，就打开安防监控，无则关闭设备。这样就可以有效避免监控设备24小时不间断工作，造成电浪费，监控存储硬盘浪费及设备做无用功的老化过程。从而延长了设备使用寿命并节约了资源。

2 5G网络及大数据平台

不管是智能门禁系统，电子标签还是应用紫蜂技术的传感器，它们收集及处理的数据都是实时的，海量的。这要求先进的5G技术与传统的宽带网络相结合，才足以支撑这庞大的数据流量。而个人的微型计算机或智能手机也只能作为前台操作控制端使用。后台的数据处理还得依靠大数据平台。

5G网络跟4GLTE网络一样，属于蜂窝网络。但它有更高的数据传输速度，理论上可达10Gbit/s。另外，5G网络的突出优点是它的响应时间低于1毫秒。高速低延迟的5G网络，让物联网有了坚实的技术基础。

大数据是近几年方兴未艾的IT行业新宠。依托云计算，海量的数据变成丰富多彩的信息资产。依靠玉师计算机学院的大数据处理中心，外院的物联网实验室管理平台就解决了数据处理的后顾之忧。

3管理平台构建

基于物联网的语言实验室管理平台，主要有四大功能模块。一是实验室教学使用管理系统，二是预约准入管理系统，三是资产设备管理系统，四是智能环境监控系统。

3.1实验室教学使用管理系统

本系统管理每个实验室的教学课程及实训，通过客户端发送每个实验室的功能及教学资源给科任老师，以学期计划为导向，合理安排每个实验室的教学课程及实训，并为部分临时安排的补课或培训讲座做好预约服务。系统收集实验项目，实验人数等实验数据。

3.2预约准入管理系统

本系统根据课程及实训安排，提前做好相应的师生准入机制。结合智能门禁的人脸识别系统，对授权进入实验室的师生开放实验室。在正式实验开展之前，对师生进行实验室安全教育，操作技能指导。做好师生使用设备的信用记录及违规记录。系统开放网上预约功能，对临时安排实验室使用的师生，经管理员审批后放行。

3.3资产设备管理系统

本系统跟国有固定资产系统有很大区别。固定资产系统的产品信息从入库日起，到淘汰时删除，期间信息量不变。只包含采购日期、采购合同编号、产地、品牌、型号、配置、生产厂家及供应商等基本信息。而实验室管理中所采用的资产设备系统，配合物联网中的电子标签功能，能提供的设备信息更丰富，也包含固定资产系统所不录入的耗材信息等，且实时更新。例如，设备的维修信息，什么时候更换过什么配件，软件是否增加或升级，具体功能，应用范文及操作手册等，都在系统中清楚显示。另外，耗材库存多少，哪些耗材需要加购等信息，也清楚的提供给管理员及使用实验室的师生。

3.4智能环境监控系统

传统的视频监控系统在使用上，功能单一，仅仅起到监视录像功能，且24小时不间断工作，耗电量大，摄像设备及录像硬盘资源浪费严重。而配合紫蜂传感器终端打造的智能环境监控系统，一方面，通过红外感应器，感应到有人员活动就启动录像功能，没有就进入休眠状态，有效地节约了电力使用及设备损耗;另一方面，根据烟雾传感器、温湿度传感器等终端传回的信息，可以智能的控制实验室的消防器材，空调机等。就算寒暑假无人在实验室值班，也能根据实际情况确保实验室的设备安全。语言实验室不使用化学生物试剂，有毒有害物质的感应器就没有必要安装，以节约成本。

4结束语

本文就语言实验室的智能化管理需求，基于物联网技术提出了架构设计。这套物联网实验室管理体系，将大大提高实验设备的有效利用，确实减轻管理员工作负担，进一步加强实验室安保安全，并能有效节约资源，管理便捷，方便广大师生使用实验室，更好地利用實验室。

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【通联编辑：闻翔军】