前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的手機WIFI智能實驗室管理探討，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1系統的總體框架設計
基于手機wifi的智能實驗室管理系統主要由手機終端、Internet服務器、WIFI無線路由器、GPRS通道和智能實驗室終端五大部分組成。智能實驗室終端負責對實驗室數據的實時采集和發送，通過各類傳感器模塊完成對實驗室各類數據的采集，并將數據發送給WIFI無線路由器或GPRS通道，同時，智能實驗室也接受二者發送的控制命令，并由底層控制器完成對實驗室的實時控制；WIFI無線路由器負責與智能實驗室和Internet服務器進行便捷快速通信，實現數據信息和控制命令的傳輸；手機終端通過安裝客戶端軟件，可以通過在WIFI覆蓋的環境下查看實驗室的實時音視頻狀況，也能通過發送指令完成對實驗室內設備的遠程控制；GPRS通道作為補充通信模式，當用戶沒有處于WIFI覆蓋的環境下，可以使用GPRS通道完成對實驗室的遠程控制。
2智能實驗室終端的設計
基于手機WIFI的智能實驗室管理系統通過各個子系統協同合作，完成整體功能，其中智能實驗室終端部分是本系統的關鍵所在，以PIC16F690單片機做為主控芯片，由門禁管理、音頻視頻監控、安防報警、實驗設備控制、無線通訊等子系統組成。
2.1門禁管理
門禁管理功能的實現主要依靠RFID技術。該系統通過RFID模塊讀取學生或教師持有的校園卡信息，并與內部事先寫入的信息做比較，當信息完全吻合時，PIC單片機控制電子鎖，將門打開，從而實現了對進入實驗室人員的身份驗證和控制，保證了實驗室的財產安全。門禁管理子系統使用的RFID模塊采用NXP公司研發的非接觸式智能卡讀寫芯片MFRC531，MFRC531利用最新的調制解調技術，支持13.56MHZ下各種類型的非接觸式被動通信協議，波特率最高可達424kb/s，使用5V電源供電，采用SPI接口與PCI單片機進行通信。
2.2音視頻監控
音視頻監控子系統主要為了實現對實驗室的實時監控，不僅可以增強實驗室的安防報警能力，還能實現對學生實驗過程的實時監控，預防危險發生，減輕實驗指導老師的工作負擔。該系統采用市面上普遍銷售使用的USB攝像頭作為視頻數據采集裝置，采用聲音采集器作為音頻數據的采集裝置。USB攝像頭選用Gsou/極速A20，內置高性能CMOS感光元件，免驅動，像素高達1200萬，最大分辨率為1600x1200，具有圖像清晰，價格適中的特點；聲音采集器則選用新型國產LY—901LS拾音器，具有音色純正，音域寬廣的特點。
2.3安防報警
實驗室的安防問題一向備受重視，本智能實驗室管理系統通過各個環境參數傳感器的相互配合，實現實驗室智能安防報警的功能。安防報警系統主要包含溫濕度檢測，人體紅外檢測，火災檢測和報警功能，使用的傳感器主要有AM2301溫濕度傳感器、R2868火光傳感器、NAP-07煙霧傳感器、RE2008B熱釋紅外傳感器，報警方式包括現場燈光聲音報警和遠程手機客戶端報警兩種。
2.4實驗設備控制
由于實驗室種類及內部的實驗設備多種多樣，因此本系統只提出一種使用最為廣泛的控制模式，實際應用過程中可以根據設備特點進行改造。實驗室設備控制系統主要由RE2008B熱釋紅外傳感器、PIC單片機和各類繼電器組成，實現長時間無人情況下自動斷電的功能，不僅節約電能，延長實驗設備壽命，還能有效預防火災的發生。熱釋紅外傳感器通過檢測實驗室內人體紅外信號，來判斷實驗室內是否有人。
2.5無線通訊
中央PIC單片機作為各個子系統的上位機，通過串口的方式與下位機進行通信，從而實現數據和指令的收發，中央PIC單片機則通過WIFI模塊和GPRS模塊實現與手機客戶端的通信。由中央PIC單片機、WIFI模塊及GPRS模塊組成的無線通訊系統接收由門禁管理、音視頻監控、安防報警、實驗設備控制等子系統發送的數據，該系統將這些數據通過WIFI模塊或者GPRS模塊發送給管理員，以供查看并做出決定。手機客戶端將管理員的指令通過Internet網絡或者GPRS通道發送給無線通訊系統，無線通訊系統負責將指令發送給相應的子系統，從而完成對各個子系統的控制。
3手機客戶端軟件設計
手機客戶端軟件是以Android為平臺，使用AndroidSDK開發包，在Eclipse集成開發環境下進行開發的，該軟件的設計主要包含三個方面：登錄功能設計、控制功能設計、手機聯網設計。為了防止因手機意外丟失造成的管理權限泄露的現象，必須設計登錄功能。通過輸入用戶名和密碼的方式實現身份的識別驗證，只有驗證通過后，用戶才能進入控制界面。登錄功能的設計不僅加強了系統的安全性，也便于實現多人共同管理。手機聯網的設計則是通過調用SDK開發包中的WIFI程序模塊以及GPRS程序模塊，并根據實際需求進行改編后實現的，從而實現手機客戶端軟件與實驗室控制終端的連接。
4結束語
本文主要介紹了基于手機WIFI的智能實驗室管理系統的設計，包括智能實驗室終端的硬件設計和手機客戶端軟件的設計。在當今物聯網技術飛速發展的時代，手持智能裝備與智能實驗室的完美結合很好的實現了現代化實驗室的高效便捷管理。
作者：鄭留帥 朱迪 單位：鄭州大學電氣工程學院