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物聯網實驗室范文1
中圖分類號：TP391
從“智慧地球”到“感知中國”，從新的經濟增長點到政府支持鼓勵的一系列措施，從國家中長期科學與技術發展規劃到各高校、科研院所的研究，都可以看出物聯網在當今科學技術領域的重要地位。物聯網并非新技術，而是將現有的傳感技術、計算機網絡技術、通信技術以及自動控制技術等各種技術的高度融合。作為培養市場需求人才的各類高等院校，職業教育院校及培訓機構，開設物聯網相關專業及課程，或在現有專業中引入物聯網技術，建設物聯網相關實驗室，成為當務之急。本文將從實驗室建設的核心理念、特色、內容等方面對感知實驗室的建設提出符合我院實踐教學需求方案。
1 實驗室建設核心理念
物聯網實驗室在教育行業的地位無容置疑，但目前各個學校實驗室的發展存在著偏重單項技能和素質的培養，實驗課程實用性不強，并且多為驗證性實驗等問題。針對以上問題，本文以“把握發展趨勢，提高應用能力”為目標，提出物聯網信息平臺及應用實驗室解決方案，其意義在于：提高教學科研水平、提高學生應用能力、促進學生就業、提升學校競爭力，其建設和發展的理念主要體現在：“充分體驗、激發興趣，應用為先、提升能力，三個層次、全面覆蓋”。高職學生與普通高校的學生培養定位不同，高職院校主要培養的是應用型人才，以滿足經濟社會對高素質勞動者和技能型人才的需要，學生對于科研、開發等方面基礎相對薄弱，因此，高職院校實驗室建設應突出在應用層方向。
2 實驗室建設特色
從“智慧地球”到“感知中國”，從“感知校園”到“感知實驗室”。所謂“感知實驗室”，一方面突出物聯網是感知網絡，是物與物之間的網絡；二是突出學生感知實驗室環境，在真實環境下去實踐，去學習。在進行感知實驗室建設過程中，應該著力改變實驗室環境，改變實驗建設思路。高職院校的教學重在培養學生的應用能力，在教學中首要問題是要激發學生興趣，而興趣主要來源于體驗。在實踐過程中，應該讓學生感知到物聯網的存在，而不能空洞的去講如何去應用，如何去驗證，而是當指令發出物體后，能夠目睹其結果，讓大家感知到網絡的作用，電腦、網絡和實物聯系在一起的效果。因此，物聯網感知實驗室的建設應該體現“在現實中學習、在開放的環境中學習、在應用中學習”等特色。
3 實驗室建設內容
3.1 實驗室系統組成
感知實驗室由智能安全系統（防盜報警系統、視頻監控系統、門鎖門禁系統），環境控制系統（制冷取暖系統、通風控制系統、除塵控制系統、智能燈光控制系統）、智能家具控制系統（窗簾控制系統、窗戶控制系統、電視控制系統等），智能識別與條碼系統、智能供電系統五個子系統組成。
智能安全系統：進行身份識別與認證管理，非法用戶進入時報警，刷卡或指紋識別系統進入實驗室、開啟管理設備，以及對實驗室設備及人員動作情況進行監控；以及電子標簽識別功能，對室內設備設施出入實驗室進行監控。
環境控制系統：利用溫度、溫度、光等傳感器對環境進行全面感知，根據環境探測結果，啟動制冷取暖系統、通風控制系統、除塵控制系統、智能燈光控制系統等，對室內環境進行全面控制，以達到理想的環境狀態。
智能家具控制系統：通過電腦、遙控器或手機對家電、門窗等進行控制，體驗物與物相連的效果。
智能識別與條碼系統：對室內設備進行電子標簽標注，以便于管理與使用。
智能供電系統：在物聯網應用中，網絡傳輸是以傳感網絡為主體，在傳感網絡中最大的難題是供電問題，節點分布分散，難以實現有源電源，在實驗室內部可采用有源供電。
3.2 實驗室系統功能
認知與體驗功能：物聯網是一個空洞的概念，大家對其非常模糊，通過對整個實驗室的體驗，可感知到物聯網的存在，物與物相連的整個過程以及智能控制的實現，提高學員對物聯網的認知能力，明確物聯網領域實用性所在。
系統集成化功能：絕大部分物聯網實驗室是以實驗箱或實驗臺為主體，只能進行模塊化的實驗，系統集成化低，缺乏關聯性。在本實驗室中，可進行集成化系統的開發，提供系統化教學方案，能使學員了解系統開發的整個流程，整體設計理念與思想，實用性強。
多功能化：在此實驗室內包括智能安全系統、環境控制系統、智能家具控制系統、智能識別與條碼系統以及智能供電系統，通過對這些系統的使用與驗證性開發，能夠培養實用性多方位人才。
三層覆蓋功能：利用傳感器、RFID進行數據采集，通過無線傳感網絡進行數據傳輸，使用電腦、遙控器或手機終端設備進行控制，三層覆蓋，實現數據采集、網絡傳輸、終端控制過程系統化。
3.3 實驗室系統工作流程
本實驗室是一個全面感知、全智能控制的實驗室，人員進入時進行身份識別，身份正常允許進入，關閉報警系統，啟動供電系統，對室內設備進行供電，進入全面工作狀態；感知設備啟動，進入全面感受知，對室內環境進行監控，根據環境情況來開啟燈光、通風、除塵、排濕、取暖、制冷等相關設備，控制室內環境。
室內人員可通過電腦、遙控器或手機等對室內所有的設備（電視、空調、窗簾、窗戶等）進行控制，體驗智能控制效果。監控系統對其進行全面監控，保證設備設施安全。
人員離開實驗室，智能控制系統將自動關閉實驗室，關閉門窗，關閉供電系統，開啟警報系統。具體工作流程圖如圖1所示。
4 結束語
物聯網有著極大的發展空間，它必將成為中國及世界經濟的一個新的增長點，它將極大地影響和改變著人類的生活方式。目前我國大多數高校，特別是作為直接服務于市場經濟的高職院校，物聯網專業建設尚不完善，實驗室建設幾乎都是實驗箱式的實驗環境。因此建設感知實驗室是物聯網教學必須的，也是可行的。
參考文獻：
[1]梁湖輝.高職院校設置“物聯網”專業可行性探討[J].成人教育，2011.
物聯網實驗室范文2
【關鍵詞】實驗室 物聯網 信息化
隨著網絡技術和計算機技術的不斷發展，各所院校的信息化程度不斷提高。軍隊院校任職教育中實踐教學比例的不斷提高更是對實驗場所提出了更高的要求，滯后的實驗室管理方法已經成為實驗室管理緊跟時展的瓶頸，本文就如何利用物聯網技術，提高實驗室信息化管理水平進行了探討。
一、物聯網概述
物聯網的概念最初在1999年提出：即通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”。
二、實驗室管理現狀
（一）實驗室管理人員偏少，工作任務重
目前，在院校的實驗室里，技術和管理人員比較匱乏，但是實驗室內往往設備數量比較多，造成實驗室管理人員的任務繁重，而且隨著技術的不斷發展進步，實驗室管理人員沒有進行相應補充，帶來了管理過程中的諸多矛盾出現。
（二）實驗室設備利用率低，閑置時間長
實驗教學基本都是依托其他理論課而存在，屬于某些理論教學的附屬品，實驗室的建設沒有統一規劃，實驗室的建設缺乏長遠意識和全局建設觀念，導致整個院校的實驗設備購買出現重復購置，造成諸多人力、財務、物力的浪費。而且有些專業人數較少，無形中造成大量設備的閑置。
（三）實驗室資源共享率差，資源浪費多
隨著科技的不斷進步，越來越強調專業之間的相互滲透、相互交叉，進而培養學員的綜合能力和創新能力，以適應現代社會對各種人才的需求。但是實際上，各個專業的實驗室是相互獨立的，其設置的實驗內容往往也只是針對本專業學員，而各個專業的實驗室之間基本是沒有進行過多的聯系和溝通，這樣顯然無法實現相互之間的資源共享，也無法滿足學員綜合素質及創新能力提升的需求。
（四）實驗室安防手段不足，安全風險高
目前在很多實驗室內，初進實驗室的管理人員沒有經過嚴格的實驗室安全方面的相關培訓，安全意識淡?。换蛘呤怯薪涷灥膶嶒炄藛T在剛開始工作時會格外小心注意，但隨著時間的推移又會出現思想懈怠的情況；部分實驗室電子設備因為使用頻率很高或使用不當常常引起故障。
三、基于物聯網的實驗室信息化管理模式
物聯網能夠實現對整個系統內的人員、設備進行有效整合，對其進行實時的的識別、定位、跟蹤、監控以及管理等功能。具有全面感知、信息傳遞、智能處理等特點。
基于物聯網的實驗室管理對象主要包含：一是實驗室的使用人員；二是對實驗室的物品設備；三是實驗室使用時的相關事務。在實現的過程中，首先對人員和實驗室內的相關物品、設備根據各種屬性的不同，配置相應的標簽和傳感器，并安裝識別設備，同時將信息接入網絡，由數據處理中心進行處理。在實驗樓建立管理中心，實現對各種信息的采集和，開發中央處理系統，實現人員管理、網絡管理、設備管理、實驗過程管理及安全管理等。
四、物聯網在實驗室信息化管理中的應用
（一）使用人員管理：（1）教員評估。利用物聯網的終端對教學過程中教員的教學行為進行信息采集，全方位對教員在整個教學過程中的表現進行監控，包括教學方法手段的應用、教姿教態、教學互動等；（2）學員管理。在實驗室門口放置RFID讀取器， 同時給每個學員配備RFID標簽，中央管理系統會自動感應信息，統計學員的出勤情況，教員可通過網絡查詢學員出勤率、課堂學習信息等獲知學員的考勤情況。利用傳感技術感知學員活動信息，并將采集到的信息通過網絡發送到中央管理系統，通過系統可以查詢學員活動，另外，通過在實驗室內部署傳感探頭，教員可以通過終端查看學員的聽課情況、課堂紀律情況、考試監控等。
（二）設備物品管理：（1）實驗設備信息管理。利用RFID系統系統對實驗設備進行管理，在實驗室的出入口安裝固定讀寫器，對每一臺進出實驗室的設備進行自動讀寫，同時用電子標簽將其基本屬性和幫助信息等內容存儲起來，通過閱讀器即可方便地獲取實驗設備的基本信息并可通過網絡進行管理；（2）實驗物品信息管理。保持實驗室內的消耗物品充足是實驗室能正常使用的基本保證之一。基于物聯網技術的實驗物品管理可以對實驗室內的各種實驗物品數量進行實時監控，一旦發現物品數量不足，即自動進行網絡訂購，不需人工管理即可保證實驗室內有充足的教學實驗物品。
（三）教學管理。通過物聯網技術在教學信息化中可以實現校園教學資源共享，引導著學員主動性學習。學員在實驗室內進行操作實踐的過程可以被物聯網全程記錄。教員可以通過終端對學員的整個操作過程進行跟蹤，如果學員在操作過程中有什么問題，教員可以隨時進行輔導和糾正，并通過記錄視頻對加深學員對錯誤操作的認識，提高學校效果。
（四）環境管理。在物聯網的條件下，可以在實驗室內安裝感知光線的傳感器，管理員通過傳感器的反饋信息，根據不同需要調節室內光線明暗程度，以滿足教學需要。通過在各種設備上安裝傳感器，管理員可按照實驗室的安排，在系統中設定實驗室內投影儀、計算機、空調、電燈等各種設備的開啟和關閉時間。
（五）安全管理。通過物聯網技術可以對實驗室內相關物品和設備進行追蹤定位，從而掌握這些設備物品的情況，防止一些有毒或貴重的實驗用品被教員和學員帶出實驗室。物聯網的門禁管理系統，可以對實驗室使用人員進行有效管理，可以記錄使用人員是否在實驗室出入的相關信息。通過門禁管理系統，可以防止外來人員進到實驗室，保護整個實驗樓的安全。
五、結語
隨著信息化水平的不斷發展，院校的各種信息化應用不斷深化，實驗室實施信息化管理也是大勢所趨?；谖锫摼W平臺的信息化管理手段，使得實驗室的管理更加靈活便捷，通過優化整合各類教學資源，大大提升了實驗室的的工作效率。
參考文獻：
物聯網實驗室范文3
【關鍵詞】 物理網 計算機 實驗室 管理模式
實驗室管理中的人與人、人與物以及物與物之間的信息交流能夠通過物聯網技術得以實現，并且能夠使系統內的人、事、物之間的信息采集和信息控制工作得到有效的整合，并對系統內的各種行為進行實時的定位、識別以及跟蹤。傳統的人工管理計算機實驗室的現狀在物聯網技術的應用下得到了很大的轉變，使計算機實驗室的管理更加智能化、自動化，大大提高了實驗室的管理效率。
1 教學管理
1.1 學生簽到管理
將RFID讀取器安裝在每個實驗室的門口，即在實驗室設置門禁，然后將帶有RFID字樣的標簽發給每一位學生，學生憑借這個標簽才有權利進入實驗室。通過這樣一個系統的設置，教師能夠明確地了解到每位學生學習的內容、出勤情況等相關的信息。
1.2 教學質量監控
在物聯網技術的支持下，通過數據的采集能夠對教師實驗課的教學內容、教學方法、教學姿態以及教學狀態等課堂的所有信息進行實時的監控，然后對獲得的相關數據進行全面地分析和檢測，對教師的教學質量給予公平地評價，指出教師教學過程中存在的優勢和劣勢，使其能夠采取行之有效的措施改進教學中存在的問題和不足，從而提高自身的綜合素質和教學質量和水平。可見，在教師教學過程中，對其教學質量進行及時有效地監控具有十分重要的作用，對教師教學的成功與失敗具有直接性的影響。
1.3 學習過程跟蹤
通過物聯網能夠全程記錄學生課堂的學習活動。假如在上機過程中學生出現了不懂的知識點，或是比較容易忘記某些知識點，學生能夠借助該技術記錄下來的學習過程進行第二次的學習，以便學生能夠將自己沒有學會的知識重新拾起來，還可以使已經學會的知識變得更加牢固，從而實現查缺補漏的學習目標。可見，物聯網技術的應用對提高學生的學習效果和水平具有十分重要的作用。
2 計算機的維護
2.1 計算機的基本信息
將RFDI標簽安裝在每一臺計算機上面，能夠將計算機的使用說明、購買日期、維修記錄以及硬件配置等所有的基本信息清楚地記錄下來。采用這樣的方法能夠使更換計算機的硬件和軟件變得更加方便。更新后的數據信息可以由手持式讀寫設備錄入到計算機的RFDI標簽中，同時還可以利用手持式設備將更新后的標簽信息發送到設備管理服務器中，實現數據更新的目的，然后將數據完整地保存下來。實驗室的各種物品也可以通過手持式讀寫設備達到檢查的目的，以免出現錯查、漏查的問題，很大程度上縮短了統計各種信息的時間，使工作效率得到了極大的提高。
2.2 計算機的使用過程跟蹤
每天都有很多來自不同班級和年級的學生使用計算機實驗室，使計算機擔負著非常重要的任務，學生人數不僅多并且來自很多的班級和年級。當計算機出現問題時，故障的原因及引發原因不能在第一時間被計算機管理人員知道，也就不能在最短的時間內采取行之有效的措施使問題得到有效的解決，對學校的整個實驗教學造成不良的影響。當采用了RFDI技術之后，每臺計算機的使用情況就可以根據計算機射頻芯片里儲存的相關信息得知，也可以對計算機的維修、軟硬件更新以及維修等相關的情況有一個明確的認識，為查找計算機出現的問題及原因提供了可靠的保障。
2.3 計算機的日常監測
在實驗室管理中，計算機的日常監測占據著十分重要的地位。在物聯網環境下，計算機的運行狀態都能夠通過嵌入在每臺計算機中的傳感器進行實時地監控。當計算機中比較重要的參數出現了一些變化，計算機傳感器中的信號便會顯示在物聯網上，設備運行狀態評估系統便能夠對這些信號做出準確地判斷，根據評估后的結果，管理員能夠及時地做出決策，并使維修設備的方案得以確定。在計算機日常監測時，除了采用狀態評估系統的方法，管理人員還要每個一段時間巡檢一次計算機，并利用手持式讀寫器記錄下每次巡檢、維護以及維修的具體情況等，然后將這些信息保存在設備的電子標簽上，除了省去了大量的人力、物理以及財力之外，還使實驗室設備的使用效率得到了很大的提高。
3 環境管理
多媒體演示教學和學生上機操作練習是計算機實驗室教學的兩種教學方式，其對實驗室提出了不同的環境要求。有了物聯網技術的支持，可以將感知光線的傳感器安裝在實驗室中，當傳感器中的信息反饋給了管理員，其便能夠及時地調整實驗室中光線的明暗情況，以滿足兩種教學方式的需求。此外，管理員還能夠根據實驗室的課時安排，將空調、投影儀、學生機以及教師機等開關的時間設置在計算機中，傳感器在計算機操作指令的條件下，能夠使上述操作快速地完成。將各種傳感器安裝在計算機實驗室中，還可以使實驗室的定期除塵功能得以實現?？梢?，計算機實驗室的環境管理在物聯網技術的支持下有了很大的改觀，管理效率得到了很大的提升。
參考文獻
物聯網實驗室范文4
【關鍵詞】開放式實驗室；物聯網；實驗室建設
0 引言
為了適用開放式實驗教學，很多高校都開放物理實驗室，早期采用人工進行實驗室開放，或采用單機版的管理軟件進行開放管理，這些管理方式存在工作煩瑣，效率低下等弊端。例如，學生不能及時了解開放性實驗內容以及實驗時間的信息；學生必須到實驗室去預約，由實驗室教師登記等。近年來，隨著網絡信息技術的發展，針對開放實驗室智能化管理需求，從不同角度出發，也提出了許多開放實驗室信息管理系統方案，如機房自動管理系統等，這些方案在實驗室信息管理、人員管理、設備管理、實驗項目管理、預約管理、系統管理、統計報表等方面，不同程度實現了實驗室的信息化管理，盡管如此，但除了計算機機房以外，其它開放普通實驗室，由于沒有計算機及網絡設備，大多存在自動化管理程度不高的問題。針對這種情況，我們將物聯網技術應用于開放實驗室的管理，利用門禁、觸屏派位、視頻監控、平板電腦終端、設備控制器與智能電源插座等，結合基于B/S結構的開放式實驗室web管理系統軟件，實現了物理實驗室全天候安全開放，提高了開放實驗室的智能化管理水平。
1 物聯網技術
物聯網是指通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，獲取各種應用需要的信息，與互聯網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。物聯網的體系架構由感知層、網絡層和應用層組成。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，它的主要作用是識別物體、采集信息。網絡層主要作用是進行信息和數據的傳輸，主要利用現有的比較成熟的計算機網絡技術及移動通信技術。應用層主要作用是將感知層采集到的信息和數據進行分析處理，在實際的環境中進行應用，是物聯網和用戶（人、組織和其他系統）的接口，它與行業需求相結合，實現物聯網的智能應用，如智能電網、智能交通、智能醫療等應用。硬件系統主要集中在感知層和網絡層、軟件系統主要集中在應用層，其中可能用到一些中間件技術、系統集成技術等。從物聯網的體系架構可看出，物聯網從感知信息，傳輸信息，到處理應用信息用到了若干技術，也涉及到許多硬件和軟件，物聯網是一個綜合性的概念和提法。
2 硬件建設
基于物聯網技術的開放式物理實驗室管理系統硬件支撐平臺如圖1所示。其中，開放式物理實驗室系統的服務器是根基，所有的硬件連接和很多軟件系統都集中在這個服務器上，服務器接入校園網。視頻監控系統、門禁系統、短信貓和觸屏派位系統直接與服務器連接，平板電腦終端通過校園無線網絡與服務器連接，所有的數據存儲在磁盤陣列中。實驗室中的各個設備的電源通過電源控制器經過集線器、轉換器與觸摸屏的串口連接。
硬件建設首先要對原有實驗室基礎設施（主要為強電、弱電、網絡改造）進行基本改造，然后增加監控、門禁、物聯網終端等硬件設備，整合原有教學系統軟件，進行軟硬件系統集成。具體建設內容有：（1）基礎設施改造：對實驗室進行弱電、網絡改造。要在門、實驗臺、監控點布設弱電及網絡線路，為開放式實驗室的建設提供基本的網絡環境。（2）可視對講監控系統：在實驗室安裝監控攝像頭和對講終端。同時建設對講監控服務設備，包含網絡硬盤錄像機、交換機、監控專用硬盤，保障監控系統的高效、安全、穩定運行。（3）門禁：在實驗室和樓層的走廊端安裝門禁。（4）觸控派位機：安裝觸控派位機。在實驗樓每層的走廊口安裝一臺派位機，配合開放式實驗室web管理系統軟件用于學生刷卡、信息查詢等。（5）觸控控制器：安裝觸控控制器。每臺觸控派位機配置1臺觸控控制器，用于觸控派位機與設備控制器的通信。（6）設備運行控制器：安裝設備運行控制器。每個實驗臺配置1臺設備控制器，作為開放式實驗室管理系統的物聯網控制終端，用于實驗臺電源遠程控制、數據傳輸。（7）短信貓：配置1臺短信貓，安裝在服務器上。用于開放式實驗室預警信息、提示信息等。（8）PAD客戶端：建設pad客戶端。Pad客戶端的建設將實現整個開放式實驗室管理系統跨平臺使用，支持移動終端服務。使學生、教師能隨時隨地，方便快捷的使用系統。
3 軟件系統組成
基于物聯網技術的開放式物理實驗室管理軟件平臺由實驗室WEB管理系統、觸摸屏系統、視頻監控系統和平板電腦系統組成。WEB管理系統是開放式實驗室管理軟件系統的重要組成部分，是整個系統的基礎。結合實驗室開放實際需要，具有各種功能，包括：學生預約實驗、實驗室拓撲管理、預約信息管理、通知公告管理、預約規則管理、校園卡掛失管理、數據統計。本系統采用物聯網技術，通過刷卡啟動電源控制器控制實驗臺電源從而達到開放使用的目的。系統細化各項管理，進一步提高了實驗教學的開放性和交互性；為學生提供了一個自主的學習環境，為教師的開放教學提供了有力的基礎支持；為提高實驗儀器設備的利用率提供了更安全和便捷的保障。觸摸屏系統又稱為“電源控制子系統”，是開放式實驗室管理軟件系統的核心組成部分。開放式實驗室管理面臨的重大挑戰是安全的問題，這其中首當其沖的就是用電的安全。通過電源控制子系統的學生座位電源控制模塊實現對學生用電的管理，是保證開放式實驗室安全的重要手段。電源控制子系統是通過管理柜員機（觸摸屏）和座位電源控制單元等硬件設施，實現實驗室座位的電源管理。觸控系統配置微型攝像頭，實現學生派位時照相功能，可有效的防止學生替代刷卡派位的現象發生。大屏幕觸控顯示屏可高清晰的顯示學生的彩色照片。整個電源控制系統主要面向兩個角色：學生和教師（管理員）。學生通過所持校園卡，請求使用實驗室座位，系統根據教師（管理員）定義的規則（排位規則），為學生分配座位，并自動啟動電源。在完成實驗后，通過刷卡關閉相應的電源。教師（管理員）用戶通過系統登錄，在權限允許的條件下，遠程單獨或批量控制實驗室所有電源。教師通過視頻監控系統可在遠端查看實驗室情況，了解就位學生的信息，通過視頻觀察學生實驗狀態與視頻答疑。學生通過座位對講實時與教師就實驗問題進行討論。平板電腦系統是一套給實驗室管理者使用的便捷的APP客戶端系統（PAD），旨在提高開放式系統的使用便捷性，使管理層工作效率更加高效，從而更好的為本單位的開放實驗教學服務。平板電腦系統最重要的是統計功能。很多學校每年都要進行一次實驗室自評工作，工作量較大而且數據無依據，很多數據都是臨時“造”出來的。此統計功能可以根據實驗室或設備在過去一年或多年的使用記錄自動匯總成統計報表，省時省力且數據真實。
4 建設取得的成效
我校從2013年開始進行開放式物理實驗教學改革和配套實驗室的建設，目前實驗室實現了全天候開放、遠程控制和智能化管理，學生通過網上預約，刷卡（支持校園卡）進入實驗室，在派位成功的實驗臺實驗?；谖锫摼W技術的開放式實驗室建設已取得了一些成效，如：（1）全面開放實驗教學資源，提高實驗室、實驗儀器的利用率；（2）打破上課開門、下課關門的模式，為學生提供開放式教學服務，給學生提供自主學習環境；（3）保障實驗室安全的同時，提高教學質量；（4）提高實驗室管理水平，為領導進行實驗室建設規劃時提供真實數據作為決策依據。
【參考文獻】
[1]孫其博，劉杰.物聯網：概念、架構與關鍵技術研究綜述[J].北京郵電大學學報，2010，33（3）：1-9.
物聯網實驗室范文5
關鍵詞：物聯網；實驗室資源；信息管理系統
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）20-0126-04
引言
近年來，隨著社會對技能型人才需求量的不斷提升，各高校投入大筆資金建設專業實驗室，并加大實驗教學的課時量，因而實驗室及設備的使用頻率不斷提高，設備的借出和歸還手續繁雜，加大了實驗室管理人員的工作量。因此，如何運用信息技術對高校實驗室資源進行信息化管理成為高校實驗室管理人員所面臨的重要課題之一。
目前，物聯網技術為高校實驗室資源進行信息化管理提供了契機。它是以互聯網為基礎，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。基于物聯網技術的特點，高校實驗室資源可在設備管理、實驗室管理、預約管理等方面開展信息化管理，并運用實驗室管理的理念及物聯網技術，構建信息管理系統。
需求分析
本研究以數字傳媒類專業為例，設計該專業的實驗室資源信息管理系統。該系統包括預約管理功能、設備管理功能和實驗室管理功能等，它的設計主要基于以下四方面的需求。
第一，順應信息時代的發展趨勢，實現實驗室資源的數字化管理。目前，高校對實驗設備借還及實驗室借用，基本都依靠紙質表格或實驗室使用日志進行管理，這種傳統的管理方式既加大了實驗室管理人員的工作量，又容易導致工作失誤。而利用信息管理系統則能明顯提高實驗室管理人員的工作效率。
第二，合理安排專業實驗教學設備和場所。在廣東技術師范學院，數字傳媒類專業重在培養學生的實踐操作能力，實驗教學是培養該能力的最佳途徑。因而，學校為這一類專業的實驗教學配備了若干實驗室，并采購了攝像機、蘋果一體機等設備。而利用信息管理系統則可使這些實驗場所和設備更好地為師生的實驗教學和課外創作服務。
第三，使實驗室資源管理走向科學化與規范化。數字傳媒類專業實驗室造價高，各種設備價格昂貴，因此，我們應該進行信息化管理，發揮實驗室資源的實際價值。
第四，為師生、管理員提供一個互動交流空間。教師可利用互動交流空間指導學生開展實驗教學，為學生解答實驗教學中的問題。同時，教師和學生可向管理員提出有關實驗室建設和應用的建議，共同把實驗室建設成開展實驗教學的平臺。
功能模塊設計
基于物聯網的高校實驗室資源信息管理系統包含預約管理模塊、設備管理模塊、實驗室管理模塊和互動交流模塊。物聯網為該系統提供了多方面的技術支持，使信息管理系統更加智能化和便捷。
1.預約管理模塊
預約管理模塊針對學生/教師、管理員兩種身份設計了不同的子模塊。針對學生/教師身份，設計了預約設備、預約實驗室兩個子模塊。針對管理員身份，設計了審核預約信息、分配借用權限兩個子模塊。在分配借用權限這一子模塊中包含了生成二維碼的功能，該功能是運用物聯網RFID標簽技術，所生成的二維碼與設備上的RFID標簽相關聯，且能用于標記設備或實驗室的借用狀態（如圖1）。
2.設備管理模塊
設備管理模塊主要完成對單反相機、攝像機、三腳架、攝影燈具等實驗器材的借還手續辦理及設備位置跟蹤。拿到設備借用權限的學生/教師登錄信息管理系統，并下載由系統自動生成的借用申請表。管理員通過掃描申請表上的二維碼便可了解學生/教師需要借用的設備名稱、序列號，并在信息管理系統中標記借出的狀態。該模塊針對學生/教師、管理員兩種身份設計了不同的子模塊。利用學生/教師身份登錄該模塊，可點擊下載由系統自動生成帶二維碼的借用申請表。利用管理員身份登錄該模塊，可進行設備基本信息錄入、設備庫存查看、設備位置跟蹤等操作。
在進行設備基本信息錄入時，管理員可采用掃描器技術，通過掃描貼在設備上的RFID標簽，將設備的名稱、序列號、價格、購置日期、性能參數等信息掃入系統中進行存儲。在設備庫存查看模塊中，管理員可實時了解設備借出的數量、現有的數量等情況，方便設備的調度、保管等工作。在設備位置跟蹤模塊中，管理員還可應用系統定位技術，判斷貼有RFID標簽的設備當前所處的位置，并利用該模塊了解設備使用的場所，擴展管理范圍，有利于保證設備安全（如圖2）。
3.實驗室管理模塊
實驗室管理模塊主要是對專業實驗室的課程安排及借用進行管理。該模塊針對學生/教師和管理員兩種身份分別設置了子模塊（如圖3）。針對學生/教師身份的子模塊具有生成帶二維碼的借用申請表的功能，通過掃描該二維碼，系統可以顯示學生/教師所借用的實驗室名稱和編號，還能夠記錄實驗室的借用狀態。針對管理員身份的子模塊設置了實驗室基本信息錄入、實驗課程安排、當前使用狀態三個子模塊。其中，實驗室基本信息錄入子模塊利用了掃描器技術，可以將實驗室的RFID標簽掃描后，把實驗室的名稱、編號、室內設備、容納人數、主要用途、造價、建成日期等信息自動錄入計算機，從而方便管理人員了解每間實驗室的大致情況。實驗課程安排子模塊則顯示了所有實驗室在不同時間段的使用狀態，當前使用狀態子模塊則顯示了所有實驗室在當前的時間段內是否被使用，這兩個子模塊對管理員具有重要參考價值，如果遇到沒有課程安排且無人使用的實驗室則優先予以安排。
4.互動交流模塊
互動交流模塊用于學生和教師之間交流實驗教學的心得和體會，幫助學生更好地掌握實驗技能，是一個學生與教師開展實驗教學的在線互動平臺。同時，該模塊還可為管理員提供一個收集實驗室建設與應用建議的平臺。該模塊針對學生/教師、管理員兩種身份分別設置了子模塊（如下頁圖4）。利用學生/教師身份登錄平臺，可以針對實驗教學中遇到的問題或實驗教學中的心得和體會，以帖子形式進行互動交流。利用管理員身份登錄平臺，可通過掃描學生證和教師工作證上的二維碼獲取相關個人信息，并錄入信息管理系統，實現用戶注冊。隨后，學生/教師便可利用個人編號登錄到各個模塊中。管理員可對帖子進行、查看、刪除等操作。
數據庫設計
數據庫是信息管理系統的核心和基礎。它把信息管理系統中大量的數據按一定的模型組織起來，提供存儲、維護、檢索數據的功能，使信息管理系統可以方便、及時、準確地從數據庫中獲得所需的信息。[1]基于物聯網的高校實驗室資源信息管理系統中的數據庫包含設備、實驗室的靜態數據以及其狀態的動態數據。通過需求分析和系統功能模塊分析，筆者得出的各模塊所包含的數據項和數據結構如下。
①預約管理模塊：因該模塊對學生/教師而言，需要查看設備庫存數量和實驗室借用狀態，對管理員而言，需要根據設備庫存數量和借用狀態以及實驗室的借用狀態和課程安排，分配借用權限，所以它應包含三張數據表，即用戶（姓名、學號、工號、密碼），設備（設備名稱、序列號、庫存數量、借用狀態），實驗室（實驗室名稱、編號、室內設備、借用狀態、課程安排）。
②設備管理模塊：該模塊主要針對管理員而開發的，它不僅能幫助管理員了解設備的一些基本靜態信息、庫存數量、借出的數量，而且還能讓管理員實時了解設備的位置，加強管理強度。因此，它對應的數據表為設備管理（名稱、序列號、價格、購置日期、性能參數、庫存數量、借出數量、借用狀態、設備位置跟蹤）。
③實驗室管理模塊：該模塊也是針對管理員而開發的，它可以讓管理員全面了解實驗室的一些基本情況和目前的借用情況以及課程安排情況，方便管理員分配實驗室給學生使用。其對應的數據表為實驗室管理（實驗室名稱、編號、室內設備、容納人數、主要用途、造價、建成日期、借用狀態、課程安排）。
④互動交流模塊：該模塊可讓學生/教師、管理員以帖子形式開展討論與交流，對學生/教師而言可進行、查看帖子，對管理員而言可對學生/教師用戶進行管理，以及對帖子進行管理。該模塊包含兩張數據表，即用戶管理（姓名、性別、年級、學號、工號），帖子管理（標題、內容、發表日期、姓名、性別、年級、學號、工號）。
為充分反映用戶要求，筆者還構造了一個數據庫E-R模型圖，其特點：第一，能真實、充分地反映現實世界及其事物與事物之間的聯系；第二，易于被用戶理解；第三，易于修改和擴充；第四，易于向關系、網狀、層次等其他數據模型轉換。[2]
為減少數據的冗余性，筆者將上述所列舉的各功能模塊對應的數據表進行簡化和綜合，得出4張數據表：一是用戶（姓名、性別、年級、學號、工號、密碼），二是設備（設備名稱、序列號、價格、購置日期、性能參數、庫存數量、借出數量、借用狀態、設備位置跟蹤），三是實驗室（實驗室名稱、編號、室內設備、容納人數、主要用途、造價、建成日期、借用狀態、課程安排），四是帖子（標題、內容、發表日期）。
筆者采用E-R圖進行數據庫的概念結構設計，明確表達了用戶與設備、實驗室、帖子之間的關系，如圖5所示。
系統安全性分析
數據庫安全就是保證數據庫信息的保密性、完整性、一致性和可用性。當數據庫被使用時，應確保合法用戶得到數據的正確性，同時要保護數據免受威脅。[3]該信息管理系統采用了身份驗證技術和配置網絡端口的方式來保障數據庫的安全。
第一，身份驗證技術。基于物聯網的高校實驗室資源信息管理系統不允許未經身份驗證的用戶登錄并對數據庫進行操作。該系統使用Session對象記錄用戶的用戶名和密碼，當用戶將瀏覽器關閉后，所建立的會話鏈接自動斷開，從而保證用戶信息的安全。
第二，配置網絡端口?；谖锫摼W的高校實驗室資源信息管理系統的數據庫屬于端口型數據庫，因此非常有必要進行網絡端口的安全配置，以防止黑客攻擊。該系統安裝后將在TCP/IP篩選的選項卡里設置只允許在TCP端口80和443上分別進行HTTP和HTTPS連接。
總結
筆者所設計的基于物聯網的高校實驗室資源信息管理系統具有預約管理、設備管理、實驗室管理和互動交流管理四個功能模塊，能減輕高校實驗員的工作負擔，提高工作效率，在二維碼技術、RFID標簽技術等物聯網技術的支持下，還能讓相關實驗設備的信息錄入、信息查詢和位置跟蹤等工作進一步智能化、人性化和規范化，使實驗室資源能公平地分配給學生和教師使用，同時也保證了設備的安全。在后續研究中，該系統的開發將應用環境配置方便、開發周期短的ASP技術，通過合理地編寫代碼，使代碼的執行效率和系統數據庫的安全性提高。
參考文獻：
[1]林樂杰.科研管理信息系統中數據庫的設計與實現[D].北京：北京化工大學，2006：27.
物聯網實驗室范文6
物聯網工程專業涉及計算機、通信、電子、控制、電氣及自動化多門學科，其課程設置、培養目標也處于研究階段。特別是在多學科環境下開展實踐教學將是專業研究的重點。目前，華中科技大學、重慶理工大學等開設物聯網工程專業的學校也正在開展物聯網工程專業實踐教學建設方面的研究。
河北建筑工程學院的物聯網工程專業是國家首批批準的本科專業，通過多年的教學已積累了大量經驗，基本的教學與實驗條件也較完善，是進行實踐教學改革創新的最佳時期。
二、實踐教學模式探索
（1）作為一個為建設智慧城市培養創新性工程技術人才的本科專業，其與傳統的專業存在著眾多的差異。它沒有成熟的課程實踐教學體系經驗可借鑒，項目旨在建設適合區域學生層次，符合師資條件，富有專業特色的物聯網工程專業實踐教學體系。
通過綜合性實踐教學平臺可有效培養學生的工程實踐能力和創新能力，為提高專業人才素質，培養高水平工程技術人才奠定基礎。
由于物聯網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的融合，也是下一代互聯網（“互聯網+”）所需的學科專業。未來對各高新技術行業人才的需求將非常大，同時此專業的技術也與學校的其他專業存在密切的關系（智能家居、智能建筑、智慧城市等），可以更好地突出物聯網工程專業的行業特色，滿足市場需求和具有更寬的就業面，培養出國家急需的人才。
（2）具體研究內容、研究目標和擬解決的關鍵問題。物聯網工程專業需要根據現有學科基礎、課程設置以及培養方案，結合實驗室的條件、校內外實習、實訓開展的情況及校內外教師的教科研情況，研究實踐教學的新思路、新方法。
通過分析物聯網工程專業國內外實踐教學的現狀與存在的問題，形成行之有效的以“教師為主導，學生為主體”為理念的集實踐主體、實踐評價機制、實踐理念、實踐層次、實踐過程為一體的實踐教學體系，并分析實施該實踐體系要解決的關鍵問題。
著眼于人才需求和自身的辦學優勢，在體現國內物聯網工程專業共同特點的基礎上，突出河北建筑工程學院物聯網工程專業的特色，培養出“互聯網+”背景下具有創新精神和實踐能力的復合型專業人才。
（3）實踐是檢驗真理的唯一標準，夯實硬件是開展物聯網實驗教學與研究的基礎。由于物聯網專業是新開設的專業，沒有一個成熟的方案和經驗可供借鑒，各個高校都在探索課程如何設置、實驗室如何建設、實踐教學如何改革。物聯網是電子、計算機、通信等多個學科交叉的專業，是應用性很強的高新技術專業，因此建設基于CDIO的踐教學體系是實踐教學的創新，具有鮮明的專業特色。
（4）實現多學科技術之間的有機結合，形成一套科學合理的實踐教學體系，使之貫穿物聯網感知層、傳輸層、支撐層和應用層整個知識和技能體系的教學過程中。
三、結語
項目的成功實施既充分體現了對相關專業的繼承和拓展，又強化了實踐訓練，突出了能力培養，對專業的發展有深遠的意義，同時為以培養應用型人才為目標的相關專業建設提供了參考。本著理論聯系實際的基本原則，實現實踐教學案例化。在案例教學中，采用“做中學，做中教”的教學方法，以來自行業的一組工業案例為載體，以教學工廠型實訓基地為平臺，使理論知識、實踐技能、職業素養與實際應用環境相結合，從而達到工作過程與教學過程的融合。按照案例的工作過程進行學習與訓練，使學生的專業能力和社會能力得到逐步提高。
參考文獻：
