午夜精品一区二区三区的区别,无码任你躁久久久久久久,WWW亚洲精品久久久,国产免费av片在线播放

摘要：文章介紹了當(dāng)前智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的現(xiàn)狀和核心功能，闡述了智慧實(shí)驗(yàn)室的概念，構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)模型，設(shè)計(jì)了智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)功能模塊。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、環(huán)境等進(jìn)行智能監(jiān)管的基本功能，為高校智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供了整體解決方案。
　　一、物聯(lián)網(wǎng)與智慧實(shí)驗(yàn)室
　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，我國高校實(shí)驗(yàn)室在設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)與管理、開放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)了在線信息化管理，高校實(shí)驗(yàn)室管理的信息化應(yīng)用水平有了極大的提高。但是各高校實(shí)驗(yàn)室的日常管理仍然歸口在二級(jí)學(xué)院，由二級(jí)學(xué)院完成實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的購置等，這樣導(dǎo)致學(xué)院之間存在著實(shí)驗(yàn)資源重復(fù)購置、實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率低、實(shí)驗(yàn)室開放范圍有限、實(shí)驗(yàn)資源分散和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境缺乏有效監(jiān)測和預(yù)警等問題。近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于智慧城市和智慧校園建設(shè)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高校實(shí)驗(yàn)室管理，可以有效地解決高校實(shí)驗(yàn)室管理存在的問題，也為全面提升高校實(shí)驗(yàn)室信息化管理水平帶來了新的機(jī)遇，高校實(shí)驗(yàn)室管理智慧化已經(jīng)成為未來高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必然發(fā)展趨勢。

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT，Internet of Things)是通過射頻識(shí)別(RFID，Radio Frequency Identification)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物品與網(wǎng)絡(luò)連接起來進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。［1］以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造智慧校園建設(shè)，為高校智慧學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建帶來了誘人的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，智慧教育成為全國教育信息化的發(fā)展方向。［2］

　　智慧實(shí)驗(yàn)室是智慧校園的重要組成部分，是以物聯(lián)網(wǎng)為核心，利用新一代信息技術(shù)為廣大師生提供一個(gè)全面的智能感知實(shí)驗(yàn)環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能化、安全化、可視化管理，資源的互聯(lián)、人員的互動(dòng)協(xié)作以及開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源、教學(xué)資源，科研資源的高度信息共享等。［3］

　　目前，部分高校已經(jīng)開始打造智慧實(shí)驗(yàn)室。華北電力大學(xué)現(xiàn)代無線通信實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了一個(gè)開放、共通的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通信實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)。［4］吳蓬勃等人利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室監(jiān)管系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室的智能課堂管理、智能電源管理、智能環(huán)境管理等功能。［5］王慧淵等人構(gòu)建的智能實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)管、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的信息采集以及安全與能耗管理等。［6］利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，許多公司也開始致力于開發(fā)高校智慧實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，如智慧實(shí)驗(yàn)室綜合監(jiān)管系統(tǒng)、開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)等等。本文針對地方本科高校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際需求，探討了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)設(shè)計(jì)，為地方本科高校智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供建議和參考解決方案。

　　二、基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和泛在網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建高校智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)。由于地方本科高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入有限，智慧實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建要充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，預(yù)留智慧實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)建的接口。根據(jù)地方本科高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的實(shí)際情況，參考物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)，本文構(gòu)建了智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)模型，如圖1所示。

智慧實(shí)驗(yàn)室構(gòu)架模型分成三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層主要依靠RFID和傳感器等設(shè)備采集實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)層主要由有線和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施組成。應(yīng)用層主要由門戶網(wǎng)站、實(shí)驗(yàn)公共數(shù)據(jù)庫、各種實(shí)驗(yàn)室智能監(jiān)管系統(tǒng)等組成。

三、高校智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　高校智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)是師生進(jìn)行課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、科研創(chuàng)新、學(xué)科競賽等教學(xué)實(shí)踐的綜合平臺(tái)，系統(tǒng)主要由基于RFID的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)、開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)、基于ZigBee的實(shí)驗(yàn)室智能監(jiān)控系統(tǒng)、智慧實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)公共數(shù)據(jù)庫、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中心門戶網(wǎng)站等組成。

　　1.基于RFID的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　學(xué)校對每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，設(shè)備搬出實(shí)驗(yàn)室會(huì)自動(dòng)報(bào)警，利用RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備進(jìn)行定位?；赗FID的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)主要包括固定資產(chǎn)管理、低值易耗品管理等。固定資產(chǎn)管理包括設(shè)備增刪、查詢、借用、維修、統(tǒng)計(jì)、定位等，低值易耗品管理包括查詢、領(lǐng)用、統(tǒng)計(jì)等。

　　2.開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　師生通過網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)員開放實(shí)驗(yàn)室非常方便，實(shí)驗(yàn)安排更加科學(xué)合理。開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)包括權(quán)限管理、預(yù)約管理、查詢管理、門禁管理、審批管理等功能，預(yù)約管理主要是實(shí)現(xiàn)預(yù)約申請、預(yù)約審核、實(shí)驗(yàn)進(jìn)度等，查詢主要是查詢實(shí)驗(yàn)室類別、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)備狀態(tài)、預(yù)約狀況等。

　　3.基于ZigBee的智慧實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　基于ZigBee的智慧實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)主要由智能設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能安全系統(tǒng)、智能供電系統(tǒng)、智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等組成。智能設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)完成對實(shí)驗(yàn)室大型儀器設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測;智能安全系統(tǒng)完成對實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)品、維護(hù)人員的監(jiān)控;智能供電系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)室照明控制、遠(yuǎn)程電源管理、電力監(jiān)測等功能;智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)完成對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。

　　整個(gè)系統(tǒng)包括服務(wù)器、路由器、ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee終端等，服務(wù)器通過實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息管理的智慧化，并對協(xié)調(diào)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理。路由器負(fù)責(zé)接收終端節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器。ZigBee協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)路由器或終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。ZigBee終端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集。

　　系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是設(shè)計(jì)ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee終端，主要包括主控CPU、ZigBee模塊、RFID模塊、串口、傳感器模塊和門禁模塊等。

　　(1)主控CPU。一般選用ARM內(nèi)核，如三星的 ARM Cortex-A8、ST公司的ARM Cortex-M3等芯片。

　　(2)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)模塊。市場上ZigBee主要芯片提供商(2.4GHz)為TI/Chipcon、Ember(ST)、Jennie、Freescale、UBEC等，ZigBee模塊一般選用CC2430/CC2530芯片。CC2430芯片集成了ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和8051MCU。

　　(3)傳感器模塊。主要由紅外傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器等組成。

　　4.實(shí)驗(yàn)室智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠記錄進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的人員情況，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。該系統(tǒng)由智能監(jiān)管系統(tǒng)、智能預(yù)警系統(tǒng)等組成。智能監(jiān)管系統(tǒng)主要包括實(shí)驗(yàn)室地圖、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、巡視系統(tǒng)、對講呼叫系統(tǒng)、緊急報(bào)警系統(tǒng)、智能視頻分析等功能。智能預(yù)警系統(tǒng)主要包括應(yīng)急預(yù)警、危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)室預(yù)警、門窗預(yù)警、實(shí)驗(yàn)人員預(yù)警、用電預(yù)警、安全預(yù)警情況查詢等功能。

　　5.實(shí)驗(yàn)公共數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

　　實(shí)驗(yàn)公共數(shù)據(jù)庫主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、人員和場地等數(shù)據(jù)的共享和優(yōu)化，包括固定資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、實(shí)驗(yàn)耗材數(shù)據(jù)庫、場地?cái)?shù)據(jù)庫、實(shí)驗(yàn)人員數(shù)據(jù)庫、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫等。固定資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫包括設(shè)備編號(hào)、設(shè)備名稱、型號(hào)規(guī)格、生產(chǎn)廠家、價(jià)格、購置日期等。實(shí)驗(yàn)耗材數(shù)據(jù)庫包括名稱、規(guī)格、數(shù)量、產(chǎn)地等。場地?cái)?shù)據(jù)庫包括名稱、地址、所在部門、面積等。實(shí)驗(yàn)人員數(shù)據(jù)庫包括姓名、性別、年齡、職稱、所學(xué)專業(yè)等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫包括實(shí)驗(yàn)名稱、所屬課程、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)室名稱、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、開設(shè)時(shí)間、指導(dǎo)教師、分組情況等。

　　6.智慧實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中心門戶網(wǎng)站

　　實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中心門戶網(wǎng)站主要是為實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生提供一個(gè)支持實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)可以對實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行合理分配和管理，是各種實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和學(xué)生學(xué)習(xí)交流的入口。

　　四、總結(jié)

　　文章闡述了智慧實(shí)驗(yàn)室的概念，構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)模型，設(shè)計(jì)了智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智能管理的基本功能。但是探索基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究才剛剛起步，智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在投資成本大收益低、各種智能監(jiān)控系統(tǒng)融合難、實(shí)驗(yàn)室維護(hù)難等問題。如何設(shè)計(jì)高效、融合的智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智慧化無縫管理，仍然是今后智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的努力方向。

　　參考文獻(xiàn)：

　　［1］朱洪波,楊龍祥,于全.物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想與應(yīng)用策略研究［J］.通信學(xué)報(bào),2010 (11):2-9.

　?。?］楊現(xiàn)民,余勝泉.智慧教育體系架構(gòu)與關(guān)鍵支撐技術(shù)［J］.中國電化教育,2015(1):77-84.

　?。?］周春月,閆子淇.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)研究［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014 (5):239-242.

　?。?］車轔轔,孔英會(huì),趙建立,程文清.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2013(10):212-215.

　?。?］吳蓬勃,李學(xué)海,楊斐,張金燕.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室研究與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2015(3):78-85.

　?。?］王慧淵,張珣.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能實(shí)驗(yàn)室的研究［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2013(10):64-67.