摘要:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近年來受到了社會各界的廣泛關(guān)注，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品的大量實現(xiàn)，智能實驗室的實現(xiàn)也不再遙遠。這種新型實驗室管理系統(tǒng)的最主要目標就是實現(xiàn)實驗室的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化和實時化，大大降低了人員費用的開支，這將從根本上改變我國高校一貫運用傳統(tǒng)的方法來管理實驗室的局面。該文提出了一些物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)，并利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識別技術(shù)等簡單設(shè)計了一個基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室管理方案。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);實驗室建設(shè);傳感器;RFID芯片;探究

自2009年8月總理提出“感知中國”這一物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)議題以來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連同其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用受到了人們越來越廣泛的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)，被譽為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)的浪潮。作為互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)等應(yīng)用的增長點，將會大大促進信息化的應(yīng)用，不僅僅可以提高經(jīng)濟效益，還可以為國家的經(jīng)濟發(fā)展提供技術(shù)動力，為產(chǎn)業(yè)行業(yè)開拓了又一潛力無窮的發(fā)展機會。隨著信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，物聯(lián)網(wǎng)涉及各類產(chǎn)業(yè)和人們生活的方方面面，將大大提升互聯(lián)和智能方面的特性，使實現(xiàn)智慧地球的夢想成為可能［1－2］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理中的應(yīng)用，綜合運用了現(xiàn)均已趨成熟的RFID、WSN技術(shù)、智能技術(shù)、納米技術(shù)等知識，將實驗室中的所有物品，包括儀器設(shè)備、辦公用品、實驗耗材、實驗環(huán)境、實驗人員等，與網(wǎng)絡(luò)連接起來、與移動信息網(wǎng)連接起來，真正實現(xiàn)實時的遠程控制，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新時代必將為人們帶來生活上、工作上的全新體驗［3］。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念

“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)是指通過RFID、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，按照約定的協(xié)議，以有線或無線的方式把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，以計算、存儲、分析等處理方式構(gòu)成所關(guān)心事物的動態(tài)和靜態(tài)的信息知識網(wǎng)絡(luò)，用以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［4］。物聯(lián)網(wǎng)的用途非常廣泛，遍及城市管理、數(shù)字家庭、定位導(dǎo)航、現(xiàn)代物流管理、食品安全控制、零售、數(shù)字醫(yī)療、防入侵系統(tǒng)［5］等諸多的領(lǐng)域。

2高校實驗室管理現(xiàn)狀

摘要:隨著高校實驗室環(huán)境和硬件條件不斷改善,建立基于現(xiàn)代信息技術(shù)的,更為科學(xué)和行之有效的實驗室管理運行模式是實驗室開放共享、高效運轉(zhuǎn)的當(dāng)務(wù)之急。分析了我校植物生產(chǎn)國家級實驗教學(xué)中心的運行管理現(xiàn)狀及存在問題,嘗試以中心公共平臺大型儀器室作為試點,引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),初步建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室。將物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)與現(xiàn)有實驗室管理系統(tǒng)交叉融合,逐步提高中心實踐教學(xué)資源的開放共享率,并有效緩解實驗室安全管理壓力,切實為師生服務(wù)。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；實驗室管理；開放共享；安全管理

“雙一流”大學(xué)的建設(shè)過程中,強化實踐教學(xué),努力提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)的重要目標之一,而加快構(gòu)建高水平實踐教學(xué)平臺,完善質(zhì)量管理體系,不斷提高實踐教學(xué)水平是其基本保障［1-2］。高校實驗室作為培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的重要場所,在高校的教學(xué)過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用,新形勢下,實驗室必須逐步提高開放資源的利用率與共享率,充分發(fā)揮其在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育環(huán)節(jié)中的重要作用。然而,當(dāng)前現(xiàn)狀表明高校實驗室硬件條件建設(shè)得到快速發(fā)展的同時,實驗室管理水平卻未能與之獲得相應(yīng)的提升,傳統(tǒng)的實驗室管理運行模式與逐年增長的實驗實踐教學(xué)需求之間存在的矛盾日漸凸顯,使得實驗室運行過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題亟待解決。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來,物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計算等具有智能化的信息技術(shù)不斷發(fā)展成熟,為實驗室管理提供了新的方法和視角［3-5］。物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings,IoT)是由美國麻省理工學(xué)院(MIT)Auto-ID實驗室于1999年提出,它是通過紅外線傳感器、射頻識別(RFID)、激光掃描器、定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備,按照約定協(xié)議把物品和網(wǎng)絡(luò)連接起來進行信息交換以及通信,從而實現(xiàn)智能化跟蹤、識別、監(jiān)控、定位與管理的一種物物相連網(wǎng)絡(luò)?！拔锫?lián)網(wǎng)”的出現(xiàn)打破了數(shù)據(jù)管理和物理設(shè)施間相互獨立的模式,其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。現(xiàn)階段,物聯(lián)網(wǎng)在“智慧校園”建設(shè)中的應(yīng)用范圍和應(yīng)用規(guī)模都在不斷地擴大［6-8］。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生產(chǎn)國家級實驗教學(xué)中心近年來逐步嘗試通過網(wǎng)絡(luò)化、智能化的手段積極改革傳統(tǒng)的管理運行模式,解決以往實驗室管理過程中存在的問題,以緩解實驗室運行和安全管理帶來的壓力,并不斷提高中心平臺的開放共享效率。

1傳統(tǒng)實驗室管理模式的問題與挑戰(zhàn)

為了滿足逐年增加的教學(xué)、科研活動需求,我校實驗實踐課程的數(shù)量及規(guī)模都在持續(xù)擴大,各實驗教學(xué)中心的管理變得更加復(fù)雜,傳統(tǒng)的以人工為主的實驗室管理模式已不能滿足目前實驗實踐教學(xué)的高要求,實驗室運行管理過程中面臨著各種各樣的問題,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)隨著實驗實踐課程、各類“雙創(chuàng)”項目及學(xué)科競賽活動的大幅度增加、實驗項目范圍和質(zhì)量的逐步提高,實驗室運行管理的壓力隨之而來;(2)由于受到時間、空間、人力以及安全性等管理因素的限制,實驗室的開放共享程度未能達到預(yù)期的效果,從而使得一方面優(yōu)質(zhì)實驗資源未能得到充分利用,另一方面影響了大學(xué)生課外開放性實驗項目及學(xué)科競賽、活動的開展;(3)管理人員不能及時掌握實驗室儀器設(shè)備的使用狀態(tài),導(dǎo)致維護、保養(yǎng)不及時,尤其是開放共享的大型儀器設(shè)備更是故障頻發(fā),維修周期長,嚴重影響了教學(xué)和科研的正常進行;(4)實驗室安全管理壓力大,近些年高校實驗室安全事故時有發(fā)生,實驗室安全管理中面臨著許多安全隱患,如水電安全、?；饭芾?、儀器設(shè)備使用、實驗室開放使用等。雖然目前大部分高校實驗室都配備了攝像頭,但是攝像設(shè)備往往具有較大的盲區(qū),所采集的數(shù)據(jù)比較單一,也無法實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控,一旦有危險情況發(fā)生,不能及時獲得信息和采取相應(yīng)的措施。盡管目前中心實驗室已經(jīng)建立或引進了一系列信息化管理系統(tǒng),如實驗教學(xué)管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和實驗設(shè)備綜合管理系統(tǒng)等,但是各個系統(tǒng)仍處于孤立狀態(tài),未能達到理想的效果,而且引入的此類系統(tǒng)側(cè)重于課內(nèi)實驗課程的安排、調(diào)度和運行等傳統(tǒng)管理功能?？傊?現(xiàn)有的管理模式在管理的時效性上是滯后的,無法實時反映實驗室的工作狀態(tài)。實驗室管理必須突破時間、空間、人力等因素限制,積極探索一套更為科學(xué)和行之有效地開放共享管理模式,打造基于信息化環(huán)境的開放實驗室,使實驗室能夠安全、高效運轉(zhuǎn),切實為師生服務(wù)。

2物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)初探

[摘要]物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一新型技術(shù)，也為高校教育信息化改革提供有利條件。本文探討分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)；高校實驗室

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用無線數(shù)據(jù)等多種通信技術(shù)，構(gòu)造了一個能夠覆蓋世界上萬物的網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)了物與物相聯(lián)，在這個大網(wǎng)絡(luò)中，物與物之間能夠彼此進行“溝通交流”，并且無需人的操作及干預(yù)。物聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是利用射頻自動識別技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物與物的自動識別及信息的共享與互聯(lián)。1.射頻識別技術(shù)。該技術(shù)具有顯著的便捷性、保密性和可靠性特點，主要應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)的非接觸式自動識別技術(shù)，可以處于惡劣的環(huán)境保持正常工作，借助射頻信號可以對目標對象進行自動識別并獲取數(shù)據(jù)信息。同時該技術(shù)還可有效識別快速運動的物體并能同時獲取多個標簽，從而實現(xiàn)對物體的跟蹤和管理。射頻識別技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合能有效追蹤全球范圍內(nèi)產(chǎn)品以及實現(xiàn)信息共享。一般射頻識別技術(shù)從高到低分為微波、超高頻、高頻、低頻等幾種類型。當(dāng)前射頻識別技術(shù)主要應(yīng)用于存儲物品數(shù)據(jù)信息的電子標簽和用于讀取以及寫入標簽信息等讀寫器等。2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)是指集分布式信息采集、傳輸、處理等于一體的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，偏向于組網(wǎng)，有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速傳遞，具有顯著的成本低廉和部署簡單等顯著優(yōu)勢。正是因靈活性高、低功耗、低成本和微型化的鋪設(shè)和組網(wǎng)方式等受到廣泛重視和應(yīng)用。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由電源、通信單元、傳感單位以及處理單元組成，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和國民經(jīng)濟發(fā)展以及安全有著緊密聯(lián)系，物聯(lián)網(wǎng)也是通過遍及在世界各地的傳感器才能實現(xiàn)更好地感知整個物質(zhì)世界。3.智能技術(shù)。該技術(shù)指將智能系統(tǒng)植入事物物體內(nèi)，促使物體具有智能性，最主要在于促使物體主動和被動地實現(xiàn)和物體、用戶之間溝通對話目的。智能技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不可缺少的組成，主要涵蓋智能信號處理、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)、人機交互技術(shù)與系統(tǒng)等多種類型。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展代表了整個社會信息化的發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)正逐漸走向?qū)嵱秒A段，它在高等學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用正方興未艾。在高等學(xué)校校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上搭建校園物聯(lián)網(wǎng)平臺，可以有效實現(xiàn)實時物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)反饋、遠程采集實驗數(shù)據(jù)、開發(fā)智能化校園建設(shè)、高等學(xué)校智能設(shè)備管理、對學(xué)生遠程健康管理和智能校園安保等諸多應(yīng)用。傳統(tǒng)實驗室管理都是通過紙質(zhì)版和電子版創(chuàng)建賬目并采取標簽粘貼式管理設(shè)備，然而隨著不斷增多的實驗室設(shè)備和實訓(xùn)項目，自然而然就暴露了實驗室管理弊端，影響實驗室發(fā)揮應(yīng)有作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)、計算機、移動通信等信息產(chǎn)物，以無線傳感網(wǎng)技術(shù)、射頻識別技術(shù)、納米技術(shù)以及智能技術(shù)等知識實現(xiàn)全方位的定位、識別、跟蹤、監(jiān)控、管理等多方面功能，促使實驗室管理人員從傳統(tǒng)繁瑣復(fù)雜的實驗室管理工作中解放出來，不僅改變實驗室管理模式，最重要的是提高實驗室管理信息化程度和管理效率，加快各個實驗室之間的信息溝通，有效消除信息孤島現(xiàn)狀，進一步提高實驗室設(shè)備使用效率和管理水平。（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗室設(shè)備管理中的應(yīng)用。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)對實驗室儀器設(shè)備管理智能化，通過建立儀器設(shè)備采集控制中心將中央處理系統(tǒng)和各儀器設(shè)備，較好地實現(xiàn)和實驗室管理員之間的遠程互動，即實驗室管理員在采集控制中心可以及時更新儀器設(shè)備信息，通過使用維護安檢、預(yù)約和過程控制等操作及時關(guān)注實驗室情況。高校傳統(tǒng)實驗室設(shè)備管理中會采取固定資產(chǎn)標簽形式，使用者從標簽上可以讀出每臺實驗設(shè)備儀器名稱、購置日期、固定資產(chǎn)號等。然而這種標簽較易丟失或沒有任何可寫性，如果為每臺實驗室儀器設(shè)備安裝射頻識電子標簽可以作為信息采集和識別的紐帶，將讀寫器安裝在實驗室出入口便能自動識別儀器設(shè)備，在通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得實驗設(shè)備固定資產(chǎn)編號、型號、規(guī)格、名稱、生產(chǎn)廠家、國別、使用單位、生產(chǎn)日期、經(jīng)銷商、使用說明等并自動生成入庫清單，可以完成自動化入庫管理。（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗室人員管理中的應(yīng)用。實驗室除了有技術(shù)人員和管理、清掃人員進入外，還有教師和學(xué)生進入實驗室開展操作?？梢栽趯嶒炇胰肟诎惭b固定閱讀器，當(dāng)外來教師和學(xué)生或其他人員進入后就需要佩戴電子標簽后再進入實驗室區(qū)域，可以較好地保證實驗場所安全有序。該閱讀器可以職工姓名、工種、院系、職稱、聯(lián)系方式等基本信息進行自動識別，與此同時獲取信息也可以借助互聯(lián)網(wǎng)自動傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)相對應(yīng)模塊當(dāng)中做好登記儲存記錄，如果來訪者信息和預(yù)約授權(quán)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息相一致后則可以進入實驗室，反之如果和預(yù)約授權(quán)信息有出入，那么固定閱讀器則會第一時間收到信號后發(fā)出報警提示，目的在于告知實驗室管理人員該人員是非法進入，請快速采取處理措施。此外實驗人員開展單獨實驗操作時需要在手腕佩戴連接安全控制中心的傳感器，如果該傳感器長時間處于靜止狀態(tài)則會向控制中心發(fā)出警報信號，大幅度提高使用者安全系數(shù)。（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗室安防管理中的應(yīng)用。實驗室安防是其管理重要組成，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐能打破傳統(tǒng)監(jiān)測終端在環(huán)境、空間、時間等方面限制，實現(xiàn)靈活性信息采集和可靠性高傳輸以及易于維護等優(yōu)勢，也逐漸成為實驗室安全防范系統(tǒng)未來發(fā)展和研究方向。對此在實驗室安防管理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有以下方面：1.前端監(jiān)測模塊。數(shù)據(jù)在實驗室安防監(jiān)測應(yīng)用中是整個系統(tǒng)不可缺少的元素，該模塊更是獲取最原始數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)。然而在對前端監(jiān)測模塊進行安裝時不得不考慮成本因素，對此可以將每一套傳感器和同一MCU相連接且共同使用一塊通信模塊，從而更好地降低成本和功耗等。其中MCU運用性價比較高的是STC12C5A60S2單機片為主要核心控制器，可以提供如兩路外部中斷、兩路UART、SPI、GPIO等外部資源，可以較好地滿足系統(tǒng)資源需求。前端監(jiān)測模塊任務(wù)在于各個傳感器信號進行定時采集和處理，通過分類和判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)給通信模塊后再直接轉(zhuǎn)發(fā)給中轉(zhuǎn)站。通信模塊可以和MCU相連接，功耗不足0.1W，在可視環(huán)境下能傳輸近百米數(shù)據(jù)，完全滿足傳輸距離要求或數(shù)據(jù)采集需求。2.中轉(zhuǎn)站。該站是連接采集前端和后臺之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾獦蛄?，更是系統(tǒng)中心節(jié)點。通過虛擬UART和ZigBee模塊相連接，再通過兩路RS22接口和GSM模塊、電力載波模塊相連接模塊，中轉(zhuǎn)站只要將數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的地方即可。其中電力載波和ZigBee兩條傳輸路徑相互備份，對提高系統(tǒng)運行效率有著積極的促進作用。如果出現(xiàn)緊急險情即外來人員試圖打開門或傳感器監(jiān)測遇到異常狀況時，系統(tǒng)則會第一時間通過GSM短信模塊向?qū)嶒炇胰藛T發(fā)送報警信息，當(dāng)實驗室管理人員收到信息后則會判斷故障類型和采取處理措施，避免造成不良影響。3.后臺管理系統(tǒng)。實驗室安防管理系統(tǒng)在監(jiān)測模塊的基礎(chǔ)上采集和處理數(shù)據(jù)，根據(jù)模塊化設(shè)計思想可以將其分為系統(tǒng)管理、用戶管理、數(shù)據(jù)管理三個主要模塊，從而更好地實現(xiàn)實驗室安防狀態(tài)信息存儲、監(jiān)測、查詢以及無人管理時布防等多種功能。

【摘要】開放式物理實驗教學(xué)是當(dāng)前物理實驗教學(xué)改革的必然趨勢。為適用開放式實驗教學(xué)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于開放實驗室系統(tǒng)建設(shè),實現(xiàn)了物理實驗室全天候安全開放，提高了實驗室的智能化管理水平。

【關(guān)鍵詞】開放式實驗室；物聯(lián)網(wǎng)；實驗室建設(shè)

為了適用開放式實驗教學(xué)，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(xué)生不能及時了解開放性實驗內(nèi)容以及實驗時間的信息；學(xué)生必須到實驗室去預(yù)約，由實驗室教師登記等。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，針對開放實驗室智能化管理需求，從不同角度出發(fā)，也提出了許多開放實驗室信息管理系統(tǒng)方案，如機房自動管理系統(tǒng)等，這些方案在實驗室信息管理、人員管理、設(shè)備管理、實驗項目管理、預(yù)約管理、系統(tǒng)管理、統(tǒng)計報表等方面，不同程度實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)設(shè)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(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于開放實驗室的管理，利用門禁、觸屏派位、視頻監(jiān)控、平板電腦終端、設(shè)備控制器與智能電源插座等，結(jié)合基于B/S結(jié)構(gòu)的開放式實驗室web管理系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)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(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，獲取各種應(yīng)用需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，它的主要作用是識別物體、采集信息。網(wǎng)絡(luò)層主要作用是進行信息和數(shù)據(jù)的傳輸，主要利用現(xiàn)有的比較成熟的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及移動通信技術(shù)。應(yīng)用層主要作用是將感知層采集到的信息和數(shù)據(jù)進行分析處理，在實際的環(huán)境中進行應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求相結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能醫(yī)療等應(yīng)用。硬件系統(tǒng)主要集中在感知層和網(wǎng)絡(luò)層、軟件系統(tǒng)主要集中在應(yīng)用層，其中可能用到一些中間件技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等。從物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)可看出，物聯(lián)網(wǎng)從感知信息，傳輸信息，到處理應(yīng)用信息用到了若干技術(shù)，也涉及到許多硬件和軟件，物聯(lián)網(wǎng)是一個綜合性的概念和提法。

2硬件建設(shè)

摘要:隨著高校實驗室環(huán)境和硬件條件不斷改善,建立基于現(xiàn)代信息技術(shù)的,更為科學(xué)和行之有效的實驗室管理運行模式是實驗室開放共享、高效運轉(zhuǎn)的當(dāng)務(wù)之急。分析了我校植物生產(chǎn)國家級實驗教學(xué)中心的運行管理現(xiàn)狀及存在問題,嘗試以中心公共平臺大型儀器室作為試點,引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),初步建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室。將物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)與現(xiàn)有實驗室管理系統(tǒng)交叉融合,逐步提高中心實踐教學(xué)資源的開放共享率,并有效緩解實驗室安全管理壓力,切實為師生服務(wù)。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；實驗室管理；開放共享；安全管理

“雙一流”大學(xué)的建設(shè)過程中,強化實踐教學(xué),努力提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)的重要目標之一,而加快構(gòu)建高水平實踐教學(xué)平臺,完善質(zhì)量管理體系,不斷提高實踐教學(xué)水平是其基本保障［1-2］。高校實驗室作為培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的重要場所,在高校的教學(xué)過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用,新形勢下,實驗室必須逐步提高開放資源的利用率與共享率,充分發(fā)揮其在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育環(huán)節(jié)中的重要作用。然而,當(dāng)前現(xiàn)狀表明高校實驗室硬件條件建設(shè)得到快速發(fā)展的同時,實驗室管理水平卻未能與之獲得相應(yīng)的提升,傳統(tǒng)的實驗室管理運行模式與逐年增長的實驗實踐教學(xué)需求之間存在的矛盾日漸凸顯,使得實驗室運行過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題亟待解決。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來,物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計算等具有智能化的信息技術(shù)不斷發(fā)展成熟,為實驗室管理提供了新的方法和視角［3-5］。物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings,IoT)是由美國麻省理工學(xué)院(MIT)Auto-ID實驗室于1999年提出,它是通過紅外線傳感器、射頻識別(RFID)、激光掃描器、定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備,按照約定協(xié)議把物品和網(wǎng)絡(luò)連接起來進行信息交換以及通信,從而實現(xiàn)智能化跟蹤、識別、監(jiān)控、定位與管理的一種物物相連網(wǎng)絡(luò)?！拔锫?lián)網(wǎng)”的出現(xiàn)打破了數(shù)據(jù)管理和物理設(shè)施間相互獨立的模式,其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。現(xiàn)階段,物聯(lián)網(wǎng)在“智慧校園”建設(shè)中的應(yīng)用范圍和應(yīng)用規(guī)模都在不斷地擴大［6-8］。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生產(chǎn)國家級實驗教學(xué)中心近年來逐步嘗試通過網(wǎng)絡(luò)化、智能化的手段積極改革傳統(tǒng)的管理運行模式,解決以往實驗室管理過程中存在的問題,以緩解實驗室運行和安全管理帶來的壓力,并不斷提高中心平臺的開放共享效率。

1傳統(tǒng)實驗室管理模式的問題與挑戰(zhàn)

為了滿足逐年增加的教學(xué)、科研活動需求,我校實驗實踐課程的數(shù)量及規(guī)模都在持續(xù)擴大,各實驗教學(xué)中心的管理變得更加復(fù)雜,傳統(tǒng)的以人工為主的實驗室管理模式已不能滿足目前實驗實踐教學(xué)的高要求,實驗室運行管理過程中面臨著各種各樣的問題,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)隨著實驗實踐課程、各類“雙創(chuàng)”項目及學(xué)科競賽活動的大幅度增加、實驗項目范圍和質(zhì)量的逐步提高,實驗室運行管理的壓力隨之而來;(2)由于受到時間、空間、人力以及安全性等管理因素的限制,實驗室的開放共享程度未能達到預(yù)期的效果,從而使得一方面優(yōu)質(zhì)實驗資源未能得到充分利用,另一方面影響了大學(xué)生課外開放性實驗項目及學(xué)科競賽、活動的開展;(3)管理人員不能及時掌握實驗室儀器設(shè)備的使用狀態(tài),導(dǎo)致維護、保養(yǎng)不及時,尤其是開放共享的大型儀器設(shè)備更是故障頻發(fā),維修周期長,嚴重影響了教學(xué)和科研的正常進行;(4)實驗室安全管理壓力大,近些年高校實驗室安全事故時有發(fā)生,實驗室安全管理中面臨著許多安全隱患,如水電安全、?；饭芾?、儀器設(shè)備使用、實驗室開放使用等。雖然目前大部分高校實驗室都配備了攝像頭,但是攝像設(shè)備往往具有較大的盲區(qū),所采集的數(shù)據(jù)比較單一,也無法實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控,一旦有危險情況發(fā)生,不能及時獲得信息和采取相應(yīng)的措施。盡管目前中心實驗室已經(jīng)建立或引進了一系列信息化管理系統(tǒng),如實驗教學(xué)管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和實驗設(shè)備綜合管理系統(tǒng)等,但是各個系統(tǒng)仍處于孤立狀態(tài),未能達到理想的效果,而且引入的此類系統(tǒng)側(cè)重于課內(nèi)實驗課程的安排、調(diào)度和運行等傳統(tǒng)管理功能?？傊?現(xiàn)有的管理模式在管理的時效性上是滯后的,無法實時反映實驗室的工作狀態(tài)。實驗室管理必須突破時間、空間、人力等因素限制,積極探索一套更為科學(xué)和行之有效地開放共享管理模式,打造基于信息化環(huán)境的開放實驗室,使實驗室能夠安全、高效運轉(zhuǎn),切實為師生服務(wù)。

2物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)初探

1實踐教學(xué)體系研究

1.1實驗室建設(shè)

因為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)，在實驗室建設(shè)方面應(yīng)整合校內(nèi)校外優(yōu)質(zhì)資源，大力推進校企聯(lián)合實驗室、企業(yè)實訓(xùn)實習(xí)基地等的建設(shè)，使實驗教學(xué)和企業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合，進一步豐富實驗教學(xué)體系，改善實驗教學(xué)環(huán)境，鍛煉和提升學(xué)生的綜合實踐能力和工程創(chuàng)新能力，充分利用校內(nèi)實訓(xùn)基地和校外實訓(xùn)基地的一體化平臺建設(shè)，形成物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才從校園至企業(yè)的無縫對接；依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)專業(yè)的實驗教學(xué)體系，及培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目標。物聯(lián)網(wǎng)實驗室應(yīng)該分成四個層次：基礎(chǔ)型實驗室、專業(yè)型實驗室、創(chuàng)新型實驗室、崗位實驗室。1基礎(chǔ)實驗室包括軟件實驗室、數(shù)據(jù)庫實驗室、組成原理實驗室等.2專業(yè)實驗室包括RFID實驗室、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室、傳感網(wǎng)絡(luò)實驗室、單片機實驗室、嵌入式實驗室等.3創(chuàng)新實驗室主要包括智能家居創(chuàng)新應(yīng)用和地方行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用兩大類。4崗位實訓(xùn)室，崗位實訓(xùn)室旨在培養(yǎng)學(xué)生從事相關(guān)行業(yè)所必備的素質(zhì)和能力。崗位方向物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理員、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)管理員、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工程師等核心職業(yè)崗位以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備技術(shù)支持與營銷等相關(guān)職業(yè)崗位。

1.2實驗教學(xué)方法與手段

從對學(xué)生自主學(xué)習(xí)和多樣化發(fā)展的適應(yīng)性和實踐能力培養(yǎng)目標出發(fā)，各門實驗課程的授課教師對本門實驗課程中各個實驗項目進行認真研究，對綜合性、設(shè)計性實驗進行準確認定。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程類實驗教學(xué)的特征，針對不同專業(yè)的學(xué)科特點選擇實驗項目，仍然保留部分傳統(tǒng)的手工操作實驗技術(shù)，如電路理論、電子技術(shù)等傳統(tǒng)實驗和實訓(xùn)項目，讓學(xué)生通過傳統(tǒng)的操作方式完成，便于教師在教學(xué)中以手把手的方式進行輔導(dǎo)。同時積極采用現(xiàn)代化信息技術(shù)，更新先進的計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)先進的計算機仿真模擬操作和網(wǎng)絡(luò)化管理的實驗環(huán)境。目前，實驗教學(xué)中心大多數(shù)專業(yè)實驗項目通過計算機進行仿真或模擬操作，在Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行，各專業(yè)課程的演示實驗也均可以多媒體技術(shù)、電子幻燈、電子顯示屏系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)進行。

1.3實驗隊伍建設(shè)

近些年來，越來越多的高校開始注重實驗室的管理，并且，在管理過程中會將相關(guān)信息化以及互聯(lián)網(wǎng)的手段技術(shù)進行深入地融合應(yīng)用。主要原因有兩方面：首先，利用相關(guān)的技術(shù)可以對實驗室的基本管理流程進行深入簡化，這可以有效地降低相關(guān)人員的工作壓力以及任務(wù)，從而提升工作效率；另一方面的原因就是通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以降低學(xué)校在實驗設(shè)備方面的費用，從而提升高校實際運營中的效益水平。對于目前的基本現(xiàn)狀進行分析可以發(fā)現(xiàn)，部分高校對于相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的認知缺失，從而嚴重影響到實驗室的實際管理水平以及質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，如何提升高校實驗室的相關(guān)管理技術(shù)應(yīng)用水平也是多數(shù)學(xué)者一直探討的問題。以下主要圍繞現(xiàn)階段高校實驗室管理的基本狀況展開簡單的分析與探討。

1當(dāng)前階段高校實驗室管理基本情況

隨著科技的不斷進步以及時代的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)等具有典型特點的新興技術(shù)開始進入人們的生活并且與不同的行業(yè)以及領(lǐng)域進行深入融合。而在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)以及計算機等相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下，國家對于教育的重視水平也在不斷地提升，這導(dǎo)致教育信息化的范圍不斷擴大。在高校的實際教學(xué)過程中，實驗室作為相關(guān)教師以及學(xué)生的技術(shù)研究與教學(xué)安排中的關(guān)鍵對象，有著不可替代的重要作用。與此同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理過程中的不斷應(yīng)用，管理方法得到了進一步的優(yōu)化，管理信息之間的交流以及通信也得到了進一步地加快，智能化水平不斷提升。在目前的新興時代背景下，存在著很大一部分的高校實驗室仍然利用傳統(tǒng)的人工管理方式進行實驗設(shè)備的管理，但利用這種方式存在著管理效率低以及設(shè)備故障率高的缺點，同時相關(guān)信息數(shù)據(jù)的更新速度也十分緩慢。一般情況下，高校實驗室的實驗設(shè)備數(shù)量都比較多，這主要是因為伴隨著時代的發(fā)展，高校的辦學(xué)規(guī)模以及范圍不斷加大，與此帶來的是高校實驗項目數(shù)量的不斷增加。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工管理模式下的紙質(zhì)記錄方法已經(jīng)無法與目前的設(shè)備更新速度所匹配。在高校實驗室的實際管理過程中，往往需要相關(guān)人員對于實驗室設(shè)備的編號以及相關(guān)位置擺放進行不斷的核對以及檢驗，這個過程需要耗費大量的人力以及物力，同時伴以較高的錯誤率。這就需要相關(guān)的管理人員在實驗室的相關(guān)工作開展過程中進行監(jiān)督以及檢查，進一步促進高校實驗資源的合理利用。但是對于實際的高校實驗室管理進行分析，可以發(fā)現(xiàn)很多學(xué)校并沒有對實驗室的正常管理工作賦予足夠的重視程度，有些學(xué)校機構(gòu)可能意識到了這一問題，但卻并未采取有效措施，甚至為了降低相關(guān)運營費用，并未針對高校實驗室的實際情況以及客觀需求進行相關(guān)人員的合理安排。

2高校實驗室相關(guān)信息化管理技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時代背景下的進一步應(yīng)用

2.1實驗設(shè)備的相關(guān)管理。在高校實驗室中，實驗設(shè)備的數(shù)量以及種類都呈現(xiàn)多樣化的基本特點，而要想針對性地提升高校實驗室的管理質(zhì)量以及水平，要求相關(guān)的高校管理人員要充分分析物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息技術(shù)的基本特點，同時結(jié)合實驗室的實際情況進一步對相關(guān)的設(shè)備進行全面管理。主要可以分以下的幾個方面進行：首先，相關(guān)技術(shù)人員可以借助信息化的相關(guān)管理技術(shù)以及手段，對高校實驗室中所存在的設(shè)備配備電子化標記，除此以外，可以將實驗設(shè)備的型號、使用情況、生產(chǎn)地址以及廠家情況等基本信息在電子標識中進行存儲。在這種情況下，相關(guān)人員在進行高校實驗設(shè)備的管理過程中，可以通過事先存儲的相關(guān)信息對實驗設(shè)備的運行實現(xiàn)高效管理，這可以有效節(jié)省工作時間。其次，相關(guān)設(shè)備管理人員可以借助相關(guān)的信息化管理技術(shù)實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備信息到無線終端設(shè)備的實時傳輸，并進一步進行分類管理。通過運用此種方法，工作人員在進行設(shè)備的實際管理時，可以通過相關(guān)設(shè)備對于設(shè)備信息進行搜索查找，結(jié)合設(shè)備中所存在的基本問題進行有效解決。這在一定程度上可以提升高校實驗室設(shè)備管理工作效率以及質(zhì)量水平，減輕相關(guān)工作人員的實際工作壓力以及任務(wù)量。2.2實驗設(shè)備外借相關(guān)管理。根據(jù)高校在教學(xué)過程中的實際情況以及需要，往往會存在著高校老師或者學(xué)生到實驗室中借用相關(guān)實驗設(shè)備的情況，這就要求相關(guān)工作人員對于外借的實驗設(shè)備進行數(shù)量以及使用人員的記錄，并且跟蹤性的核對以及進行事后的檢查，否則會對高校實驗室設(shè)備管理工作的順利開展產(chǎn)生阻礙。因此，為了提升實驗室設(shè)備在外借過程中的管理水平，相關(guān)管理人員可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)手段對于外借的實驗室設(shè)備進行深入的跟蹤以及記錄。首先，高校中的相關(guān)管理人員可以在相關(guān)人員的外借實驗設(shè)備上進行射頻識別體系安裝，除此以外還要在高校實驗室的出入口進行芯片的實際安裝。在這種情況下，一旦實驗設(shè)備在實驗室經(jīng)過出入口，外借設(shè)備的基本屬性以及相關(guān)信息就會被識別，進一步傳送到電腦中的管理系統(tǒng)以及具體的控制設(shè)備中。這在一定程度上可以有效地節(jié)省相關(guān)工作人員的記錄時間，同時還可以降低相關(guān)信息記錄過程中的錯誤率，最大程度地避免實驗設(shè)備因外界所導(dǎo)致的損壞。其次，實驗室設(shè)備管理的相關(guān)人員可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效掌握相關(guān)實驗設(shè)備的去向以及具體的使用狀態(tài)，這可以有效地避免使用者將學(xué)校的相關(guān)實驗設(shè)備不當(dāng)使用或是私自帶出學(xué)校的情況，同時管理系統(tǒng)會對于相關(guān)設(shè)備進行準確跟蹤定位，提升實驗設(shè)備的安全水平。但是，在當(dāng)前階段，很多高校的實驗設(shè)備管理水平以及相關(guān)體系的完善程度都不是特別令人滿意，還需要相關(guān)技術(shù)的進一步深入融合應(yīng)用。2.3實驗設(shè)備維護以及檢修相關(guān)管理。在高校實驗室的具體管理工作過程中，對于實驗設(shè)備的日常維護以及檢修工作是基礎(chǔ)性以及重點性的內(nèi)容。如果實驗室的相關(guān)管理人員并未對實驗設(shè)備進行深入地維護以及日常檢查工作，會直接影響到正常教學(xué)活動的順利開展，甚至?xí)：處熞约皩W(xué)生在實驗過程中的人身安全。因此，需要相關(guān)人員充分利用物聯(lián)網(wǎng)的信息管理技術(shù)對于實驗中的設(shè)備進行日常維護以及檢修。對于傳統(tǒng)的檢修方式來說，由于未能及時處理實驗設(shè)備中的細小隱患，實驗設(shè)備在實驗環(huán)節(jié)中的效果并不是十分理想，而通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的信息化管理技術(shù)可以實現(xiàn)實驗設(shè)備的全面檢查。同時，通過實驗設(shè)備上的電子標識，相關(guān)人員可以通過查詢具體的設(shè)備信息掌握設(shè)備的日常維護情況，進一步針對性的制定檢修具體方案。另一方面，相關(guān)工作人員可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻識別技術(shù)對實驗設(shè)備進行檢修，有效簡化檢修流程，有利于提升相關(guān)人員開展檢修工作的順利程度。2.4實驗室環(huán)境相關(guān)管理。針對當(dāng)前高校相關(guān)實驗課程的實際開展情況分析可知，一些基本實驗課程開展往往要求高校教師以及同學(xué)一同參與到實驗操作中，這可以有效促進學(xué)生對于相關(guān)實驗知識的正確理解，進一步提升實驗教學(xué)的質(zhì)量水平。因此，這就需要相關(guān)實驗管理人員結(jié)合具體的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息技術(shù)對于教學(xué)中所涉及的具體實驗環(huán)境進行有效管理，主要從以下幾個方面入手：首先，相關(guān)管理人員要針對實驗的具體環(huán)境要求進行分析，進一步對于實驗室環(huán)境周圍的關(guān)鍵性因素進行有效處理，最大程度上降低不良因素影響的可能性。第二，相關(guān)實驗管理人員還要對于具體的實驗教學(xué)進行分析，進一步制定出符合實際情況的實驗流程，清點實驗設(shè)備數(shù)量，除此以外，對于實驗的時間以及實驗室開關(guān)要進行精確控制，嚴格控制進出實驗室人員。此外，實驗室相關(guān)管理人員還應(yīng)該針對具體實驗環(huán)境進行定期的清掃，這可以有效地避免實驗設(shè)備因環(huán)境因素導(dǎo)致?lián)p壞。同時還應(yīng)該注意利用物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)對于實驗的具體環(huán)境進行必要的調(diào)節(jié)以及控制，進一步提升實驗室的環(huán)境水平。2.5實驗室安防方面基本管理。在目前的大部分高校中，按照相關(guān)部門的要求往往配備攝像頭，安裝的位置都處于比較重要的場所，但是攝像設(shè)備往往具有較大的盲區(qū)，一旦有不法分子進行入侵，都要等到事情發(fā)生之后相關(guān)人員才能了解具體情況。除此以外，攝像裝置所采集到的數(shù)據(jù)往往呈現(xiàn)單一的特點，在為相關(guān)設(shè)備管理人員提供信息時缺乏多樣性，同時也無法實現(xiàn)遠程的實時監(jiān)控。通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻讀寫板，可以根據(jù)標簽的具體位置，采集溫度以及周圍濕度等具體的數(shù)據(jù)，借助于無線網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送給相關(guān)負責(zé)管理人員。同時，如果貼有標簽的設(shè)備儀器已經(jīng)不在實驗室中，射頻讀寫板還具有自動報警功能，一旦發(fā)現(xiàn)相關(guān)實驗設(shè)備不在實驗室，通過無線模塊反映給相關(guān)的管理人員，可以有效避免實驗設(shè)備的丟失。

3結(jié)語

摘要：隨著高等教育的改革，高校越來越重視實驗室管理，物聯(lián)網(wǎng)視域下高校實驗室開始向安全智能化方向發(fā)展。在高校實驗室安全智能化發(fā)展中，實驗設(shè)備數(shù)量和規(guī)模快速增長，實驗室安全管理難度顯著增大，這就要做好物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下實驗室的管理，優(yōu)化其管理方式和管理效率，這樣才可以實現(xiàn)實時監(jiān)測管理。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高校實驗室；安全智能化；管理

隨著高等教育教學(xué)改革的深入，高校越來越重視培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，所以建立開放型實驗室很有必要，這就需要做好實驗室的安全管理。很多高校實驗室的人員和時間不確定，實驗儀器使用的安全性得不到保障，所以實驗教學(xué)管理、安全管理和資產(chǎn)安全管理有很大難度，要做好物聯(lián)網(wǎng)下實驗室的安全智能化管理。

一、物聯(lián)網(wǎng)在高校實驗室安全智能化管理中的運用

（一）實驗資源共享。雖然高校的信息管理技術(shù)水平顯著提高，但是高校間的信息流通量比較少，物聯(lián)網(wǎng)下建立的校園管理網(wǎng)絡(luò)豐富了校園的共享資源，有利于高校間進行信息交流學(xué)習(xí)。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的實驗室信息化管理遠程控制可以通過傳感器，分析實驗數(shù)據(jù)可以形成在線數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，有效節(jié)省了實驗成本，促進了學(xué)生間的經(jīng)驗分享。在校園管理網(wǎng)絡(luò)中載入大量學(xué)生信息，所以經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備卡頓，需要教職工購買殺毒軟件，這就會影響其效果[1]。目前物聯(lián)網(wǎng)的儲存功能非常強大，使得校園網(wǎng)的存儲中心更加安全可靠，防止信息檔案受到病毒的干擾。（二）優(yōu)化信息管理。目前校園網(wǎng)中運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有了更多的服務(wù)模塊，可以便捷的進行設(shè)備信息的查詢預(yù)約，滿足管理人員的管理需求。云計算的海量數(shù)據(jù)運算功能使得實驗室信息管理更加安全，構(gòu)建資源存儲中心規(guī)模比較大，實驗室管理開支被節(jié)約，學(xué)生可以更加快捷的運用。而且物聯(lián)網(wǎng)有效結(jié)合了現(xiàn)實實驗平臺與虛擬平臺，推動了實驗室資源的一體化管理，異地也可以進行信息資源的實時獲取，校園管理更加智能。（三）穩(wěn)固實驗室安防系統(tǒng)。作為學(xué)生重要的科研場所，一旦高校實驗室研發(fā)的新科技成果被不法分子盜取，高校的發(fā)展就會受到嚴重影響。而且高校的實驗室設(shè)備昂貴，常規(guī)的安防措施難以滿足其需求，實驗室周圍安裝的監(jiān)控設(shè)備存在死角，還需要人工判斷，遇到突發(fā)情況像素影響只能記載一部分片段，使得信息不連貫、鏡頭模糊。物聯(lián)網(wǎng)的安防系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)監(jiān)控中的弊端，傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個實驗室區(qū)域，加快了信息的傳遞與分析效率，人為判斷的失誤大大減少，提高了實驗室的安全管理。

二、物聯(lián)網(wǎng)視域下的高校實驗室安全智能化管理

摘要：工業(yè)4.0下的電子信息工程專業(yè)智慧實驗室的構(gòu)建過程是‘互聯(lián)網(wǎng)+’的創(chuàng)新發(fā)展過程，對于我國現(xiàn)有的傳統(tǒng)實驗室建設(shè)而言，轉(zhuǎn)型實際上是從傳統(tǒng)的人工管理的實驗室，轉(zhuǎn)向個性化定制的過程。實驗設(shè)備、運行模式、使用狀態(tài)、實驗組織等方面的創(chuàng)新，將會層出不窮。使整個實驗室課程的課表安排、上課預(yù)約、智能考勤的過程更加柔性化、個性化、定制化，實現(xiàn)以人為本。應(yīng)用型本科院校為了加強本科生的實踐操作能力與創(chuàng)新能力，主要途徑就是不斷加大對智慧實驗室的相關(guān)技術(shù)和設(shè)施的投入和研究。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0，互聯(lián)網(wǎng)+，智慧實驗室

1什么是工業(yè)

“互聯(lián)網(wǎng)+制造”就是工業(yè)4.0?！肮I(yè)4.0”是德國推出的概念，美國叫“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國叫“中國制造2025”，這三者本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向一個核心，就是智能制造。工業(yè)4.0的特征包括互聯(lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型。技術(shù)支柱包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機器人、3D打印、自動化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實和人工智能。

2什么是智慧實驗室

智慧實驗室是指在一個實驗室的范圍內(nèi)將多個物品采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及圖形顯示技術(shù)等將其功能化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，建立一個由實驗室管理中心、信息通信服務(wù)以及實驗室智能化系統(tǒng)組成的“三合一”智慧實驗室集成系統(tǒng)?；诠I(yè)4.0的智慧實驗室是在現(xiàn)有的實驗室基礎(chǔ)上，輔以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧化設(shè)備構(gòu)建起來的，實現(xiàn)了開放共享深入教學(xué)需求、即插即用系統(tǒng)極速部署、移動互聯(lián)打破時空束縛、全面管控舒適高效安全的智慧化實驗服務(wù)平臺。在智慧實驗室系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，注重軟件管理系統(tǒng)與硬件管理系統(tǒng)的合理配置，教師、學(xué)生和管理者全面感知不同的教學(xué)資源，獲得互動、共享、協(xié)作的實驗學(xué)習(xí)和科研工作環(huán)境。

摘要:隨著科技日益發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn),逐漸被應(yīng)用到不同行業(yè)、領(lǐng)域中。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)等飛速發(fā)展的浪潮中,我國教育信息化規(guī)模逐漸擴大。在高校中,實驗室是其重要的場所,主要用于技術(shù)研究、實驗室教學(xué)。同時,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸應(yīng)用到高校實驗室信息化管理中,優(yōu)化了管理方法,實現(xiàn)了信息之間的快速交換、通信,智能化監(jiān)控、管理。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)；高校實驗室；信息化；管理技術(shù)；分析

在新時代下,高校已成為現(xiàn)代化教育創(chuàng)新、實踐教學(xué)不可或缺的組成部分,扮演著關(guān)鍵性角色。在高校建設(shè)過程中,實驗室信息化管理是其關(guān)鍵所在,實驗室信息化程度是學(xué)校教學(xué)科研、管理水平的關(guān)鍵性標志,能夠折射出學(xué)校的綜合實力。但高校實驗室管理現(xiàn)狀,并不樂觀,各方面問題日益突顯,比如,設(shè)備利用率較低,數(shù)據(jù)查詢、傳輸困難,已成為我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)、素質(zhì)教育發(fā)展道路上的障礙物,需要不斷引入先進技術(shù),比如,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),改善高校實驗室的管理現(xiàn)狀。

1高校實驗室管理現(xiàn)狀

在新時代下,很多高校實驗室仍然采用人工的方式來管理實驗設(shè)備,管理效率極其低下,錯誤率較高,信息數(shù)據(jù)更新非常慢。用于實驗的設(shè)備數(shù)量比較多。主要是因為在新時代下,隨著辦學(xué)規(guī)模日益擴大,實驗室開設(shè)項目隨之增加。為了能夠更好地進行實踐教學(xué),需要增加實驗設(shè)備,而傳統(tǒng)類型紙質(zhì)記錄管理方法已經(jīng)無法跟上設(shè)備不斷更新的步伐。學(xué)校實驗室管理人員較少,不利于相關(guān)工作的開展。在實驗室管理過程中,設(shè)備的編號、放置位置的對照都需要花費大量的時間,又容易出錯。足夠的管理人員是實驗室管理工作開展的首要條件做好日常的監(jiān)督、管理工作,提高各種實驗資源的利用率,避免造成浪費。但實際上,學(xué)校并沒有對實驗室管理工作引起重視,為了減少運營成本,沒有根據(jù)實驗室客觀需求,安排足夠的工作人員。

2高校實驗室信息化管理中物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用