周孝元

摘要：實驗室作為高效培養(yǎng)應用型人才的重要基地，設備利用效率低下、維護工作不及時、管理技術落后、相關信息查詢困難等問題都在大大影響高校實驗室應該發(fā)揮的作用。而當下發(fā)展飛快的物聯(lián)網技術正好可以解決這一問題。文章首先進行了物聯(lián)網技術簡介，然后具體分析了物聯(lián)網技術在高校實驗室中的信息化應用。

關鍵詞：物聯(lián)網；信息化；應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）26-0223-02

當下，隨著計算機水平、互聯(lián)網技術的不斷發(fā)展與提高，物聯(lián)網的應用范圍也正越來越廣。高校作為當代培育人才的重要基地，實驗室作為培養(yǎng)應用型人才的重要平臺，設備利用效率低下、維護工作不及時、管理技術落后、相關信息查詢困難等問題都在大大影響高校實驗室應該發(fā)揮的作用。為了切實解決這一問題，許多高校開始嘗試基于物聯(lián)網技術對高校實驗室采用信息化管理，這種全新的管理模式為實驗室的發(fā)展帶來了前所未有的機遇與挑戰(zhàn)?；谖锫?lián)網的信息化應用管理不僅可以加快信息的傳遞與輸送，還能實現(xiàn)智能管理方式，大大提升實驗室管理工作的開展，也有利于實驗室最大化程度地被學生利用。

1物聯(lián)網技術簡介

1.1物聯(lián)網技術概念的提出

計算機、互聯(lián)網、移動通信網分別霸占了前三次的信息產業(yè)浪潮的位置，第四次信息產業(yè)浪潮中，物聯(lián)網實至名歸，這是一個全新的技術領域。物聯(lián)網的概念最初問世于1999年，在MIT Auto - ID 中心，由教授Ashton先生在研究射頻自動識別技術的過程中率先提出[1]，當時是在研究射頻自動識別技術時將其與物品編碼、互聯(lián)網技術結合在一起提出了研究問題的解決方案。到了2009年，“智慧地球”這一說法被當時的IBM 首席執(zhí)行官彭明盛提出，“智慧地球”指的是將感應器安裝于電路、鐵路、公路、隧道、建筑、水庫、堤壩、燃氣管道等人民生活中各種各樣的物品當中，在全部連接之后就形成了一張巨大的物聯(lián)網，即“智慧地球”。而在中國，物聯(lián)網第一次被于重大場合提及是在2010年的兩會期間，由當時的總理溫家寶先生在作政府工作報告時首次提出，至此，物聯(lián)網開始在中國備受重視，還被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產業(yè)之一，說明了物聯(lián)網在中國發(fā)展進程中的重要地位。

1.2 物聯(lián)網技術的定義

物聯(lián)網，依靠的是射頻自動識別技術、無線數(shù)據(jù)通信技術等，在基于互聯(lián)網的基礎之上，構建一個“Internet of Things”，以此來聯(lián)系地球上的所有物體。在“物聯(lián)網”的范圍內，從某個角度來說，物品之間是可以“交流”的，即通過射頻自動識別技術，再利用傳感器、計算機互聯(lián)網來實現(xiàn)物品信息的連接與共享等功能[2]。

1.3 物聯(lián)網技術體系簡介

物聯(lián)網技術體系共由三部分構成：感知層、網絡層、應用層。其中，感知層主要由傳感器或具有類似功能的網關構成，比如：溫度傳感器、濕度傳感器、攝像頭、射頻自動識別技術標簽、全球定位系統(tǒng)、二氧化碳傳感器等等具有感知功能的終端，都可被用作感知層。感知層的基本功能是對物體進行識別工作，采集有用的信息。網絡層由個人網絡、有線網絡、無線網絡、網絡管理系統(tǒng)、云計算網絡等等各種平臺共同組成，負責對感知層收集到的信息進行處理與傳遞的工作。而最后一個部分應用層指的是網絡與用戶之間的接口，匹配用戶的需求，以此來真正實現(xiàn)物聯(lián)網的應用功。

1.4 物聯(lián)網技術的應用與發(fā)展

在全球的物聯(lián)網技術發(fā)展進程中，我國的研究水平名列前茅，早在1999年的時候，中國科學院就啟動了傳感網的研究項目。所以，我國與德、美、韓四國一起是物聯(lián)網領域行業(yè)界定標準中的主導國。在我國各城市中，無錫市是最著名的全國性物聯(lián)網產業(yè)基地，由于其是2008年中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會欽定的國家微電子高技術產業(yè)基地，所以它具有較強的產業(yè)優(yōu)勢。無錫已于早年建立了中國的傳感中心，吸引了大量的通信業(yè)的研究機構常駐于此，為無錫市的物聯(lián)網技術發(fā)展提供了非常好的環(huán)境與條件。近年來，隨著通信業(yè)的不斷發(fā)展壯大，我國物聯(lián)網的技術也已慢慢成熟。在2009年的上海世界博覽會中，物聯(lián)網非常成功地應用于上海世界博覽會與上海浦東國際機場中。歸根究底，物聯(lián)網的發(fā)展是基于互聯(lián)網、通信業(yè)發(fā)展的基礎之上的，所以，物聯(lián)網的發(fā)展離不開當下互聯(lián)網、通信業(yè)的不斷發(fā)展[3]。

2 物聯(lián)網技術在高校實驗室中的信息化應用

傳統(tǒng)的高校實驗室管理中通常采用人工貼標簽記錄、再錄入至電腦、上傳至互聯(lián)網的方式。但由于實驗室中的物品品項復雜、數(shù)量繁多，這種管理方式不僅效率低下，還特別容易出錯，更正錯誤的過程更加麻煩，并不適合動態(tài)管理。當下，隨著社會經濟、科技的不斷發(fā)展，高校實驗室也在不斷發(fā)展的過程當中，設備不斷更新?lián)Q代，規(guī)模也是越來越大，物品種類越來越多，管理工作更加無從下手?；谶@種情況，如果能夠借助物聯(lián)網中的射頻掃描識別技術、無線技術、互聯(lián)網通信技術等，將傳統(tǒng)的錄入管理整改為信息化管理的方式，一定可以減輕高校實驗室管理中的工作量[4]，還能大幅度提升管理的準確率、減輕工作量。此外，有些實驗室對于溫度、濕度要求特別高，需要實時監(jiān)測實驗室中的各項指標，人為的觀測非常浪費人力成本，也會由于人員不經意地忽視而導致不可挽回的錯誤，這時候就可以借助物聯(lián)網技術。近年來，隨著相關人才的大量涌入、國家政策的導向所在，物聯(lián)網技術的應用正在不斷擴大范圍，為在高校實驗室中進行信息化管理提供了可能。

2.1實驗設備信息化管理

傳統(tǒng)的實驗室設備、工具等材料的說明書都是紙質打印版的，一旦弄丟或破損，很難修補回來，而且由于紙張材料有限，可能篇幅過短，描述地不夠詳細，對于實驗室中的培訓工作影響很大。同時，紙質標簽更新工作也是一項非常復雜的工作，管理起來非常麻煩，由于實驗室中的品項過多，許多設備、器材的參數(shù)信息非常凌亂，很難查詢。但是，如果可以將標簽信息等都記載于電子標簽之上，利用讀卡器識別芯片中的所有信息，就能與互聯(lián)網平臺上的信息進行共享與交換，便有利于數(shù)據(jù)的查詢、更新、創(chuàng)建、刪除等一系列問題，管理起來也會方便很多。此外，高校實驗室中的許多貴重設備、器材由于經費有限，通常數(shù)量不多，所以都會共用，共用情況下就會出現(xiàn)外借、不按時歸還甚至是私自挪用等不良情況。高校實驗室管理人員為了能夠準確把握器材目前的歸屬人位置、具體歸還時間，就可以利用物聯(lián)網技術，減少管理上面的混亂情況。具體操作如下：在實驗室中可以建立設備外借及歸還條例，然后在實驗室的各個出入口處安裝與物聯(lián)網接口的門禁系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)可以實時發(fā)送設備的進、出口情況到物聯(lián)網中心，有效地防止逾期不還、私自挪用等不良現(xiàn)象。同時，還可以通過指紋掃描、輸入密碼等身份認證的方式設定實驗室管理中的相關使用權限等[5]。

2.2 優(yōu)化實驗教學與管理

利用物聯(lián)網技術，能夠將實驗室的設備使用情況與學生信息連接起來，以此來實現(xiàn)設備使用的網絡預約功能及相關學生的出勤信息管理等等，對于預約了設備卻不如期進行使用的學生可以采取一定的懲罰措施，以此來實現(xiàn)實驗室設備資源的合理配置工作，不僅提升了設備的使用效率，還可以方便實驗室的管理。如果可以將高校中的物聯(lián)網與云計算技術相結合，利用云計算中大量資源的優(yōu)勢及其快速分析數(shù)據(jù)的能力可以為實驗室提供大量的技術支持。此外，云計算系統(tǒng)由于可以將實際平臺與虛擬平臺相結合，即可以給學生提供校外資源共享的途徑，完全地實現(xiàn)教學的智能化與多元化。

2.3 實現(xiàn)資源共享

傳統(tǒng)的高校教育系統(tǒng)中雖然有各高校之間連通的方式，但實際上高校之前的資源共享是非常少的。高校實驗室物聯(lián)網的建成可以提供各高校之間的資源共享，給予學生更多的信息資源。如果可以達到這個目的，高校實驗室獲得的有利之處當然數(shù)不勝數(shù)。首先，在這個條件下，實驗室的硬件資源就可以通過物聯(lián)網進行共享，遠程操控設備、儀器，能夠提供在線的分析與檢測。這樣一來可以節(jié)省設備的采購費用，二來可以方便地針對結果進行交流討論。此外，高校實驗室中的計算機由于數(shù)據(jù)的保密性，所以一般都安裝了大量的殺毒軟件、防木馬軟件、辦公專用轉件等等，軟件的使用與更新都是有償?shù)?，這也是一筆實驗室中比較大的開支。在實現(xiàn)物聯(lián)網技術之后，云計算技術可以將這個問題徹底解決，在根本上為高校節(jié)省了一大筆開支。

2.4 穩(wěn)固實驗室安防系統(tǒng)

高校實驗室中的設備、儀器一般都是進口產品，價格非常昂貴，儀器設備的安全問題也是高校非常關注的問題之一。當下，高校實驗室中的安防系統(tǒng)其實是有很多漏洞的，所做的一般就是在重點位置安裝攝像頭，然后將信號連接至保安室機房處，僅此而已。實時的監(jiān)控就得依靠保安的雙眼，如果有保安在當值時睡著或者疏忽造成安防出現(xiàn)問題，也是在所難免的。再者，即使在高校實驗室中的所有重要位置都安裝上攝像頭，也還是一定會留下盲區(qū)。然后，攝像頭提供的信息是非常單一的，并不全面，對于攝像頭的拍攝記錄查詢、拍攝信息處理也只能依靠人工，并沒有專門的分析工具。而利用物聯(lián)網技術，就能將高校實驗室中的安防信息發(fā)展進入智能化時代。通過傳感器網狀的覆蓋消滅傳統(tǒng)攝像頭時代的盲區(qū)，系統(tǒng)還可以自動對傳感信息進行處理并進行反饋。

文章首先從物聯(lián)網技術概念的提出、物聯(lián)網技術的定義、物聯(lián)網技術體系簡介、物聯(lián)網技術的應用與發(fā)展四個房間進行了物聯(lián)網技術簡介。然后在具體分析物聯(lián)網技術在高校實驗室中的信息化應用的過程中，主要從實驗設備信息化管理、優(yōu)化實驗教學與管理、實現(xiàn)資源共享、穩(wěn)固實驗室安防系統(tǒng)四個角度展開。

參考文獻：

[1]謝健，劉原奇，易先卉.高校開放式實驗室設備管理系統(tǒng)研究[J].計算技術與自動化，2011，26（1）：101-103，107.

[2] 李崇亮.電工實驗室設備管理系統(tǒng)的開發(fā)[J].山西農業(yè)大學學報（自然科學版），2013，28（4）：478-480.

[3] 寧煥生，張彥.RFID與物聯(lián)網射頻，中間件，解析與服務[M].電子工業(yè)出版社，2013.

[4] 高飛，薛艷明，王愛華.物聯(lián)網核心技術——RFID原理與應用[M].人民郵電出版社，2010.

[5] 盛魁祥.淺談物聯(lián)網技術發(fā)展及應用[J].現(xiàn)代商業(yè)，2010（14）.