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物联网实验室范文1
中图分类号：TP391
从“智慧地球”到“感知中国”，从新的经济增长点到政府支持鼓励的一系列措施，从国家中长期科学与技术发展规划到各高校、科研院所的研究，都可以看出物联网在当今科学技术领域的重要地位。物联网并非新技术，而是将现有的传感技术、计算机网络技术、通信技术以及自动控制技术等各种技术的高度融合。作为培养市场需求人才的各类高等院校，职业教育院校及培训机构，开设物联网相关专业及课程，或在现有专业中引入物联网技术，建设物联网相关实验室，成为当务之急。本文将从实验室建设的核心理念、特色、内容等方面对感知实验室的建设提出符合我院实践教学需求方案。
1 实验室建设核心理念
物联网实验室在教育行业的地位无容置疑，但目前各个学校实验室的发展存在着偏重单项技能和素质的培养，实验课程实用性不强，并且多为验证性实验等问题。针对以上问题，本文以“把握发展趋势，提高应用能力”为目标，提出物联网信息平台及应用实验室解决方案，其意义在于：提高教学科研水平、提高学生应用能力、促进学生就业、提升学校竞争力，其建设和发展的理念主要体现在：“充分体验、激发兴趣，应用为先、提升能力，三个层次、全面覆盖”。高职学生与普通高校的学生培养定位不同，高职院校主要培养的是应用型人才，以满足经济社会对高素质劳动者和技能型人才的需要，学生对于科研、开发等方面基础相对薄弱，因此，高职院校实验室建设应突出在应用层方向。
2 实验室建设特色
从“智慧地球”到“感知中国”，从“感知校园”到“感知实验室”。所谓“感知实验室”，一方面突出物联网是感知网络，是物与物之间的网络；二是突出学生感知实验室环境，在真实环境下去实践，去学习。在进行感知实验室建设过程中，应该着力改变实验室环境，改变实验建设思路。高职院校的教学重在培养学生的应用能力，在教学中首要问题是要激发学生兴趣，而兴趣主要来源于体验。在实践过程中，应该让学生感知到物联网的存在，而不能空洞的去讲如何去应用，如何去验证，而是当指令发出物体后，能够目睹其结果，让大家感知到网络的作用，电脑、网络和实物联系在一起的效果。因此，物联网感知实验室的建设应该体现“在现实中学习、在开放的环境中学习、在应用中学习”等特色。
3 实验室建设内容
3.1 实验室系统组成
感知实验室由智能安全系统（防盗报警系统、视频监控系统、门锁门禁系统），环境控制系统（制冷取暖系统、通风控制系统、除尘控制系统、智能灯光控制系统）、智能家具控制系统（窗帘控制系统、窗户控制系统、电视控制系统等），智能识别与条码系统、智能供电系统五个子系统组成。
智能安全系统：进行身份识别与认证管理，非法用户进入时报警，刷卡或指纹识别系统进入实验室、开启管理设备，以及对实验室设备及人员动作情况进行监控；以及电子标签识别功能，对室内设备设施出入实验室进行监控。
环境控制系统：利用温度、温度、光等传感器对环境进行全面感知，根据环境探测结果，启动制冷取暖系统、通风控制系统、除尘控制系统、智能灯光控制系统等，对室内环境进行全面控制，以达到理想的环境状态。
智能家具控制系统：通过电脑、遥控器或手机对家电、门窗等进行控制，体验物与物相连的效果。
智能识别与条码系统：对室内设备进行电子标签标注，以便于管理与使用。
智能供电系统：在物联网应用中，网络传输是以传感网络为主体，在传感网络中最大的难题是供电问题，节点分布分散，难以实现有源电源，在实验室内部可采用有源供电。
3.2 实验室系统功能
认知与体验功能：物联网是一个空洞的概念，大家对其非常模糊，通过对整个实验室的体验，可感知到物联网的存在，物与物相连的整个过程以及智能控制的实现，提高学员对物联网的认知能力，明确物联网领域实用性所在。
系统集成化功能：绝大部分物联网实验室是以实验箱或实验台为主体，只能进行模块化的实验，系统集成化低，缺乏关联性。在本实验室中，可进行集成化系统的开发，提供系统化教学方案，能使学员了解系统开发的整个流程，整体设计理念与思想，实用性强。
多功能化：在此实验室内包括智能安全系统、环境控制系统、智能家具控制系统、智能识别与条码系统以及智能供电系统，通过对这些系统的使用与验证性开发，能够培养实用性多方位人才。
三层覆盖功能：利用传感器、RFID进行数据采集，通过无线传感网络进行数据传输，使用电脑、遥控器或手机终端设备进行控制，三层覆盖，实现数据采集、网络传输、终端控制过程系统化。
3.3 实验室系统工作流程
本实验室是一个全面感知、全智能控制的实验室，人员进入时进行身份识别，身份正常允许进入，关闭报警系统，启动供电系统，对室内设备进行供电，进入全面工作状态；感知设备启动，进入全面感受知，对室内环境进行监控，根据环境情况来开启灯光、通风、除尘、排湿、取暖、制冷等相关设备，控制室内环境。
室内人员可通过电脑、遥控器或手机等对室内所有的设备（电视、空调、窗帘、窗户等）进行控制，体验智能控制效果。监控系统对其进行全面监控，保证设备设施安全。
人员离开实验室，智能控制系统将自动关闭实验室，关闭门窗，关闭供电系统，开启警报系统。具体工作流程图如图1所示。
4 结束语
物联网有着极大的发展空间，它必将成为中国及世界经济的一个新的增长点，它将极大地影响和改变着人类的生活方式。目前我国大多数高校，特别是作为直接服务于市场经济的高职院校，物联网专业建设尚不完善，实验室建设几乎都是实验箱式的实验环境。因此建设感知实验室是物联网教学必须的，也是可行的。
参考文献：
[1]梁湖辉.高职院校设置“物联网”专业可行性探讨[J].成人教育，2011.
物联网实验室范文2
【关键词】实验室 物联网 信息化
随着网络技术和计算机技术的不断发展，各所院校的信息化程度不断提高。军队院校任职教育中实践教学比例的不断提高更是对实验场所提出了更高的要求，滞后的实验室管理方法已经成为实验室管理紧跟时展的瓶颈，本文就如何利用物联网技术，提高实验室信息化管理水平进行了探讨。
一、物联网概述
物联网的概念最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。
二、实验室管理现状
（一）实验室管理人员偏少，工作任务重
目前，在院校的实验室里，技术和管理人员比较匮乏，但是实验室内往往设备数量比较多，造成实验室管理人员的任务繁重，而且随着技术的不断发展进步，实验室管理人员没有进行相应补充，带来了管理过程中的诸多矛盾出现。
（二）实验室设备利用率低，闲置时间长
实验教学基本都是依托其他理论课而存在，属于某些理论教学的附属品，实验室的建设没有统一规划，实验室的建设缺乏长远意识和全局建设观念，导致整个院校的实验设备购买出现重复购置，造成诸多人力、财务、物力的浪费。而且有些专业人数较少，无形中造成大量设备的闲置。
（三）实验室资源共享率差，资源浪费多
随着科技的不断进步，越来越强调专业之间的相互渗透、相互交叉，进而培养学员的综合能力和创新能力，以适应现代社会对各种人才的需求。但是实际上，各个专业的实验室是相互独立的，其设置的实验内容往往也只是针对本专业学员，而各个专业的实验室之间基本是没有进行过多的联系和沟通，这样显然无法实现相互之间的资源共享，也无法满足学员综合素质及创新能力提升的需求。
（四）实验室安防手段不足，安全风险高
目前在很多实验室内，初进实验室的管理人员没有经过严格的实验室安全方面的相关培训，安全意识淡薄；或者是有经验的实验人员在刚开始工作时会格外小心注意，但随着时间的推移又会出现思想懈怠的情况；部分实验室电子设备因为使用频率很高或使用不当常常引起故障。
三、基于物联网的实验室信息化管理模式
物联网能够实现对整个系统内的人员、设备进行有效整合，对其进行实时的的识别、定位、跟踪、监控以及管理等功能。具有全面感知、信息传递、智能处理等特点。
基于物联网的实验室管理对象主要包含：一是实验室的使用人员；二是对实验室的物品设备；三是实验室使用时的相关事务。在实现的过程中，首先对人员和实验室内的相关物品、设备根据各种属性的不同，配置相应的标签和传感器，并安装识别设备，同时将信息接入网络，由数据处理中心进行处理。在实验楼建立管理中心，实现对各种信息的采集和，开发中央处理系统，实现人员管理、网络管理、设备管理、实验过程管理及安全管理等。
四、物联网在实验室信息化管理中的应用
（一）使用人员管理：（1）教员评估。利用物联网的终端对教学过程中教员的教学行为进行信息采集，全方位对教员在整个教学过程中的表现进行监控，包括教学方法手段的应用、教姿教态、教学互动等；（2）学员管理。在实验室门口放置RFID读取器， 同时给每个学员配备RFID标签，中央管理系统会自动感应信息，统计学员的出勤情况，教员可通过网络查询学员出勤率、课堂学习信息等获知学员的考勤情况。利用传感技术感知学员活动信息，并将采集到的信息通过网络发送到中央管理系统，通过系统可以查询学员活动，另外，通过在实验室内部署传感探头，教员可以通过终端查看学员的听课情况、课堂纪律情况、考试监控等。
（二）设备物品管理：（1）实验设备信息管理。利用RFID系统系统对实验设备进行管理，在实验室的出入口安装固定读写器，对每一台进出实验室的设备进行自动读写，同时用电子标签将其基本属性和帮助信息等内容存储起来，通过阅读器即可方便地获取实验设备的基本信息并可通过网络进行管理；（2）实验物品信息管理。保持实验室内的消耗物品充足是实验室能正常使用的基本保证之一。基于物联网技术的实验物品管理可以对实验室内的各种实验物品数量进行实时监控，一旦发现物品数量不足，即自动进行网络订购，不需人工管理即可保证实验室内有充足的教学实验物品。
（三）教学管理。通过物联网技术在教学信息化中可以实现校园教学资源共享，引导着学员主动性学习。学员在实验室内进行操作实践的过程可以被物联网全程记录。教员可以通过终端对学员的整个操作过程进行跟踪，如果学员在操作过程中有什么问题，教员可以随时进行辅导和纠正，并通过记录视频对加深学员对错误操作的认识，提高学校效果。
（四）环境管理。在物联网的条件下，可以在实验室内安装感知光线的传感器，管理员通过传感器的反馈信息，根据不同需要调节室内光线明暗程度，以满足教学需要。通过在各种设备上安装传感器，管理员可按照实验室的安排，在系统中设定实验室内投影仪、计算机、空调、电灯等各种设备的开启和关闭时间。
（五）安全管理。通过物联网技术可以对实验室内相关物品和设备进行追踪定位，从而掌握这些设备物品的情况，防止一些有毒或贵重的实验用品被教员和学员带出实验室。物联网的门禁管理系统，可以对实验室使用人员进行有效管理，可以记录使用人员是否在实验室出入的相关信息。通过门禁管理系统，可以防止外来人员进到实验室，保护整个实验楼的安全。
五、结语
随着信息化水平的不断发展，院校的各种信息化应用不断深化，实验室实施信息化管理也是大势所趋。基于物联网平台的信息化管理手段，使得实验室的管理更加灵活便捷，通过优化整合各类教学资源，大大提升了实验室的的工作效率。
参考文献：
物联网实验室范文3
【关键词】 物理网 计算机 实验室 管理模式
实验室管理中的人与人、人与物以及物与物之间的信息交流能够通过物联网技术得以实现，并且能够使系统内的人、事、物之间的信息采集和信息控制工作得到有效的整合，并对系统内的各种行为进行实时的定位、识别以及跟踪。传统的人工管理计算机实验室的现状在物联网技术的应用下得到了很大的转变，使计算机实验室的管理更加智能化、自动化，大大提高了实验室的管理效率。
1 教学管理
1.1 学生签到管理
将RFID读取器安装在每个实验室的门口，即在实验室设置门禁，然后将带有RFID字样的标签发给每一位学生，学生凭借这个标签才有权利进入实验室。通过这样一个系统的设置，教师能够明确地了解到每位学生学习的内容、出勤情况等相关的信息。
1.2 教学质量监控
在物联网技术的支持下，通过数据的采集能够对教师实验课的教学内容、教学方法、教学姿态以及教学状态等课堂的所有信息进行实时的监控，然后对获得的相关数据进行全面地分析和检测，对教师的教学质量给予公平地评价，指出教师教学过程中存在的优势和劣势，使其能够采取行之有效的措施改进教学中存在的问题和不足，从而提高自身的综合素质和教学质量和水平。可见，在教师教学过程中，对其教学质量进行及时有效地监控具有十分重要的作用，对教师教学的成功与失败具有直接性的影响。
1.3 学习过程跟踪
通过物联网能够全程记录学生课堂的学习活动。假如在上机过程中学生出现了不懂的知识点，或是比较容易忘记某些知识点，学生能够借助该技术记录下来的学习过程进行第二次的学习，以便学生能够将自己没有学会的知识重新拾起来，还可以使已经学会的知识变得更加牢固，从而实现查缺补漏的学习目标。可见，物联网技术的应用对提高学生的学习效果和水平具有十分重要的作用。
2 计算机的维护
2.1 计算机的基本信息
将RFDI标签安装在每一台计算机上面，能够将计算机的使用说明、购买日期、维修记录以及硬件配置等所有的基本信息清楚地记录下来。采用这样的方法能够使更换计算机的硬件和软件变得更加方便。更新后的数据信息可以由手持式读写设备录入到计算机的RFDI标签中，同时还可以利用手持式设备将更新后的标签信息发送到设备管理服务器中，实现数据更新的目的，然后将数据完整地保存下来。实验室的各种物品也可以通过手持式读写设备达到检查的目的，以免出现错查、漏查的问题，很大程度上缩短了统计各种信息的时间，使工作效率得到了极大的提高。
2.2 计算机的使用过程跟踪
每天都有很多来自不同班级和年级的学生使用计算机实验室，使计算机担负着非常重要的任务，学生人数不仅多并且来自很多的班级和年级。当计算机出现问题时，故障的原因及引发原因不能在第一时间被计算机管理人员知道，也就不能在最短的时间内采取行之有效的措施使问题得到有效的解决，对学校的整个实验教学造成不良的影响。当采用了RFDI技术之后，每台计算机的使用情况就可以根据计算机射频芯片里储存的相关信息得知，也可以对计算机的维修、软硬件更新以及维修等相关的情况有一个明确的认识，为查找计算机出现的问题及原因提供了可靠的保障。
2.3 计算机的日常监测
在实验室管理中，计算机的日常监测占据着十分重要的地位。在物联网环境下，计算机的运行状态都能够通过嵌入在每台计算机中的传感器进行实时地监控。当计算机中比较重要的参数出现了一些变化，计算机传感器中的信号便会显示在物联网上，设备运行状态评估系统便能够对这些信号做出准确地判断，根据评估后的结果，管理员能够及时地做出决策，并使维修设备的方案得以确定。在计算机日常监测时，除了采用状态评估系统的方法，管理人员还要每个一段时间巡检一次计算机，并利用手持式读写器记录下每次巡检、维护以及维修的具体情况等，然后将这些信息保存在设备的电子标签上，除了省去了大量的人力、物理以及财力之外，还使实验室设备的使用效率得到了很大的提高。
3 环境管理
多媒体演示教学和学生上机操作练习是计算机实验室教学的两种教学方式，其对实验室提出了不同的环境要求。有了物联网技术的支持，可以将感知光线的传感器安装在实验室中，当传感器中的信息反馈给了管理员，其便能够及时地调整实验室中光线的明暗情况，以满足两种教学方式的需求。此外，管理员还能够根据实验室的课时安排，将空调、投影仪、学生机以及教师机等开关的时间设置在计算机中，传感器在计算机操作指令的条件下，能够使上述操作快速地完成。将各种传感器安装在计算机实验室中，还可以使实验室的定期除尘功能得以实现。可见，计算机实验室的环境管理在物联网技术的支持下有了很大的改观，管理效率得到了很大的提升。
参考文献
物联网实验室范文4
【关键词】开放式实验室；物联网；实验室建设
0 引言
为了适用开放式实验教学，很多高校都开放物理实验室，早期采用人工进行实验室开放，或采用单机版的管理软件进行开放管理，这些管理方式存在工作烦琐，效率低下等弊端。例如，学生不能及时了解开放性实验内容以及实验时间的信息；学生必须到实验室去预约，由实验室教师登记等。近年来，随着网络信息技术的发展，针对开放实验室智能化管理需求，从不同角度出发，也提出了许多开放实验室信息管理系统方案，如机房自动管理系统等，这些方案在实验室信息管理、人员管理、设备管理、实验项目管理、预约管理、系统管理、统计报表等方面，不同程度实现了实验室的信息化管理，尽管如此，但除了计算机机房以外，其它开放普通实验室，由于没有计算机及网络设备，大多存在自动化管理程度不高的问题。针对这种情况，我们将物联网技术应用于开放实验室的管理，利用门禁、触屏派位、视频监控、平板电脑终端、设备控制器与智能电源插座等，结合基于B/S结构的开放式实验室web管理系统软件，实现了物理实验室全天候安全开放，提高了开放实验室的智能化管理水平。
1 物联网技术
物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，获取各种应用需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物联网的体系架构由感知层、网络层和应用层组成。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，它的主要作用是识别物体、采集信息。网络层主要作用是进行信息和数据的传输，主要利用现有的比较成熟的计算机网络技术及移动通信技术。应用层主要作用是将感知层采集到的信息和数据进行分析处理，在实际的环境中进行应用，是物联网和用户（人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求相结合，实现物联网的智能应用，如智能电网、智能交通、智能医疗等应用。硬件系统主要集中在感知层和网络层、软件系统主要集中在应用层，其中可能用到一些中间件技术、系统集成技术等。从物联网的体系架构可看出，物联网从感知信息，传输信息，到处理应用信息用到了若干技术，也涉及到许多硬件和软件，物联网是一个综合性的概念和提法。
2 硬件建设
基于物联网技术的开放式物理实验室管理系统硬件支撑平台如图1所示。其中，开放式物理实验室系统的服务器是根基，所有的硬件连接和很多软件系统都集中在这个服务器上，服务器接入校园网。视频监控系统、门禁系统、短信猫和触屏派位系统直接与服务器连接，平板电脑终端通过校园无线网络与服务器连接，所有的数据存储在磁盘阵列中。实验室中的各个设备的电源通过电源控制器经过集线器、转换器与触摸屏的串口连接。
硬件建设首先要对原有实验室基础设施（主要为强电、弱电、网络改造）进行基本改造，然后增加监控、门禁、物联网终端等硬件设备，整合原有教学系统软件，进行软硬件系统集成。具体建设内容有：（1）基础设施改造：对实验室进行弱电、网络改造。要在门、实验台、监控点布设弱电及网络线路，为开放式实验室的建设提供基本的网络环境。（2）可视对讲监控系统：在实验室安装监控摄像头和对讲终端。同时建设对讲监控服务设备，包含网络硬盘录像机、交换机、监控专用硬盘，保障监控系统的高效、安全、稳定运行。（3）门禁：在实验室和楼层的走廊端安装门禁。（4）触控派位机：安装触控派位机。在实验楼每层的走廊口安装一台派位机，配合开放式实验室web管理系统软件用于学生刷卡、信息查询等。（5）触控控制器：安装触控控制器。每台触控派位机配置1台触控控制器，用于触控派位机与设备控制器的通信。（6）设备运行控制器：安装设备运行控制器。每个实验台配置1台设备控制器，作为开放式实验室管理系统的物联网控制终端，用于实验台电源远程控制、数据传输。（7）短信猫：配置1台短信猫，安装在服务器上。用于开放式实验室预警信息、提示信息等。（8）PAD客户端：建设pad客户端。Pad客户端的建设将实现整个开放式实验室管理系统跨平台使用，支持移动终端服务。使学生、教师能随时随地，方便快捷的使用系统。
3 软件系统组成
基于物联网技术的开放式物理实验室管理软件平台由实验室WEB管理系统、触摸屏系统、视频监控系统和平板电脑系统组成。WEB管理系统是开放式实验室管理软件系统的重要组成部分，是整个系统的基础。结合实验室开放实际需要，具有各种功能，包括：学生预约实验、实验室拓扑管理、预约信息管理、通知公告管理、预约规则管理、校园卡挂失管理、数据统计。本系统采用物联网技术，通过刷卡启动电源控制器控制实验台电源从而达到开放使用的目的。系统细化各项管理，进一步提高了实验教学的开放性和交互性；为学生提供了一个自主的学习环境，为教师的开放教学提供了有力的基础支持；为提高实验仪器设备的利用率提供了更安全和便捷的保障。触摸屏系统又称为“电源控制子系统”，是开放式实验室管理软件系统的核心组成部分。开放式实验室管理面临的重大挑战是安全的问题，这其中首当其冲的就是用电的安全。通过电源控制子系统的学生座位电源控制模块实现对学生用电的管理，是保证开放式实验室安全的重要手段。电源控制子系统是通过管理柜员机（触摸屏）和座位电源控制单元等硬件设施，实现实验室座位的电源管理。触控系统配置微型摄像头，实现学生派位时照相功能，可有效的防止学生替代刷卡派位的现象发生。大屏幕触控显示屏可高清晰的显示学生的彩色照片。整个电源控制系统主要面向两个角色：学生和教师（管理员）。学生通过所持校园卡，请求使用实验室座位，系统根据教师（管理员）定义的规则（排位规则），为学生分配座位，并自动启动电源。在完成实验后，通过刷卡关闭相应的电源。教师（管理员）用户通过系统登录，在权限允许的条件下，远程单独或批量控制实验室所有电源。教师通过视频监控系统可在远端查看实验室情况，了解就位学生的信息，通过视频观察学生实验状态与视频答疑。学生通过座位对讲实时与教师就实验问题进行讨论。平板电脑系统是一套给实验室管理者使用的便捷的APP客户端系统（PAD），旨在提高开放式系统的使用便捷性，使管理层工作效率更加高效，从而更好的为本单位的开放实验教学服务。平板电脑系统最重要的是统计功能。很多学校每年都要进行一次实验室自评工作，工作量较大而且数据无依据，很多数据都是临时“造”出来的。此统计功能可以根据实验室或设备在过去一年或多年的使用记录自动汇总成统计报表，省时省力且数据真实。
4 建设取得的成效
我校从2013年开始进行开放式物理实验教学改革和配套实验室的建设，目前实验室实现了全天候开放、远程控制和智能化管理，学生通过网上预约，刷卡（支持校园卡）进入实验室，在派位成功的实验台实验。基于物联网技术的开放式实验室建设已取得了一些成效，如：（1）全面开放实验教学资源，提高实验室、实验仪器的利用率；（2）打破上课开门、下课关门的模式，为学生提供开放式教学服务，给学生提供自主学习环境；（3）保障实验室安全的同时，提高教学质量；（4）提高实验室管理水平，为领导进行实验室建设规划时提供真实数据作为决策依据。
【参考文献】
[1]孙其博，刘杰.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33（3）：1-9.
物联网实验室范文5
关键词：物联网；实验室资源；信息管理系统
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）20-0126-04
引言
近年来，随着社会对技能型人才需求量的不断提升，各高校投入大笔资金建设专业实验室，并加大实验教学的课时量，因而实验室及设备的使用频率不断提高，设备的借出和归还手续繁杂，加大了实验室管理人员的工作量。因此，如何运用信息技术对高校实验室资源进行信息化管理成为高校实验室管理人员所面临的重要课题之一。
目前，物联网技术为高校实验室资源进行信息化管理提供了契机。它是以互联网为基础，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。基于物联网技术的特点，高校实验室资源可在设备管理、实验室管理、预约管理等方面开展信息化管理，并运用实验室管理的理念及物联网技术，构建信息管理系统。
需求分析
本研究以数字传媒类专业为例，设计该专业的实验室资源信息管理系统。该系统包括预约管理功能、设备管理功能和实验室管理功能等，它的设计主要基于以下四方面的需求。
第一，顺应信息时代的发展趋势，实现实验室资源的数字化管理。目前，高校对实验设备借还及实验室借用，基本都依靠纸质表格或实验室使用日志进行管理，这种传统的管理方式既加大了实验室管理人员的工作量，又容易导致工作失误。而利用信息管理系统则能明显提高实验室管理人员的工作效率。
第二，合理安排专业实验教学设备和场所。在广东技术师范学院，数字传媒类专业重在培养学生的实践操作能力，实验教学是培养该能力的最佳途径。因而，学校为这一类专业的实验教学配备了若干实验室，并采购了摄像机、苹果一体机等设备。而利用信息管理系统则可使这些实验场所和设备更好地为师生的实验教学和课外创作服务。
第三，使实验室资源管理走向科学化与规范化。数字传媒类专业实验室造价高，各种设备价格昂贵，因此，我们应该进行信息化管理，发挥实验室资源的实际价值。
第四，为师生、管理员提供一个互动交流空间。教师可利用互动交流空间指导学生开展实验教学，为学生解答实验教学中的问题。同时，教师和学生可向管理员提出有关实验室建设和应用的建议，共同把实验室建设成开展实验教学的平台。
功能模块设计
基于物联网的高校实验室资源信息管理系统包含预约管理模块、设备管理模块、实验室管理模块和互动交流模块。物联网为该系统提供了多方面的技术支持，使信息管理系统更加智能化和便捷。
1.预约管理模块
预约管理模块针对学生/教师、管理员两种身份设计了不同的子模块。针对学生/教师身份，设计了预约设备、预约实验室两个子模块。针对管理员身份，设计了审核预约信息、分配借用权限两个子模块。在分配借用权限这一子模块中包含了生成二维码的功能，该功能是运用物联网RFID标签技术，所生成的二维码与设备上的RFID标签相关联，且能用于标记设备或实验室的借用状态（如图1）。
2.设备管理模块
设备管理模块主要完成对单反相机、摄像机、三脚架、摄影灯具等实验器材的借还手续办理及设备位置跟踪。拿到设备借用权限的学生/教师登录信息管理系统，并下载由系统自动生成的借用申请表。管理员通过扫描申请表上的二维码便可了解学生/教师需要借用的设备名称、序列号，并在信息管理系统中标记借出的状态。该模块针对学生/教师、管理员两种身份设计了不同的子模块。利用学生/教师身份登录该模块，可点击下载由系统自动生成带二维码的借用申请表。利用管理员身份登录该模块，可进行设备基本信息录入、设备库存查看、设备位置跟踪等操作。
在进行设备基本信息录入时，管理员可采用扫描器技术，通过扫描贴在设备上的RFID标签，将设备的名称、序列号、价格、购置日期、性能参数等信息扫入系统中进行存储。在设备库存查看模块中，管理员可实时了解设备借出的数量、现有的数量等情况，方便设备的调度、保管等工作。在设备位置跟踪模块中，管理员还可应用系统定位技术，判断贴有RFID标签的设备当前所处的位置，并利用该模块了解设备使用的场所，扩展管理范围，有利于保证设备安全（如图2）。
3.实验室管理模块
实验室管理模块主要是对专业实验室的课程安排及借用进行管理。该模块针对学生/教师和管理员两种身份分别设置了子模块（如图3）。针对学生/教师身份的子模块具有生成带二维码的借用申请表的功能，通过扫描该二维码，系统可以显示学生/教师所借用的实验室名称和编号，还能够记录实验室的借用状态。针对管理员身份的子模块设置了实验室基本信息录入、实验课程安排、当前使用状态三个子模块。其中，实验室基本信息录入子模块利用了扫描器技术，可以将实验室的RFID标签扫描后，把实验室的名称、编号、室内设备、容纳人数、主要用途、造价、建成日期等信息自动录入计算机，从而方便管理人员了解每间实验室的大致情况。实验课程安排子模块则显示了所有实验室在不同时间段的使用状态，当前使用状态子模块则显示了所有实验室在当前的时间段内是否被使用，这两个子模块对管理员具有重要参考价值，如果遇到没有课程安排且无人使用的实验室则优先予以安排。
4.互动交流模块
互动交流模块用于学生和教师之间交流实验教学的心得和体会，帮助学生更好地掌握实验技能，是一个学生与教师开展实验教学的在线互动平台。同时，该模块还可为管理员提供一个收集实验室建设与应用建议的平台。该模块针对学生/教师、管理员两种身份分别设置了子模块（如下页图4）。利用学生/教师身份登录平台，可以针对实验教学中遇到的问题或实验教学中的心得和体会，以帖子形式进行互动交流。利用管理员身份登录平台，可通过扫描学生证和教师工作证上的二维码获取相关个人信息，并录入信息管理系统，实现用户注册。随后，学生/教师便可利用个人编号登录到各个模块中。管理员可对帖子进行、查看、删除等操作。
数据库设计
数据库是信息管理系统的核心和基础。它把信息管理系统中大量的数据按一定的模型组织起来，提供存储、维护、检索数据的功能，使信息管理系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。[1]基于物联网的高校实验室资源信息管理系统中的数据库包含设备、实验室的静态数据以及其状态的动态数据。通过需求分析和系统功能模块分析，笔者得出的各模块所包含的数据项和数据结构如下。
①预约管理模块：因该模块对学生/教师而言，需要查看设备库存数量和实验室借用状态，对管理员而言，需要根据设备库存数量和借用状态以及实验室的借用状态和课程安排，分配借用权限，所以它应包含三张数据表，即用户（姓名、学号、工号、密码），设备（设备名称、序列号、库存数量、借用状态），实验室（实验室名称、编号、室内设备、借用状态、课程安排）。
②设备管理模块：该模块主要针对管理员而开发的，它不仅能帮助管理员了解设备的一些基本静态信息、库存数量、借出的数量，而且还能让管理员实时了解设备的位置，加强管理强度。因此，它对应的数据表为设备管理（名称、序列号、价格、购置日期、性能参数、库存数量、借出数量、借用状态、设备位置跟踪）。
③实验室管理模块：该模块也是针对管理员而开发的，它可以让管理员全面了解实验室的一些基本情况和目前的借用情况以及课程安排情况，方便管理员分配实验室给学生使用。其对应的数据表为实验室管理（实验室名称、编号、室内设备、容纳人数、主要用途、造价、建成日期、借用状态、课程安排）。
④互动交流模块：该模块可让学生/教师、管理员以帖子形式开展讨论与交流，对学生/教师而言可进行、查看帖子，对管理员而言可对学生/教师用户进行管理，以及对帖子进行管理。该模块包含两张数据表，即用户管理（姓名、性别、年级、学号、工号），帖子管理（标题、内容、发表日期、姓名、性别、年级、学号、工号）。
为充分反映用户要求，笔者还构造了一个数据库E-R模型图，其特点：第一，能真实、充分地反映现实世界及其事物与事物之间的联系；第二，易于被用户理解；第三，易于修改和扩充；第四，易于向关系、网状、层次等其他数据模型转换。[2]
为减少数据的冗余性，笔者将上述所列举的各功能模块对应的数据表进行简化和综合，得出4张数据表：一是用户（姓名、性别、年级、学号、工号、密码），二是设备（设备名称、序列号、价格、购置日期、性能参数、库存数量、借出数量、借用状态、设备位置跟踪），三是实验室（实验室名称、编号、室内设备、容纳人数、主要用途、造价、建成日期、借用状态、课程安排），四是帖子（标题、内容、发表日期）。
笔者采用E-R图进行数据库的概念结构设计，明确表达了用户与设备、实验室、帖子之间的关系，如图5所示。
系统安全性分析
数据库安全就是保证数据库信息的保密性、完整性、一致性和可用性。当数据库被使用时，应确保合法用户得到数据的正确性，同时要保护数据免受威胁。[3]该信息管理系统采用了身份验证技术和配置网络端口的方式来保障数据库的安全。
第一，身份验证技术。基于物联网的高校实验室资源信息管理系统不允许未经身份验证的用户登录并对数据库进行操作。该系统使用Session对象记录用户的用户名和密码，当用户将浏览器关闭后，所建立的会话链接自动断开，从而保证用户信息的安全。
第二，配置网络端口。基于物联网的高校实验室资源信息管理系统的数据库属于端口型数据库，因此非常有必要进行网络端口的安全配置，以防止黑客攻击。该系统安装后将在TCP/IP筛选的选项卡里设置只允许在TCP端口80和443上分别进行HTTP和HTTPS连接。
总结
笔者所设计的基于物联网的高校实验室资源信息管理系统具有预约管理、设备管理、实验室管理和互动交流管理四个功能模块，能减轻高校实验员的工作负担，提高工作效率，在二维码技术、RFID标签技术等物联网技术的支持下，还能让相关实验设备的信息录入、信息查询和位置跟踪等工作进一步智能化、人性化和规范化，使实验室资源能公平地分配给学生和教师使用，同时也保证了设备的安全。在后续研究中，该系统的开发将应用环境配置方便、开发周期短的ASP技术，通过合理地编写代码，使代码的执行效率和系统数据库的安全性提高。
参考文献：
[1]林乐杰.科研管理信息系统中数据库的设计与实现[D].北京：北京化工大学，2006：27.
物联网实验室范文6
物联网工程专业涉及计算机、通信、电子、控制、电气及自动化多门学科，其课程设置、培养目标也处于研究阶段。特别是在多学科环境下开展实践教学将是专业研究的重点。目前，华中科技大学、重庆理工大学等开设物联网工程专业的学校也正在开展物联网工程专业实践教学建设方面的研究。
河北建筑工程学院的物联网工程专业是国家首批批准的本科专业，通过多年的教学已积累了大量经验，基本的教学与实验条件也较完善，是进行实践教学改革创新的最佳时期。
二、实践教学模式探索
（1）作为一个为建设智慧城市培养创新性工程技术人才的本科专业，其与传统的专业存在着众多的差异。它没有成熟的课程实践教学体系经验可借鉴，项目旨在建设适合区域学生层次，符合师资条件，富有专业特色的物联网工程专业实践教学体系。
通过综合性实践教学平台可有效培养学生的工程实践能力和创新能力，为提高专业人才素质，培养高水平工程技术人才奠定基础。
由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的融合，也是下一代互联网（“互联网+”）所需的学科专业。未来对各高新技术行业人才的需求将非常大，同时此专业的技术也与学校的其他专业存在密切的关系（智能家居、智能建筑、智慧城市等），可以更好地突出物联网工程专业的行业特色，满足市场需求和具有更宽的就业面，培养出国家急需的人才。
（2）具体研究内容、研究目标和拟解决的关键问题。物联网工程专业需要根据现有学科基础、课程设置以及培养方案，结合实验室的条件、校内外实习、实训开展的情况及校内外教师的教科研情况，研究实践教学的新思路、新方法。
通过分析物联网工程专业国内外实践教学的现状与存在的问题，形成行之有效的以“教师为主导，学生为主体”为理念的集实践主体、实践评价机制、实践理念、实践层次、实践过程为一体的实践教学体系，并分析实施该实践体系要解决的关键问题。
着眼于人才需求和自身的办学优势，在体现国内物联网工程专业共同特点的基础上，突出河北建筑工程学院物联网工程专业的特色，培养出“互联网+”背景下具有创新精神和实践能力的复合型专业人才。
（3）实践是检验真理的唯一标准，夯实硬件是开展物联网实验教学与研究的基础。由于物联网专业是新开设的专业，没有一个成熟的方案和经验可供借鉴，各个高校都在探索课程如何设置、实验室如何建设、实践教学如何改革。物联网是电子、计算机、通信等多个学科交叉的专业，是应用性很强的高新技术专业，因此建设基于CDIO的践教学体系是实践教学的创新，具有鲜明的专业特色。
（4）实现多学科技术之间的有机结合，形成一套科学合理的实践教学体系，使之贯穿物联网感知层、传输层、支撑层和应用层整个知识和技能体系的教学过程中。
三、结语
项目的成功实施既充分体现了对相关专业的继承和拓展，又强化了实践训练，突出了能力培养，对专业的发展有深远的意义，同时为以培养应用型人才为目标的相关专业建设提供了参考。本着理论联系实际的基本原则，实现实践教学案例化。在案例教学中，采用“做中学，做中教”的教学方法，以来自行业的一组工业案例为载体，以教学工厂型实训基地为平台，使理论知识、实践技能、职业素养与实际应用环境相结合，从而达到工作过程与教学过程的融合。按照案例的工作过程进行学习与训练，使学生的专业能力和社会能力得到逐步提高。
参考文献：
