陸江東，戴卓臣，鄭 奮

（第二軍醫(yī)大學(xué) 計算機教研室，上海 200433）

伴隨著3C技術(shù)、嵌入式技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，已充分展現(xiàn)出其強大的生命力，并將成為推動整個信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的催化劑。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，為了滿足社會對生產(chǎn)、生活中各個環(huán)節(jié)不斷增長的智能化、便捷化的要求，伴隨著電信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和IT技術(shù)的發(fā)展融合，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet of things）應(yīng)運而生。物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是Keven Ashton教授（麻省理工大學(xué)）在1999年提出的。國際電信聯(lián)盟（ITU）在2005年的信息社會世界峰會上發(fā)布了 《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。國內(nèi)目前對物聯(lián)網(wǎng)也還沒有一個統(tǒng)一的標準定義，比較公認的定義是：通過射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)、藍牙等信息技術(shù)傳感器，根據(jù)指定的協(xié)議，把我們需要用到的任何物體與互聯(lián)網(wǎng)進行連接，然后進行通信和數(shù)據(jù)交換并達到智能化識別、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。從本質(zhì)上看，物聯(lián)網(wǎng)就是當現(xiàn)代的信息和通信技術(shù)發(fā)展到了一定階段才會出現(xiàn)的一種聚合應(yīng)用以及技術(shù)提升，將各種現(xiàn)代信息通信技術(shù)、感知技術(shù)和射頻識別技術(shù)與自動化技術(shù)的高度聚合與集成應(yīng)用，使人與物可以自由對話。所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又被認為是信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命性創(chuàng)新。

2 系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

本計算機實驗室管理系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)的，所以必須要具備全面的感知、可靠的傳遞和智能化處理這幾大功能[2]。我們可以依據(jù)不同功能對其進行詳細闡述。

2.1 全面的感知

為了對計算機實驗室管理系統(tǒng)中所有成員每時每刻的狀態(tài)進行監(jiān)控，我們給所有的成員安裝了基于紅外、藍牙以及RFID技術(shù)的傳感器，或用網(wǎng)線物理連接，用以收集機房系統(tǒng)中所有成員的實時數(shù)據(jù)和信息。目前我們機房正在研究引進ZigBee通信模塊，因為其近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊，所以到時候我們的智能計算機實驗室管理系統(tǒng)將會更加完善[3]。

2.2 可靠的傳遞

前面我們已經(jīng)通過感知層收集了大量的信息或數(shù)據(jù)，這大量的信息或數(shù)據(jù)必須通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸。所以在網(wǎng)絡(luò)層需要有一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB站點服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于同感知層網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)交換；WEB站點服務(wù)器通過訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)信息，并通過WEB站點根據(jù)需要發(fā)布到局域網(wǎng)或園區(qū)網(wǎng)上。

2.3 智能化處理

通常我們會在應(yīng)用層上對數(shù)據(jù)或信息進行智能化處理，應(yīng)用層主要包括各類搭載了WEB瀏覽器的終端設(shè)備，用戶可通過WEB瀏覽器訪問上述站點實現(xiàn)對實驗室管理系統(tǒng)的管理和控制。

系統(tǒng)框架總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架總體結(jié)構(gòu)Fig.1 The system overall framework

3 系統(tǒng)的主要流程分析及實現(xiàn)

傳統(tǒng)的計算機機房管理系統(tǒng)一般都是基于B/S或C/S架構(gòu)，如果需要對機房溫濕環(huán)境、視頻監(jiān)控、門禁等方面進行管理還需要引進各種功能的配套系統(tǒng)[4]。這不僅增加了大量的軟硬件工程，也大大增加了機房的管理工作。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得計算機機房各種紛繁復(fù)雜的軟硬件系統(tǒng)整合成為可能（如圖 2所示）。

圖2 整合后的機房管理圖Fig.2 After the integration of the computer room management chart

首先我們需要搭建一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和一臺WEB站點服務(wù)器，然后連接所有能連入局域網(wǎng)的儀器設(shè)備，無法物理連接的安裝了基于紅外、藍牙以及RFID技術(shù)的傳感器，用以收集機房系統(tǒng)中所有成員的實時數(shù)據(jù)和信息。比如在門禁和學(xué)員自由上機的電源管理服務(wù)器上安裝了基于RFID技術(shù)的讀卡器，這樣一旦讀卡器捕獲到在其上方一定范圍內(nèi)有可以被其識別的信號經(jīng)過，就自動記錄進服務(wù)器，并與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)信息對比，而不需要像傳統(tǒng)的機房需要把上機卡插入機器才可以連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，如果盒數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的信息相符，就返回給電源管理服務(wù)器一個信號，當電源管理服務(wù)器接收到這個信號就自動連接PLC執(zhí)行給電操作，也就是說是通過PLC控制學(xué)生計算機電源開關(guān)的，否則電源管理服務(wù)器收不到這個信號，PLC就不會給學(xué)生計算機執(zhí)行給電操作[5]；另外我們還在實驗室安裝了紅外感應(yīng)視頻攝像機以便24小時對實驗室的全方位監(jiān)控，并把監(jiān)控結(jié)果記錄到硬盤錄相機上，硬盤錄象機通過局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將記錄的信息傳輸給WEB服務(wù)器；UPS是一種含有儲能裝置以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，可以防止因為意外斷電引起儀器設(shè)備故障導(dǎo)致教學(xué)事故發(fā)生，所以它的穩(wěn)定性尤為重要，在本系統(tǒng)中通過局域網(wǎng)連接UPS，并將UPS的數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送到WEB服務(wù)器，這樣不僅可以以WEB方式查看UPS的實時信息，還能遠程對UPS進行設(shè)置和調(diào)試（如圖3所示）。

圖3 綜合管理系統(tǒng)Fig.3 Management system

在基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室管理系統(tǒng)中，你可以隨時在任何搭建了WEB瀏覽器的終端查看和調(diào)試儀器設(shè)備的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)的計算機機房管理系統(tǒng)一般都是需要插入磁卡才能實現(xiàn)與機房管理服務(wù)器連接的功能相對單一的計算機機房管理系統(tǒng)[6]。文中介紹了一種將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于計算機實驗室管理系統(tǒng)的解決方案。能夠幫助實驗室管理部門更好的實現(xiàn)機房設(shè)備的精細化管理，為日常實驗室設(shè)備安全高效運行提供了有效的支撐。

[1]趙志軍.物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和智能信息處理理論與關(guān)鍵技術(shù)[J].計算機科學(xué)，2011，38（8）：1-8.

ZHAO Zhi-jun.Theory and key technologies of architecture and intelligent information processing for internet of things[J].Computer Science，2011，38（8）:1-8.

[2]張紹鈞，葉志申，黃仁泰.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用[J].信息化研究，2011（4）：8-11.

ZHANG Shao-jun，YE Zhl-shen，HUANG Ren-tai.Key Techniquesand applicationsforinternetofthings[J].Electronic Engineer，2011（4）：8-11.

[3]趙敏，常杰，孫棣華.基于ZigBee和ARM的分布式RFID信息采集系統(tǒng)的設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng)，2011，30（9）:105-108.

ZHAO Min，CHANG Jie，SUN Di-hua.Design of distributed RFID data collection system based on Zig Bee and ARM[J].TransducerandMicrosystemTechnology，2011，30（9）:105-108.

[4]陳海明，崔莉，謝開斌.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)方法的比較研究[J].計算機學(xué)報，2013，36（1）:168-188.

CHEN Hai-ming，CUI Li，XIE Kai-bin.A comparative study on architectures and implementation methodologies of internet of things[J].Chinese Journal of Computers，2013，36（1）:168-188.

[5]羅慧敏，鄒冬蘭.基于局域網(wǎng)的計算機機房管理方案[J].電子技術(shù)與軟件工程，2012（23）:30-31.

LUO Hui-min，ZHOU Dong-lan.Computer room management scheme based on LAN[J].Electronic technology and software engineering，2012（23）:30-31.

[6]楊克領(lǐng).高校計算機機房管理與維護措施[J].電子設(shè)計工程，2012，20（15）:41-43.

YANG Ke-ling.Management and maintenance measures of college computer room[J].International Electronic Elements，2012，20（15）:41-43.