基于傳感網(wǎng)的高校實驗室智能管理的設計
2017-05-16 00:24:58胡偉郭龍李啟貴熊凱
物聯(lián)網(wǎng)技術 2017年4期
胡偉+郭龍+李啟貴+熊凱
摘 要：隨著科學技術的發(fā)展，地方大學實驗室逐漸凸顯出智能化和信息化水平低，管理不方便等問題，為了提高實驗室管理效率，文中設計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能實驗室管理系統(tǒng)。通過嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信、無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，無線傳感器網(wǎng)絡，無線射頻技術和自動控制技術等制備了Android手機客戶端和PC客戶端軟件，通過無線通信相關實驗室管理各種應用子系統(tǒng)，用手機或者計算機遠程控制管理終端實驗室。
關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實驗室；智能管理；Android
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）04-0-04
0 引 言
隨著計算機技術的發(fā)展，越來越多的行業(yè)把精力投注到管理層，而對于實驗室來說，如果沒有一套簡便、有效的管理系統(tǒng)，那么對其進行管理就是一件耗時且棘手的事，因此針對上述問題提出了新的法案，開發(fā)一套完整的基于傳感網(wǎng)的高校實驗室智能化管理系統(tǒng)。在飛速發(fā)展的當今世界，計算機在現(xiàn)代教學中扮演著越來越重要的角色，越來越多的學習資源都需要通過計算機從網(wǎng)上獲取，由此增大了計算機的需求量，同時也帶來相應的問題，如不能實時對實驗室進行監(jiān)控以節(jié)省電能，避免計算機打開而無人使用等問題。此外，還增加了實驗室管理的難度，因此有必要開發(fā)一套基于傳感網(wǎng)的高校實驗室智能化管理系統(tǒng)，提高實驗室的管理效率，為學生能夠更好的上機做相應的準備。
1 項目背景與需求分析
在高校里，實驗室主要用于課上教學以及學生課余學習，因此實驗室在高校的使用頻率很高，而且計算機也容易出現(xiàn)問題，故實驗室管理員需要每天對其進行檢查，每周檢修。為了能讓學生們能更加自由的使用計算機，管理員能夠更好地進行管理工作，開發(fā)一套管理系統(tǒng)很有必要，不僅可以減輕實驗室管理員的勞動力強度，提高實驗室管理水平，還可提高實驗室的利用率、工作質(zhì)量及效率，并確保穩(wěn)定的實驗室管理和良性運行，保證學生正常上機操作，同時使計算機管理技術的運用達到最優(yōu)。針對以上問題，分析后開發(fā)了一個基于傳感網(wǎng)的實驗室智能化管理系統(tǒng)。
基于傳感網(wǎng)的實驗室智能化管理系統(tǒng)不僅可以大大減輕實驗室管理員的工作負荷，提高管理效率，在傳感網(wǎng)條件下，即使實驗室增加再多的設備也可以通過該管理系統(tǒng)對所有計算機進行監(jiān)控，具有良好的管理效果。
此外，該系統(tǒng)采用了目前最為流行和使用最多的客戶端模式，便于用戶和管理員溝通，使用者在發(fā)現(xiàn)問題時可及時向管理員發(fā)起遠程技術支持。在了解了傳感網(wǎng)管理系統(tǒng)相關的設備需求和工作原理后，從該管理系統(tǒng)的經(jīng)濟方面考慮其開發(fā)的可行性，由于科學技術的不斷更新和發(fā)展，電子設備會越來越廉價，因此實驗室更新或增加物理設備時就可以節(jié)省一定資金。此外，該系統(tǒng)的設計降低了實驗室管理員的工作強度，節(jié)約了人力和物力等資源。
2 項目系統(tǒng)結構設計
與傳統(tǒng)管理系統(tǒng)相比，文中設計的管理系統(tǒng)在啟動進入功能訪問界面時速度更快，進入應用程序時大大降低了死機或者功能無響應等情況出現(xiàn)的概率。由于本管理系統(tǒng)是基于計算機使用者而開發(fā)的，對界面進行了相應的優(yōu)化，將各管理功能模塊清晰地呈現(xiàn)在使用者面前，使用戶能夠感受到此管理系統(tǒng)的友好，輕快與便捷。
本系統(tǒng)的開發(fā)需要分布式網(wǎng)絡集中控制主機，一臺為教師端電腦，其他計算機連接實驗室管理系統(tǒng)，并安裝相應的數(shù)據(jù)處理辦公軟件，本系統(tǒng)采用的后臺數(shù)據(jù)庫為Office2010 Access。分布式網(wǎng)絡集中控制主機是基于RS 485通訊傳輸方式構造的智能網(wǎng)絡集中控制設備。該設備集成網(wǎng)絡通訊、RS 485總線通訊、SD存儲等硬件設施。通過RS 485總線可以將分布在不同位置的開關執(zhí)行器、環(huán)境采集器、開關輸入采集器等不同節(jié)點接入控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)E-R圖如圖1所示。
3 系統(tǒng)詳細設計
3.1 登錄
實驗室管理員或教師需要管理實驗室時，可在辦公室或家中通過能聯(lián)網(wǎng)的電子設備輸入實驗室管理系統(tǒng)的網(wǎng)址。系統(tǒng)登錄流程圖如圖2所示。
3.2 系統(tǒng)管理界面
3.2.1 節(jié)點控制
在該菜單欄里可以清楚了解到節(jié)點（即計算機）數(shù)量，并可在任何時候關閉運行中的節(jié)點（節(jié)點的重新啟動，開放的時間節(jié)點，手動打開節(jié)點），方便快捷，大大節(jié)約了實驗室管理員或老師的時間和精力。
3.2.2 節(jié)點視頻
節(jié)點視頻。如果實驗室設備有監(jiān)控，可以使用監(jiān)控觀察實驗室動態(tài)。
3.3 設備配置
通過界面來配置實驗室計算機的時間設置、亮度、睡眠、防火墻等。
3.4 系統(tǒng)配置
通過系統(tǒng)配置可以清楚看到節(jié)點的信息（網(wǎng)絡端口，MAC地址、設備IP地址等）。
3.5 核心代碼
核心部分代碼如下所示：
if（id==0xffff） {
/***如果id 號的后十六位為1，執(zhí)行***/
node=null；
type=eky.findDevicetype（nt）.object；
nt =”devtype=”+nt；
}else{
/***否則，獲取node的id號和狀態(tài)***/
nt=null；
node=eky.findNode（id）；
type=node.getTypeObject（）；}
/***當node存在時***/
if（node）{
/***獲取主節(jié)點的id以及執(zhí)行其功能***/
father.sendcmd（id， cmd， function（httpresp） {
var json = eval（‘（‘+httpresp.responseText+））；
/***當有子節(jié)點的狀態(tài)時，有AJAX獲取主節(jié)點的CMD，和taskret***/
if（json.Statu）{
cmd=”op=readresp&tid=”+json.taskid；
father.ajax_get（cmd， function（taskret）{
var resp = eval（‘（‘+taskret.responseText+））；
/***用于判斷子節(jié)點的狀態(tài)、是為false、還是true***/
node.setStatu（m==1？true：false）；
/***為系統(tǒng)設置一個定時刷新的時間***/
window.clearTimeout（refreshtimer）；
/***刷新***/
refreshStatu（）； }）； }
/***子節(jié)點請求獲取一個新的時間***/
node.setRequesttime（new Date（）.getTime（））；
/***當時間到達1 500 s時，主節(jié)點關閉***/
setTimeout（function（）{father.Close（）； }， 1500）；
}）；
}else{
/***http對主節(jié)點的響應后的id***/
father.sendcmd（id， cmd， function（httpresp）{
/***定義一個json為text類型***/
var json = eval（‘（‘+httpresp.responseText+））；
//判斷json的狀態(tài)
if（json.Statu）{
//當i< i for（var i=0； i //node被賦值為新的eky.getNodeByIndex node = eky.getNodeByIndex（“NHRO-SCP”，i）； if（node！=null） { //如果node不為空時，判斷其狀態(tài) node.setStatu（m==1？true：false）； }} //傳送主鍵id，c，s function sendkey（id，c，s） { //定義type，cmd，node var type=eky.findDevicetype（“NHRO-SCP”）.object； var cmd=type.findCommand（“WRITE”）； var node = eky.findNode（id）； //如果子節(jié)點為空，顯示“找不到節(jié)點” if（node==null） alert（“找不到該節(jié)點”）； //輸入事件源node 的id cmd.findParament（“INODEID”）.setValue（id）； cmd.findParament（“EVENTTYPE”）.setValue（1）； cmd.findParament（“ED”）.setValue（s< cmd.findParament（“EM”）.setValue（1< //傳送主節(jié)點的cmd（包含0fff，cmd，httpresp） father.sendcmd（0xffff， cmd， function（httpresp） { setTimeout（function（）{father.Close（）； }， 1500）； }， “devtype=NHRO-SCP”）； } 界面布置及設置如下所示： if（node==null） continue； n = ‘rt_control_ch+i； if（node.isOnline（））{ l = “在線”； ++online； m = node.getModel（）？”自動”：”手動”； p = （node.getStatu（）===true）？”打開”：”關閉”； } else { l = “離線”； m=p=”--”； } //當節(jié)點在線時，能有如下操作： if（node.isOnline（））{ l = “在線”； ++online； if（node.getStatu（）） { m = node.getDimming（）； if（m==0xffff） m = “unkown”； p = “打開”； } else { m = “--”； p = “關閉”； } } else { l = “離線”； p=”--”； } str = ‘昏暗?；?；?；?；；
str += ‘溫馨；?；?；?；；
str += ‘明亮?；?；?；?；；
str += ‘關閉；
}else{str = ‘昏暗?；?；?；?；；
str += ‘溫馨?；?；?；?；；
str += ‘明亮?；?；?；?；；
str += ‘打開；
節(jié)點類型： NHRO-SCP
- 節(jié)點總數(shù)： 個
- 自動模式： 個
- 當前在線： 個
- 打開狀態(tài)： 個
點擊控制列的文字操作端口，自動模式時不允許手動控制。
?； ?；
- 節(jié)點總數(shù)： 個
| 編號 | 類型 | 地址 | 名稱 | 在線 | 模式 | 狀態(tài) | 操作 |
|---|
4 結 語
基于傳感網(wǎng)的高校實驗室智能化管理系統(tǒng)主要從學生使用情況的角度設計和開發(fā)，其最大的優(yōu)點是可以實時監(jiān)控實驗室里每臺計算機的使用情況，從而對計算機進行遠程操控。對于某些處于開機狀態(tài)但卻無人使用的計算機，實驗室管理員可以通過遠程操控對其關閉，避免造成資源浪費；基于傳感網(wǎng)的高校實驗室智能化管理系統(tǒng)可以通過下載手機App對其實時關注，實現(xiàn)工作、管理兩不誤。
參考文獻
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2017年04期
- 專題介紹
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- 學術研究
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| 編號 | 類型 | 地址 | 名稱 | 在線 | 調(diào)光值 | 狀態(tài) | 操作 |
|---|
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