李春光+張曉飛

（遵義師范學(xué)院，貴州 遵義 563002）

[摘 要] 實驗室是高校中重要的組成部分之一，是進行學(xué)術(shù)研究、實踐教學(xué)和技術(shù)研發(fā)的場所，也是對人才進行操作能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的場所。傳統(tǒng)的實驗室管理模式就是依靠人工來完成管理工作，但是傳統(tǒng)的人工管理已經(jīng)無法滿足當(dāng)前實驗室管理的各種需求，如何利用現(xiàn)代科技進行實驗室的信息化管理成為了亟待解決的問題。本文對高校實驗室當(dāng)前的管理情況進行分析，介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并闡述了在高校實驗室設(shè)備管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用情況。

[關(guān)鍵詞] 物聯(lián)網(wǎng)；高校實驗室；設(shè)備管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 080

[中圖分類號] G647 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）05- 0151- 03

0 引 言

現(xiàn)階段，我國大力提倡素質(zhì)教育，也更加看重對學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力進行培養(yǎng)，高校的實驗室也因此成為了高校的重要組成部分之一，是教師和學(xué)生進行教學(xué)和科學(xué)研究的重要場所，能夠在一定程度上彰顯出學(xué)校的綜合實力。對實驗的管理水平在某種程度上也能夠顯現(xiàn)出高校的整體管理水平。

1 物聯(lián)網(wǎng)與高校實驗室當(dāng)前的管理情況

我國當(dāng)前的高校實驗室管理多數(shù)都是在設(shè)備上進行標(biāo)簽的標(biāo)志和建立設(shè)備的賬目，對于規(guī)模較小和設(shè)備較少的實驗室較為實用，但是隨著高校的自身發(fā)展，實驗室也不斷在發(fā)展，實驗室的規(guī)模逐漸擴大，設(shè)備也愈發(fā)增多，這種設(shè)備賬目和標(biāo)簽的形式幾乎不能夠?qū)嶒炇疫M行有效地管理，對于實驗的需求也較難滿足，在當(dāng)前的實驗室設(shè)備管理中存在著較多問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。其一，設(shè)備和課時的增加，隨著近幾年教育部提倡素質(zhì)教育和高校的擴招計劃實施，學(xué)校的規(guī)模也在不斷擴大，高校的實驗室也在不斷擴大著自己的規(guī)模，將開設(shè)的課程進行增加，校方對實驗室也加大了投資規(guī)模，增加實驗室的設(shè)備種類和數(shù)量。這種發(fā)展導(dǎo)致傳統(tǒng)的人工記錄管理模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的需求，而設(shè)備數(shù)量的增加也加大了后期維護和保養(yǎng)工作的難度。其二，管理人員較少，實驗室的設(shè)備管理工作較為繁雜，不僅要對實驗室中的設(shè)備進行擺放、維護、標(biāo)簽填寫等，還要對實驗室的電氣設(shè)備進行維護并清掃實驗室衛(wèi)生，按“5S”的要求進行管理。這其中每一項工作都是較為耗費時間的，實驗室設(shè)備的管理人員的編制并不大，所以工作人員無論是從精力上還是時間上都無法完成全部的管理工作，導(dǎo)致實驗室的設(shè)備管理工作并不能達到預(yù)期的效果。其三，設(shè)備具有較大的流動性，隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，教育模式也在進行著改革，教學(xué)課堂上也出現(xiàn)了更多的演示實驗，因此實驗設(shè)備的也頻繁地被挪動外借，流動性大大增加，傳統(tǒng)人工統(tǒng)計的方式已經(jīng)無法對實驗設(shè)備的流向進行及時準(zhǔn)確的掌握，實驗設(shè)備的總體數(shù)量也在不斷增加，種種情況都導(dǎo)致實驗設(shè)備在轉(zhuǎn)借時極易產(chǎn)生丟失的情況。

由于傳統(tǒng)人工管理模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前高校實驗室設(shè)備管理的需求，所以要引進先進的管理技術(shù)并與科技手段加以結(jié)合，在這種趨勢下，具有獨特優(yōu)勢的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被應(yīng)用于實驗室設(shè)備的管理工作當(dāng)中。物聯(lián)網(wǎng)就是一種在原有互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上對網(wǎng)絡(luò)進行擴展和延伸，形成的一個連接物和物的互聯(lián)網(wǎng)，它使得物品之間的通訊成為了可能，換句話說，物聯(lián)網(wǎng)就是連接物品的互聯(lián)網(wǎng)，在運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過程中，其中需要接觸到較多領(lǐng)域的技術(shù)手段，尤其是無線射頻識別，在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用最為頻繁。RFID，就是無線射頻識別，通過射頻信號不接觸對象就能夠進行自動的識別，以此來獲取相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)并向后臺傳送識別的數(shù)據(jù)進行處理。無線射頻識別在整個工程的過程中不需要人工的介入，所以這種技術(shù)具有更好的方便性和操作性。RFID的主要組成部分就是電子標(biāo)簽與標(biāo)簽的讀寫器，技術(shù)的信息載體就是電子標(biāo)簽，每一個電子標(biāo)簽都能夠?qū)?biāo)識物品的有關(guān)數(shù)據(jù)和信息進行攜帶，電子標(biāo)簽的主要構(gòu)成就是專用的芯片和標(biāo)簽的天線，并且電子標(biāo)簽具有唯一的專有的編碼。標(biāo)簽讀寫器的作用就是對標(biāo)簽的信息和數(shù)據(jù)進行識讀和寫入，在實際的應(yīng)用當(dāng)中，需要識別的物品攜帶電子標(biāo)簽進入讀寫器，并在其讀寫信號的覆蓋范圍內(nèi)，讀寫器的射頻信號被電子標(biāo)簽所接收，電子標(biāo)簽通過感應(yīng)電流，發(fā)送專用芯片中的信息和數(shù)據(jù)到讀寫器當(dāng)中，讀取器接收信息后對其進行解碼操作，隨后將解碼出的信息輸送到系統(tǒng)后臺進行深度的識別并進行相應(yīng)的處理，由此可以看出，上述過程中并沒有人工的介入，所有的物品信息收集過程和后期識別都能夠有系統(tǒng)自動完成，是一個智能化的處理過程。除此之外，在無線射頻識別系統(tǒng)能夠擁有多個電子標(biāo)簽和標(biāo)簽讀寫器在同一個工作的范圍內(nèi)，此時電子標(biāo)簽和標(biāo)簽讀寫器之間就會出現(xiàn)相互作用從而產(chǎn)生信號干擾，即數(shù)據(jù)碰撞。無線射頻識別的數(shù)據(jù)碰撞和致使不能進行正確地信息讀取和對數(shù)據(jù)的傳輸產(chǎn)生影響，進而對識別物品的有效性產(chǎn)生影響，甚至?xí)绊懶畔⒌陌踩?，?dǎo)致信息泄露。所以，在無線射頻進行識別的過程當(dāng)中，要選擇防碰撞算法，對多個標(biāo)簽和讀寫器之間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)碰撞進行有效解決。

2 物聯(lián)網(wǎng)在高校實驗室中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)就是通過各傳感設(shè)備，將基點定為約定的協(xié)議，在互聯(lián)網(wǎng)中融合任何物品從而進行信息通信和數(shù)據(jù)交換等一系列操作，如跟蹤和定位等。這個系統(tǒng)主要由感知部分、傳輸部分以及應(yīng)用部分共同組成，系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)就是互聯(lián)網(wǎng)，在物品上進行用戶端的擴展和延伸，將物品之間進行互聯(lián)。

2.1 設(shè)備管理

實驗室的設(shè)備管理主要是從三個方面進行管理。其一，信息管理，在管理實驗室的過程中，學(xué)校可以將無需射頻識別系統(tǒng)進行靈活地運用，將電子標(biāo)簽在每臺實驗設(shè)備上進行配置，并在電子標(biāo)簽中將設(shè)備的基本信息和參數(shù)輸入其中，將標(biāo)簽讀取器作為信息的載體，在互聯(lián)網(wǎng)和終端設(shè)備中進行相關(guān)信息和數(shù)據(jù)的傳輸，這樣能夠?qū)π畔⒑蛿?shù)據(jù)進行實時的更新，并對其實行動態(tài)管理，實驗室管理人員能夠?qū)π枰男畔①Y料進行快速的獲取，并有效管理實驗室設(shè)備，尤其是對設(shè)備信息和參數(shù)的管理。其二，外借管理，在對設(shè)備進行管理的過程中，要對物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻識別系統(tǒng)進行充分地利用，對實驗室的設(shè)備進行跟蹤管理，將門禁芯片設(shè)置在高校實驗室的出入口處，對進出實驗室的物品進行掃描。將無線互聯(lián)網(wǎng)作為連接的紐帶，能夠?qū)M出實驗室的時間進行掌控并將相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息在管理系統(tǒng)中進行及時的傳輸，這樣實驗室的管理人員就能夠掌握設(shè)備儀器的動向，包括設(shè)備所在地點及使用的情況等。如此一來，還能夠有效防止人員私自未經(jīng)允許挪用實驗設(shè)備。其三，維修管理，在對實驗設(shè)備進行檢修的過程中，傳統(tǒng)的管理形式對于發(fā)生故障的原因并無法進行及時有效地查明，實驗室管理人員也無法針對出現(xiàn)的問題進行解決方案的制定，也無法出臺有效的解決措施，因此實驗設(shè)備出現(xiàn)故障而無法正常后卻不能得到及時有效的維修，嚴(yán)重影響了教學(xué)實踐工作的正常開展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗設(shè)備維修工作中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)簡單簡便化的維修工作，并且實驗設(shè)備的詳細信息和實際的維護情況都能夠在設(shè)備的電子標(biāo)簽中進行儲存。

2.2 環(huán)境管理

安全防護。在我國的高校當(dāng)中，大部分的重要場所都安裝了高清監(jiān)控攝像頭，但是由于角度等問題，攝像設(shè)備的盲區(qū)問題不可避免，若遭遇到了異常的外來入侵，則需要一段的反應(yīng)時間才能夠?qū)ζ溥M行判斷。若采用人工的方式對重點場所進行值守，也難免會出現(xiàn)漏洞和疏忽。除此之外，傳統(tǒng)的管理方式收集的信息較為單一化，不能夠?qū)⒍嘣男畔⑻峁┙o實驗設(shè)備的管理人員，也無法進行遠程的監(jiān)控工作。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的標(biāo)簽讀寫器能夠?qū)﹄娮訕?biāo)簽的位置進行準(zhǔn)確的感知，并能夠通過電子標(biāo)簽的溫濕度對所需的信息和數(shù)據(jù)進行采集，并以無線互聯(lián)網(wǎng)為紐帶，將信息傳送給設(shè)備管理人員。若裝有電子標(biāo)簽的實驗設(shè)備被標(biāo)簽讀寫器感知到已經(jīng)不在實驗室的范圍內(nèi)，則標(biāo)簽讀寫器會自動發(fā)出警報，并通過無線模塊對實驗室管理人員進行告知，能夠有效降低實驗室設(shè)備的丟失率。

實驗教學(xué)的內(nèi)容主要是教師利用多媒體進行演示實驗和學(xué)生的探究實驗操作。由于實驗內(nèi)容和操作過程有所差別，因此對實驗室的環(huán)境也有著不同的要求，這時候就可以利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，將能夠?qū)饩€進行感知的傳感器安裝在高校的實驗室當(dāng)中，信息和數(shù)據(jù)能夠通過傳感器快速地對實驗室管理人員進行反饋，為實驗人員調(diào)整實驗的光線提供方便，以滿足實驗教學(xué)中對于環(huán)境光線的客觀要求。在實驗室的日常管理過程中，管理員要以學(xué)校實驗課程的安排時間為基礎(chǔ)，對實驗室內(nèi)各種設(shè)備和設(shè)施的時間通過計算機進行準(zhǔn)確的設(shè)置，如實驗儀器、照明設(shè)備等。通過計算機的程序指令，在最短的時間內(nèi)傳感器就能夠進行一系列的操作，在一定程度上也達成了環(huán)保節(jié)能的效果。除此之外，一些型號的傳感器還能夠?qū)崿F(xiàn)除塵的功能。

2.3 資源共享

在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持下，實驗室管理人員能夠通過互聯(lián)網(wǎng)和傳感器共享硬件資源，并實現(xiàn)遠程控制一些實驗室的設(shè)備，在線分析一些實驗數(shù)據(jù)，對于實驗室的設(shè)備，要進行定期的檢測和病毒查殺，對于相關(guān)配置要進行及時的升級和修補。這些問題能夠通過云計算技術(shù)進行良好地解決，將高校在此方面的經(jīng)濟投入減少，為高校實驗室提供一個數(shù)據(jù)的存儲中心，并且具有較高的安全可靠性，有效防止病毒侵入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)被破壞，將系統(tǒng)資源進行共享，保證了實驗教學(xué)的開展和發(fā)展。

2.4 優(yōu)化管理

物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻識別體系的推廣使用，使高校實驗室的設(shè)備管理工作實現(xiàn)了信息化和網(wǎng)絡(luò)化，也將更大的便利提供給了實驗室的管理人員和設(shè)備操作者。在實際的管理過程中，可以在校園的物聯(lián)網(wǎng)中融入云計算技術(shù)，將更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和技術(shù)帶給高校的實驗室，并以此為基礎(chǔ)，也能夠?qū)⒃朴嬎阒械馁Y源能夠提供的服務(wù)提供給高校的物聯(lián)網(wǎng)中心，在滿足高校實驗室的正常運行的基礎(chǔ)上，將實驗數(shù)據(jù)的分析和計算工作的準(zhǔn)確性進一步地提高，將重要、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)提供給實驗教學(xué)。在進行管理時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⑻摂M的平臺和實驗的平臺進行有機地結(jié)合，將校外的各種資源實現(xiàn)共享，將實驗教學(xué)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。

3 結(jié) 語

高校的一個重要組成部分就是高校的實驗室，實驗室也是高校進行科研和教學(xué)的重要場所之一，已經(jīng)與信息網(wǎng)絡(luò)和圖書館共同被稱為新時代中高等院校建設(shè)的三大支柱。所以，要對高校的實驗室實行科學(xué)合理、便捷有效的管理模式，實驗室的管理情況和建設(shè)規(guī)模在一定程度上也反映了學(xué)校的綜合實力。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實驗室的管理當(dāng)中，定能夠為實驗室提供更加高效的管理，保證高校的持續(xù)發(fā)展。

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