李惠 楊凌雪 胡春帆 六盤(pán)水師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系

關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng) 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室 安全信息化

一、引言

本文提出的基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理平臺(tái)主要是利用物聯(lián)網(wǎng)中的射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)、納米技術(shù)、智能化技術(shù)等實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)可以讓實(shí)驗(yàn)室管理員在不出辦公室的情況下控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)作情況。此外，通過(guò)該平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室人員可以實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)物資、環(huán)境等之間的互動(dòng)控制。這樣，不僅大大提高實(shí)驗(yàn)室的管理效率，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室的安全系數(shù)，而且有效的降低了資源設(shè)備的消耗度，能夠有效進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全管理。該系統(tǒng)提高了設(shè)備資源的利用率，使實(shí)驗(yàn)室安全管理實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化和信息化。為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的安全管理提供了一種新的思路。

二、我院高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理現(xiàn)狀

我院現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)用房面積約1600平方米，儀器設(shè)備總值約1000萬(wàn)元，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室共18個(gè)，其中：網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、單片機(jī)與嵌入式實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、綜合開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、數(shù)學(xué)建模與統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)室1個(gè)，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室13個(gè)。我院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理還是采用人工管理的方式，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.實(shí)驗(yàn)室的管理制度不健全，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的培訓(xùn)和考核力度不夠

我院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的安全管理模式相對(duì)落后，并且系統(tǒng)不完善。由于對(duì)使用者的培訓(xùn)和考核力度不強(qiáng)，導(dǎo)致用戶(hù)對(duì)使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全隱患意識(shí)不強(qiáng)。

2.實(shí)驗(yàn)人員隊(duì)伍的建設(shè)力度不夠

近幾年來(lái)，學(xué)院不斷產(chǎn)生新專(zhuān)業(yè)，與之配套的實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備也碎紙?jiān)黾?。但是?duì)應(yīng)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室人員卻很少。我院現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員4人，其中一人讀研究生，實(shí)際管理人員只有3人。此外，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的結(jié)構(gòu)不合理，大多為初級(jí)或中級(jí)職稱(chēng)，高級(jí)職稱(chēng)比例低。實(shí)驗(yàn)室的管理梯隊(duì)不合理，技術(shù)水平差。機(jī)房數(shù)量多，一個(gè)管理員要同時(shí)管理五六個(gè)機(jī)房，出現(xiàn)故障時(shí)很難及時(shí)維護(hù)設(shè)備。

3.實(shí)驗(yàn)室環(huán)境管理不合理

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境要求較高，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備的壽命通常受到溫度、濕度、灰塵等因素的影響。我院的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室常常忽略實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)的管理與監(jiān)控。由于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的課程比較多，機(jī)房的電腦設(shè)備基本是從早上開(kāi)到晚上，即使沒(méi)課的時(shí)候，老師和學(xué)生在離開(kāi)機(jī)房的時(shí)候經(jīng)常不關(guān)閉電源，及其門(mén)窗，經(jīng)常出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)物品的丟失，并且經(jīng)常出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的安全造成了很大的隱患。

4.實(shí)驗(yàn)室信息化管理程度欠缺，系統(tǒng)缺乏有效的監(jiān)控

我院機(jī)房管理實(shí)行機(jī)房設(shè)備“標(biāo)簽化”，采用人工巡視看護(hù)的方式對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行管理。每個(gè)機(jī)房通過(guò)實(shí)驗(yàn)室記錄表來(lái)登記教師、課程信息、學(xué)生人數(shù)及其設(shè)備的故障。如果設(shè)備出故障，不能及時(shí)聯(lián)系實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，導(dǎo)致課程無(wú)法正常進(jìn)行，從而影響了正常的教學(xué)。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)

該平臺(tái)采用的是B/S 架構(gòu)模式，主要由感知層、應(yīng)用層以及網(wǎng)絡(luò)層三部分組成。其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要由系統(tǒng)管理、物聯(lián)網(wǎng)管理、設(shè)備管理、教學(xué)管理、安全教育幾個(gè)模塊組成。其功能模塊圖如圖2所示：

1.設(shè)備管理

設(shè)備管理模塊主要是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理智能化。實(shí)驗(yàn)室中的每臺(tái)儀器設(shè)備都安裝了射頻識(shí)電子標(biāo)簽，這樣通過(guò)掃描標(biāo)簽可以了解每臺(tái)設(shè)備的詳細(xì)信息。設(shè)備的入庫(kù)管理主要是通過(guò)自動(dòng)識(shí)別儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，可以使實(shí)驗(yàn)人員從繁瑣的人工操作中解放出來(lái)。

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

2.物聯(lián)網(wǎng)管理

該模塊主要包含環(huán)境監(jiān)測(cè)管理、門(mén)禁管理、視頻管理三部分。環(huán)境檢測(cè)模塊主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)環(huán)境情況進(jìn)行檢測(cè)，并將結(jié)果反饋給實(shí)驗(yàn)室的管理人員。實(shí)驗(yàn)人員和用戶(hù)通過(guò)門(mén)禁進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。視頻管理主要是監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行情況，及其檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備故障。

3.教學(xué)管理

教學(xué)管理主要由管理員管理、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約、教師管理和學(xué)生管理四部分組成。管理員管理主要是負(fù)責(zé)發(fā)布通知公告，教師以及學(xué)生的信息管理、實(shí)驗(yàn)室信息資源等。通知公告主要包含規(guī)章制度、實(shí)驗(yàn)室分布、師資力量、以及課程安排等。實(shí)驗(yàn)室預(yù)約主要是針對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以申請(qǐng)開(kāi)放的時(shí)間及其地點(diǎn)。

4.系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理模塊主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)管理、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)管理、物聯(lián)網(wǎng)管理和設(shè)備管理等功能。

5.安全教育

該模塊主要是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)的學(xué)習(xí)與在線考核。師生對(duì)于安全知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)度可以自主安排。在系統(tǒng)開(kāi)放時(shí)段登錄即可參加考試，對(duì)考試合格的便發(fā)放合格證書(shū)。

四、小結(jié)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室的智能化、安全化、信息化是必然的趨勢(shì)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了由人工管理向智能化管理的轉(zhuǎn)變，改變了實(shí)驗(yàn)室的管理模式，提高了實(shí)驗(yàn)人員的工作效率，并且有效的保證了實(shí)驗(yàn)室的安全性和管理效率，為學(xué)校的師生營(yíng)造了一個(gè)安全、和諧的環(huán)境。