李惠 楊凌雪 胡春帆 六盤水師范學(xué)院 計算機科學(xué)與技術(shù)系

關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng) 計算機實驗室 安全信息化

一、引言

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

二、我院高校計算機實驗室安全信息化管理現(xiàn)狀

我院現(xiàn)有實驗用房面積約1600平方米，儀器設(shè)備總值約1000萬元，現(xiàn)有實驗室、實訓(xùn)室共18個，其中：網(wǎng)絡(luò)實驗室1個、單片機與嵌入式實驗室1個、綜合開放實驗室1個、物聯(lián)網(wǎng)實驗室1個、數(shù)學(xué)建模與統(tǒng)計分析實驗室1個，計算機實訓(xùn)室13個。我院計算機實驗室的管理還是采用人工管理的方式，主要存在以下幾個問題：

1.實驗室的管理制度不健全，對實驗人員的培訓(xùn)和考核力度不夠

我院計算機實驗室的安全管理模式相對落后，并且系統(tǒng)不完善。由于對使用者的培訓(xùn)和考核力度不強，導(dǎo)致用戶對使用實驗設(shè)備的安全隱患意識不強。

2.實驗人員隊伍的建設(shè)力度不夠

近幾年來，學(xué)院不斷產(chǎn)生新專業(yè)，與之配套的實驗室和設(shè)備也碎紙增加。但是對應(yīng)專業(yè)的實驗室人員卻很少。我院現(xiàn)有實驗技術(shù)人員4人，其中一人讀研究生，實際管理人員只有3人。此外，實驗技術(shù)人員的結(jié)構(gòu)不合理，大多為初級或中級職稱，高級職稱比例低。實驗室的管理梯隊不合理，技術(shù)水平差。機房數(shù)量多，一個管理員要同時管理五六個機房，出現(xiàn)故障時很難及時維護(hù)設(shè)備。

3.實驗室環(huán)境管理不合理

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

4.實驗室信息化管理程度欠缺，系統(tǒng)缺乏有效的監(jiān)控

我院機房管理實行機房設(shè)備“標(biāo)簽化”，采用人工巡視看護(hù)的方式對計算機設(shè)備進(jìn)行管理。每個機房通過實驗室記錄表來登記教師、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，不能及時聯(lián)系實驗技術(shù)人員，導(dǎo)致課程無法正常進(jìn)行，從而影響了正常的教學(xué)。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)的計算機實驗室安全信息化管理平臺的設(shè)計

該平臺采用的是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)實現(xiàn)對實驗室儀器設(shè)備管理智能化。實驗室中的每臺儀器設(shè)備都安裝了射頻識電子標(biāo)簽，這樣通過掃描標(biāo)簽可以了解每臺設(shè)備的詳細(xì)信息。設(shè)備的入庫管理主要是通過自動識別儀器設(shè)備實現(xiàn)的，可以使實驗人員從繁瑣的人工操作中解放出來。

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)測管理、門禁管理、視頻管理三部分。環(huán)境檢測模塊主要是對實驗室的實時環(huán)境情況進(jìn)行檢測，并將結(jié)果反饋給實驗室的管理人員。實驗人員和用戶通過門禁進(jìn)入實驗室。視頻管理主要是監(jiān)控實驗室的運行情況，及其檢測實驗室的設(shè)備故障。

3.教學(xué)管理

教學(xué)管理主要由管理員管理、實驗室預(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、實驗室信息資源等。通知公告主要包含規(guī)章制度、實驗室分布、師資力量、以及課程安排等。實驗室預(yù)約主要是針對開放實驗室，學(xué)生可以申請開放的時間及其地點。

4.系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理模塊主要是實現(xiàn)對用戶管理、實驗室數(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)行實驗室安全知識的學(xué)習(xí)與在線考核。師生對于安全知識的學(xué)習(xí)進(jìn)度可以自主安排。在系統(tǒng)開放時段登錄即可參加考試，對考試合格的便發(fā)放合格證書。

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，實驗室的智能化、安全化、信息化是必然的趨勢。該系統(tǒng)實現(xiàn)了由人工管理向智能化管理的轉(zhuǎn)變，改變了實驗室的管理模式，提高了實驗人員的工作效率，并且有效的保證了實驗室的安全性和管理效率，為學(xué)校的師生營造了一個安全、和諧的環(huán)境。