朱 群

（福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350003）

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)融合互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸功能、射頻識(shí)別技術(shù)的感知與定位功能等，將各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換與融通處理。伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的服務(wù)范疇也從最開(kāi)始的短距離逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)距離，在后期傳感器技術(shù)、納米技術(shù)以及人工智能技術(shù)的不斷研發(fā)，系統(tǒng)程序?qū)槲锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)視域下的數(shù)據(jù)融通處理，為社會(huì)發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ畹於▓?jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)室智能化管理 系統(tǒng)需求分析

2.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的實(shí)訓(xùn)室管理智能化系統(tǒng)，為實(shí)訓(xùn)室教學(xué)環(huán)境提供具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸對(duì)接及分析功能的管理平臺(tái)，輔助教職人員進(jìn)行信息化管控，也是目前智慧校園發(fā)展的分支。在實(shí)訓(xùn)室人員及設(shè)備管理方面，按照物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)呈現(xiàn)的智能調(diào)控功能，替代了原有人工管理模式；在實(shí)訓(xùn)室監(jiān)控方面，采取智能化的監(jiān)控體系，對(duì)不同人員、不同設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在智能化管理方面，綜合教職人員以及教育管理系統(tǒng)等對(duì)不同的實(shí)訓(xùn)室設(shè)備或教育場(chǎng)景進(jìn)行一體化調(diào)控，達(dá)到節(jié)能效果；在實(shí)訓(xùn)室安全方面，通過(guò)預(yù)警功能以及錄像功能，對(duì)實(shí)訓(xùn)室場(chǎng)景進(jìn)行全天候監(jiān)管，及時(shí)查證故障問(wèn)題產(chǎn)生點(diǎn)，保證實(shí)訓(xùn)室環(huán)境的可靠性。

2.2 系統(tǒng)功能需求

2.2.1 用戶管理

登錄實(shí)訓(xùn)室智能處理平臺(tái)中的人員主要是確定其普通用戶與管理用戶，兩者之間需要通過(guò)權(quán)限設(shè)定，操作實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的操作范圍。人員在登錄實(shí)訓(xùn)室設(shè)備操作系統(tǒng)時(shí)，需輸入編號(hào)信息以及密碼，以獲得實(shí)驗(yàn)操作權(quán)限。如果權(quán)限不符，則無(wú)法進(jìn)行操作，這也是針對(duì)不同專業(yè)、不同人員權(quán)限調(diào)控的基礎(chǔ)條件。

2.2.2 設(shè)備信息管理

現(xiàn)有專業(yè)復(fù)雜化的教學(xué)場(chǎng)景對(duì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)設(shè)備提出更高的使用要求，特別是在部分專業(yè)學(xué)科交互實(shí)訓(xùn)期間，實(shí)訓(xùn)室內(nèi)各類設(shè)備將處于長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷的運(yùn)行模式，使得部分設(shè)備存在報(bào)廢或故障等問(wèn)題。設(shè)備信息管理則是針對(duì)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)部的計(jì)算機(jī)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)設(shè)備等進(jìn)行綜合化數(shù)據(jù)采集與分析，及時(shí)將不同時(shí)間點(diǎn)、不同空間點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行日志錄入，分析設(shè)備的使用時(shí)限以及更換記錄等，輔助工作人員進(jìn)行日常運(yùn)維以及調(diào)換處理。

2.2.3 實(shí)訓(xùn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下的實(shí)訓(xùn)室監(jiān)測(cè)需求從不同角度測(cè)定環(huán)境信息、視頻信息以及安全防護(hù)信息等，通過(guò)多維度數(shù)據(jù)管控及時(shí)調(diào)取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，有助于技術(shù)人員以及安全管理人員了解實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的各類教育場(chǎng)景。例如，設(shè)備應(yīng)用數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)、安全防護(hù)數(shù)據(jù)等，均可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢索及分析，提高實(shí)訓(xùn)室智能化處理效能。

2.3 系統(tǒng)性能需求

首先，在系統(tǒng)完整性方面。針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行以及管理起到全過(guò)程支撐作用，整個(gè)系統(tǒng)可研發(fā)性以及可應(yīng)用性可及時(shí)對(duì)各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸檔處理。此外，應(yīng)針對(duì)功能管控實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)拓展，在動(dòng)態(tài)性實(shí)驗(yàn)教育期間進(jìn)行針對(duì)性管理。

其次，在系統(tǒng)可靠性方面。針對(duì)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)部的各類物理組成條件，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管以及控制，例如，燈光、溫度濕度、門禁以及設(shè)備投影等，確保系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中具備的支撐條件符合實(shí)訓(xùn)室各類教學(xué)訴求。

最后，在系統(tǒng)兼容性方面。針對(duì)主流操控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)擬合處理?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化管理系統(tǒng)，也可采用虛擬框架搭載云端環(huán)境建設(shè)智慧型應(yīng)用場(chǎng)景。但是對(duì)于基礎(chǔ)物理服務(wù)器而言，必須兼容市面上常見(jiàn)的主流操作系統(tǒng)，才可支撐不同應(yīng)用軟件的操作。[1]

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)室智能化管理 系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成的架構(gòu)體系主要由應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層與感知層構(gòu)成，在對(duì)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)部智能化管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)操控時(shí)，需按照不同的終端對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行擬合處理。例如，移動(dòng)客戶端、實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)在應(yīng)用服務(wù)階段對(duì)數(shù)據(jù)終端進(jìn)行擬合處理；在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸階段則是通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或校園局域網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi等，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)化傳輸，確保實(shí)訓(xùn)式在教育場(chǎng)景中，通過(guò)不同的數(shù)據(jù)維度進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)視域下的信息融通處理。在感知層中，主要通過(guò)傳感器網(wǎng)關(guān)與各類傳感器，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的感知處理，保證各類終端集成數(shù)據(jù)的服務(wù)狀態(tài)符合宏觀調(diào)控訴求，為后期物聯(lián)網(wǎng)整體化的管控操作提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2 實(shí)訓(xùn)室智能化管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

圖1為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下的各類傳感器硬件組成。其中，傳感器模塊通過(guò)各類終端對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，整個(gè)過(guò)程的控制是利用不同傳感器完成對(duì)實(shí)訓(xùn)室教育場(chǎng)景的信息整合處理。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下的傳感器硬件組成

網(wǎng)絡(luò)攝像頭可對(duì)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)部場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)聲頻與視頻的同步錄入，對(duì)監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行維度調(diào)整，即在管理過(guò)程中，對(duì)攝像頭進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)訓(xùn)室場(chǎng)景進(jìn)行360°無(wú)死角掃描。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制與訪問(wèn)限制功能，將伴隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)化、智能掃描化，例如，通過(guò)人像識(shí)別將監(jiān)控畫(huà)面定位到人員身上，進(jìn)行精細(xì)化的掃描處理，極大提高監(jiān)管效能。

3.3 實(shí)訓(xùn)室智能化管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

從系統(tǒng)需求角度看，功能多元化的設(shè)定及分析對(duì)基礎(chǔ)服務(wù)功能提出諸多要求，為發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)整合功能，需從實(shí)訓(xùn)室智能管理模式為切入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整處理。圖2為數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖。

圖2 實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖

3.3.1 用戶模式

其中，用戶模塊分為管理者與普通用戶兩部分，管理員與普通用戶信息表如表1所示。

表1 管理員與普通用戶信息表

圖3為用戶管理功能框架圖。從功能判定形式看，系統(tǒng)多功能接入是符合實(shí)訓(xùn)室智能管理訴求的，待用戶在系統(tǒng)中驗(yàn)證個(gè)人信息以后，則權(quán)限處于定向開(kāi)放階段，按照不同區(qū)段內(nèi)的信息整合機(jī)制進(jìn)行比對(duì)及分析，如果存在誤操作問(wèn)題，則立即進(jìn)行阻隔，保證系統(tǒng)運(yùn)行的智能化。

圖3 用戶管理功能框架圖

3.3.2 設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理模塊中的數(shù)據(jù)接入形式按照不同設(shè)施進(jìn)行獨(dú)立定位，如表2所示。

表2 設(shè)備信息表

實(shí)現(xiàn)流程如圖4所示，通過(guò)采用應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，可對(duì)既有的讀寫(xiě)范圍進(jìn)行定位處理，且在設(shè)備管理期間，按照不同電子標(biāo)簽進(jìn)行前端與處理器、存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擬合，令主系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前區(qū)域下的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測(cè)定與處理，極大地提高了信息整合效率。

圖4 設(shè)備管理模塊的實(shí)現(xiàn)

3.3.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊

表3為環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)信息表，其中包含溫濕度監(jiān)測(cè)、光照監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面，通過(guò)節(jié)點(diǎn)編號(hào)、溫濕度與光照數(shù)值、采集時(shí)間與位置確定，為模塊各項(xiàng)功能提供支撐。

表3 環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)信息表

環(huán)境監(jiān)測(cè)工作流程如圖5所示，在網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息采集的共同作用下，組成閉環(huán)的操作邏輯，確保數(shù)據(jù)信息檢索的精確性。

圖5 環(huán)境監(jiān)測(cè)流程

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通機(jī)制，建設(shè)多場(chǎng)景、多渠道整合數(shù)據(jù)傳輸體系，為管理人員提供更為詳盡的數(shù)據(jù)服務(wù)。期待后期發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)實(shí)訓(xùn)室智能管理系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)更新處理，增強(qiáng)實(shí)際管理效能?！?/p>