王青
山东协和学院 山东省济南市 250109
摘要：在政府推动工业信息化融合的背景下, 互联网将成为信息及其它多种产业的现实起点, 互联网的普及, 能够为各个行业带来技术升级, 比如, 智能物流、智能家居、智能城市、电子健康、智能电网等。智能物流是指在物流行业中, 物联网的利用不仅能够提高物流系统的运营效率, 同时还能提高对于货物的定位和识别的能力, 提高能源利用率, 降低能源耗损率。
关键词：物联网;?高校;?智慧;?实验室;?构建;?应用;
近年来, 随着高校的扩招, 高校学生人数急剧增长, 实验室规模也逐渐扩大, 过去实验室的日常管理全部依靠人工进行高强度, 低工作效率的管理。本文通过介绍物联网在智慧实验室中的应用, 该系统包括教学, 学生, 教室开放, 课程项目, 仪器设备等管理, 能够有效帮助提高实验室实验员的工作效率, 提升服务质量。
一、高校实验室管理过程中遇到的问题
随着互联网的普及化, 我国高校的实验室设备管理和课程教学管理, 开放实验室, 教学资源管理等环节基本实现了在线进行信息化处理, 高校实验室的信息化管理水平得到很大程度的提高, 但是各个高校的实验室管理仍归级学院管理, 由二级学院完成实验室的整体规划, 课程实施和设备的购置等问题, 这便很容易导致了学院之间存在资源重复购置, 设备利用率低, 实验室有限的开放, 实验资源分散, 环境缺乏有效监测等问题, 近年来, 物联网技术广泛利用于智慧城市和智慧校园的建设工作中, 能够有效提高高校实验室管理过程中存在的诸多问题, 也能够全面提高实验室信息化管理, 给其带来了新的挑战和机遇, 高校实验室智慧化管理进程成为未来实验室发展的必然趋势。物联网主要是通过频射识别技术。
1. 安全问题
专职实验教师无法满足规模扩大的学生群体, 在实际课堂实验操作过程中, 教师无法顾及到每一位学生的实验操作, 很多学生并没有按照严格的规范进行实验, 导致很多实验项目对于人身安全以及实验室安全存在一定的危险性, 长时间下去会使得这些学生缺乏良好的实验专业素养, 而且在实验过程中实验设备的损坏率也会有一定程度的提高。
2. 师资队伍及实验室结构建设
政府有关部门和学校在实验室设备建设方面投入大量资金, 也引进了先进的技术设备, 在最开始建设实验室时, 由于专业的增加而导致学校学生规模急剧扩大, 而且很多专业结构越来越细分, 实验室的种类和数量也相继增加。实验员仅在教学计划内的实验教学内容方面展开, 这会导致很多实验设备, 实验资源出现利用率不高, 严重空闲的状态。高校实验队伍没有得到相应的重视度, 也很少有外出培训提升自己技能水平的机会, 只能依靠自我学习和不断摸索来提升能力, 在评定职称, 项目申请, 科研方面很少有机会与外界进行交流来提升自己的能力, 从当前我国高校实验室教学规模背景下, 实验员普遍学历较低, 职称较低, 实验室缺乏一些具备高速这段水平的专业技能人才的加入。
二、智慧实验室
1. 物联网运用于智慧实验室
近年来, 物联网已经被广泛利用于智慧校园和智慧城市的相关建设中, 将物联网技术应用到高校实验室管理过程中, 能够有效解决当前实验室管理过程中存在的问题, 进一步提升高效智能化实验室管理水平是, 未来高校实验室的智能智慧化将成为实验室建设的必然发展趋势。物联网主要是通过频射识别技术, 红外感应器, 定位系统, 扫描系统等联合起来的信息传感设备, 在遵守协议的规定下, 将物品与网络进行有效连接, 实现信息交互, 利用现代智能化的识别, 定位, 追踪, 管理, 监控为一体的网络技术, 利用物联网技术来建设智慧校园, 能够为高校提供良好的学习环境, 同时为高校环境构建带来了新的机遇和挑战。
2. 云计算运用于智慧实验室
云计算也是近年来新型的一种高科技信息技术, 能够借助计算机实验室发挥强大的功能和优势, 虚拟仿真平台的建设也是建设智慧城市的重要组成部分, 虚拟实验室平台是面向全校范围的, 能够充分结合多种信息技术, 从而实现全校实验室资源的极大程度整合, 云计算是利用网络实现便捷, 按需的方式获取计算资源, 包括网络、服务器、应用等, 提高网络的可用性和资源可用性, 这些资源来自可共享和可自由支配的资源库, 能够通过简便和机器干预的方式获取释放资源。云平台建设是将实验室资源实现虚拟化的一种平台, 使用云服务器, 云终端等来整合机房所有的电子资源, 提高资源的利用效率, 将所有的教学资源可以通过云计算来提供, 随时随地可以获取较低的采购信息, 并且能够实现各个地方的资源信息共享, 比如一些正版的实验软件由于版权的因素, 可能只限于实验室内部计算机使用, 而真正需要学习的人可能会受到时间和空间的限制, 但是利用这种虚拟技术只要在终端登录云客户端就可以为教师和学生提供多种多样的教学资源和学习资源, 能够打破时间和空间的限制。
三、构建完善的管理系统
1. 教学信息系统
基于物联网技术的智能实验室教学信息系统是面向全校师生的, 包括学生, 教师, 课程管理, 实验项目管理, 比如北京邮电大学目前使用的虚拟实验室系统平台, 对该平台进行二次开发实现虚拟结合, 将其变成一套具有管理和教学多种功能的综合信息系统, 实验课程的教学是由教师对于项目库进行集中化管理, 首先需要对教学流程进行一定程度的管理, 从项目库中选择不同的实验项目进而构成各个实验课程, 由各科教师负责网络课程管理, 学生提交实验方案之后使用实验班方案设计管理模块在实验课可正式开始之前可以申请助教, 筛选各个实验课程的助教名单, 在实验课程结束之后可以应用教学评估, 对教师, 助教, 实验人员, 课程内容, 设施等方面进行综合分析评估, 日常教学中可以利用该系统实现内容管理模块展示, 整个教学单位从教学到管理多角度的信息。
2. 智能水电管理
学校实现水电管理系统主要是利用水电智能管理系统实现的, 这对于实现水电, 智能化, 节约化具有十分重要的价值, 水电智能管理系统能够利用计算机进行集中完全控制软件, 能够控制各个实验室的水电继电器, 进而由继电器再次控制实验室所有的水电开关, 实现由水电管理系统直接控制实验室所有开关, 利用该软件能够实现对校园内所有水阀和电气的智能化管理, 比如需要在规定的时间内给各个实验室控制供水停水, 供电停电等, 且可以由该管理系统完成, 提高了实验室的安全系数, 同时也便于实验室水电管理。
3. 资产管理系统
基于频射识别技术系统的管理主要涉及固定资产和低值易耗品的管理, 需要对于固定资产需要进行特殊标识, 利用频射识别技术能够对这些固定资产进行追踪定位, 过年车辆固定资产的管理主要涉及设备的增加和删除, 查询, 维修, 定位, 而低值易耗品的管理主要涉及统计, 查询以及设备领用情况登记等。
四、结语
如今基于物联网的智慧实验室逐渐成立, 将彻底改变过去粗放的人为参与的管理模式, 实验室的管理理念也得到进一步的提升, 通过系统化对实验室的设备和仪器管理, 规范教学管理, 不仅能够提高实验室人员的工作效率, 能够提高实验设备利用效率, 降低设备维修率, 系统中的原始材料和数据将为实验室的开展提供重要的评估依据。本文阐述了构建基于物联网智慧实验室的构建模型, 设计了实验室智慧系统, 该系统能够实现对实验室设备智能管理的功能, 但是由于我国目前基于物联网的智慧实验室建设发展比较滞后, 目前投资成本大, 但最终收益较低, 各种智能监控设备很难实现融合, 实验室面临维护难的问题, 如何设计高效融合的实验室系统, 实现智能化无缝管理, 这一直是今后高校基于物联网技术的智慧实验室建设的努力方向。
参考文献
[1]王慧渊.基于物联网技术的智能实验室的研究与实现[D].杭州电子科技大学, 2014.
[2]贾维丁.物联网技术在高校智慧实验室构建中的应用[J].电子技术与软件工程, 2017 (5) :32-33.