基于移動互聯(lián)網(wǎng)的開放式實驗室設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要 利用移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計并完成智能“開放式”實驗室系統(tǒng)。系統(tǒng)底層由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和協(xié)調(diào)器構(gòu)成，移動終端通過網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)調(diào)器向各個傳感器發(fā)送不同指令實現(xiàn)對實驗室終端設(shè)備的控制；該系統(tǒng)操作方便，提高實驗室管理的智能化。

【關(guān)鍵詞】移動互聯(lián)網(wǎng) 開放式 智能化 信息化

秉承教育資源開放、共享、低碳的理念傳統(tǒng)的理念，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的實驗室已經(jīng)不符合時代的發(fā)展，針對高校實驗室的用途和使用權(quán)限，利用物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計并完成智能“開放式”實驗室系統(tǒng)。系統(tǒng)底層由ZigBee傳感器（節(jié)點）和ZigBee開發(fā)板（協(xié)調(diào)器）構(gòu)成，移動終端通過網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)調(diào)器向各個傳感器發(fā)送不同指令實現(xiàn)對實驗室終端設(shè)備的控制，從而有效地節(jié)約資源和人力。

1 系統(tǒng)功能設(shè)計

利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動編程技術(shù)，設(shè)計并完成“開放式實驗室”，該系統(tǒng)操作方便，實現(xiàn)低碳節(jié)能的目的，提高了實驗室設(shè)備控制的智能化，系統(tǒng)總體框架設(shè)計如圖1所示。

基于移動互聯(lián)網(wǎng)的開放式實驗室設(shè)計加入云服務(wù)器平臺滿足各種終端的數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)不同的設(shè)備開發(fā)與訪問；無線傳輸控制和移動互聯(lián)網(wǎng)的加入使得系統(tǒng)操作更加靈活，可以讓管理者隨時監(jiān)控實驗室的情況；系統(tǒng)符合教育資源開放、共享、低碳的理念，全新的方式可以讓更多的學(xué)生愿意進(jìn)入實驗室實驗。

為了防止網(wǎng)絡(luò)故障造成移動終端無法控制的問題，系統(tǒng)還設(shè)計應(yīng)急方案，網(wǎng)絡(luò)不通的情況可以啟動本地局域網(wǎng)控制的方式；網(wǎng)絡(luò)正常使用的情況也不會影響本地控制，兩套系統(tǒng)可以同時運行，互不影響。

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

在智能“開放式”實驗室具體的功能實現(xiàn)中，軟件必須配合硬件完成對應(yīng)功能，兩者缺一不可，相輔相成，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的開放式實驗室系統(tǒng)軟件設(shè)計如圖2所示。用戶可以根據(jù)自己要求申請使用實驗設(shè)備的時長，通過刷校園卡（居民身份證）、網(wǎng)絡(luò)請求或系統(tǒng)密碼的方式獲得進(jìn)入實驗室的權(quán)限，用戶使用的實驗設(shè)備通過通斷電控制用戶使用時間，時間快到了語音提醒電腦資料保存或斷電。系統(tǒng)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動控制教室的燈光、風(fēng)扇、窗簾和門，通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭隨時監(jiān)控實驗室的情況，啟動防盜模式后可以監(jiān)控整個實驗室被入侵的情況，系統(tǒng)管理者可以隨時隨地通過移動終端監(jiān)控實驗室。

當(dāng)啟用自動模式，用戶只要刷卡就可以開啟教室的門，當(dāng)教室內(nèi)的人體傳感器檢測到有人的時候，協(xié)調(diào)器會根據(jù)光線強(qiáng)度，自動選擇是否開啟室內(nèi)的燈光，當(dāng)外界光線太強(qiáng)時，窗簾會自動開啟；根據(jù)室內(nèi)的溫度，自動選擇是否開啟室內(nèi)的風(fēng)扇；當(dāng)教室無人的時候，教室的門會自動關(guān)閉，系統(tǒng)自動模式如圖3所示。

4 結(jié)束語

智能“開放式”實驗室系統(tǒng)符合現(xiàn)代公共資源開放、共享、低碳的理念，多個設(shè)備、多個實驗室、多個學(xué)校的加入可以使得整個實驗室資源的共享，擴(kuò)展到其他的學(xué)校資源公共資源，比如說體育設(shè)施、圖書館資料和旅游資源等教育資源，利用大數(shù)據(jù)和云技術(shù)等技術(shù)建立一個管理平臺統(tǒng)一管理，可以使得不同教育資源的共享，促進(jìn)社會發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李松濤，尹清爽.基于Android和ZigBee的移動環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2017（03）：197-200.

[2]張立立，楊華，楊清格.基于單片機(jī)的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2015（07）：63-66，71.

[3]王磊.教室照明智能控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子技術(shù)，2014（04）：52-54.

作者簡介

潘澤鍇（1984-），男，廣西壯族自治區(qū)南寧市人。碩士學(xué)位。講師。主要研究方向為智能信息處理。

作者單位

廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530226