基于物聯網的計算機實驗室管理模式研究

靳　晉

（德州職業技術學院，山東 德州　253034）

0　引言

高校計算機的實驗室其自身的職責就是擔負著進行計算機實驗的教學，其自身就是對學生計算機水平和教學水平教學水平給予提升，并且對于學生在計算機動手和實際操作能力以及創造性思維給予提升的一個非常必要的場所[1]。因此，當前我們國家在計算機實驗室上的建設與管理已經成為了大眾所關注的重點問題，并且也對高效自身教學水平和教學能力加以長相的一種籌碼。

可以說，當前我國高校計算機實驗室其自身擔負著非常繁重的教學任務，因此其對于計算機使用的主體也并不是十分的固定，學生和教師在使用計算機上的習慣也不一致，用機的操作并不是十分的標準規范[2]。在加上以往對實驗室進行管理的方式主要是由專人去進行管理，這種情況使得計算機經常會產生各種各樣的故障問題，這些問題的產生，使得高效計算機夠實驗教學的目標無法快速的完成并且很難對教學質量給予充分的保障。但是伴隨著物聯網技術的產生，計算機實驗室的這種管理問題也獲得了非常好的處理效果。

1　物聯網含義

美國是第一個提出物聯網這一個物聯網的發展概念的國家，并且同年美國指出傳感網在日后就成為下一個網絡計算機發展的機遇。

物聯網主要是人們所需要的物品同和互聯網彼此之間的一種網絡上的聯系，其主要是對信息交換和通信的需要給予執行，同時還能夠智能的去分辨物品，使其能夠精準的定位并且對于所提出的要求給予實施達成活對其進行監控的一種網絡[3]。同時我們還可以將物聯網理解成為能夠使得物和物之間保持相互聯系的一種互聯網。因此能夠看出，物聯網主要是將互聯網作為發展所需要的基礎，然后對于互聯網自身的功能和實用性進行延伸從而衍生出來的一種網絡體系，物聯網其中心和進行發展的基礎總的來說還是把互聯網當成主要依托的，物聯網將其用戶端進行了非常合理的并且快速的延伸，同時還使得互聯網具有了一定的特性，其已經發展到了不論是什么樣的物品與物品之間，主要使用了互聯網就能實現彼此信息上的互換和彼此之間的通信。

2　傳統計算機實驗室的管理形式

在對于計算機進行教學的方式上，教師則會在進行教學的時候運用到教學的相關軟件，這樣能夠使得教學獲得事半功倍的效果并且也可以給學生進行電腦的操作給予一定的指點，同時還能夠對于學生自身的學習情況給予記錄。開始實驗教學后，一名實驗教師指導60名學生，學生如果對于所學習的知識有一些疑問，就需要教師能夠為自己去答疑解惑，可是畢竟課堂上的時間是十分有限的，其無法對于全部學習解答的需求給予滿足。

在基本計算機信息管理中，紙質記錄用于記錄每批軟硬件的購買時間和具體的損壞時間，每臺計算機都需要自己的維護時間，還有每次授課的時候每臺計算機所需要進行使用的使用記錄，因為一些學生并不能夠主動的對其進行填寫經常會使得相關的記錄并不是十分的完整，實驗室的管理人員也就不能夠去按照計算機的使用情況去完成所需要的記錄從而使其能夠對于計算機當前實際的運行情況和存在的問題進行有效的排查，這給實驗室管理員在工作上增加了非常大的難度，并在對計算機進行維護的過程中也產生了很大的阻礙[4]。并且使用紙質保管資料的方式經常會產生丟失，并且在保管上也并不是十分方便。

計算機其自身定期的檢測上，實驗室的相關管理人員可能經常是一個人或者是兩個人需要對眾多的計算機進行維護，可是因為計算機每天進行使用的頻率是非常快速的，這種情況也就使得每一臺計算機所產生的故障都各不相同，比如，計算機自身的硬件被損壞，計算機就無法去保持一種正常的啟動情況，還有就是計算機自身很可能會病毒帶來的破壞等。實驗室的管理員在對計算機進行維護和修理的時也都是使用實驗室不被使用的空閑時間，然后去將每一臺計算機都進行打開并完成相關的檢測，從而找出出現故障的具體原因、制定修理計劃完成修理、同時對其進行維修的情況完成記錄，這種方式不僅僅極大的浪費了教學時間，同時還會對日常教學產生影響[5]。

實驗室環境的管理上，因為教學的需要所以實驗室在使用的時候其被用到的頻次可以說是非常多的，因此實驗室本身存在的環境情況就變得非常的主要，因此如果相關的管理人員并未對其存在的問題給予有效處理的話，那么就會使得實驗室自身的硬件設備產生很大的問題，例如電源以及主板可能會受到損壞，同時主機則可能會產生藍屏的問題，這些情況都沒有辦法去對教學的順利進行給予有效的保證[6]。

關于實驗室自身的安全性，當前實驗室為了滿足教學的要求都，幾乎每天都需要被開啟。所以，就會出現很多無法被避免的問題，同時這些問題也會對實驗室物品以及學生物品的安全與管理產生影響，主要是需要預防因為不規則去電而引起的火災，或者是隱藏的一些危險，以及實驗室中一些物品的丟失。

3　基于物聯網的計算機實驗室管理

物聯網對于實驗室進行的管理能夠對實現人和人，物和物，以及人和物之間的彼此通信給予實現，同時還能夠有效的去對的系統中的人和事以及物實現信息采集以及信息控制。實時的去對其進行識別，并且還能夠定位與系統跟蹤的一種行為[7]。使用物聯網技術去對計算機實驗室進行管理去替代以往的人工管理計算機實驗室管理方式令計算機實驗室在管理上上的要求得到了有效的滿足。

3.1　教學管理

保障日常教學的有效進行是對實驗室進行管理的主要問題，使用物聯網技術管理計算機實驗室可以使實驗室的管理更加智能和聯網。

3.1.1學生每天登錄

在這種情況下，有必要在每個實驗室的入口處設置訪問控制，并分發每個學生自己的獨立 RFID標簽。沒有持有RFID標簽的學生不能進入實驗室，教師可以使用它。系統獲取每個學生自己的出勤率和學習內容以及其他相關的監控信息。

3.1.2教學質量監控

利用物聯網技術，利用各種數據獲取終端數據，還可以監控課堂教師的所有信息，包括教學內容和教學方法，以及學生的教學態度和教學風格。對所獲得的數據系統進行全方位的分析和測試，評估其教學質量及其存在的問題，使其能夠有效地提高自身的不足，并對教學質量進行監控可以說是一個非常重要的 是當前教學過程的一部分，也是所有有效教學和成功教學發展的基礎[8]。

3.1.3學習的過程

學生課堂進行學習的過程會被物聯網給予事實的記錄。這種情況下一旦學生在上機進行操作的過程中其對于其中一個比較單一個知識點在掌握上并未有全面的認識或者是出現遺忘的情況，那么則能夠去對自身的學習過程進行記錄便于再次學習，使其能夠對學習過程中的漏洞給予補充，同時還能夠對于已經學習過的知識進行復習，使其能夠試想查缺補漏的目標[9]。使得學習過程里的重點以及難點得到有效并且快速的記憶。

3.2　計算機的維護

利用物聯網技術對計算機實驗室設備進行維護，實現了計算機自身管理形式的跨越式發展。

3.2.1基本計算機信息

在每臺計算機上安裝 RFID標簽，以記錄基本信息，例如購買日期和計算機使用說明，以及硬件配置和維護記錄。 這樣，在更換和更換計算機硬件和軟件的過程中，可以使用手持式讀寫設備將變化的信息記錄在安裝在計算機上的 RFID標簽中，并且更新后的標簽信息可以也是手工舉行的。設備會自動發送到設備管理服務器以更新自己的數據，并且可以長時間存儲[10]。也可以使用手持式讀寫設備對實驗室中常存的各種物品進行清查，預防出現漏查和錯查等，這種情況極大的降低了相關管理人員對于多種所需信息進行統計所消耗的時間。

3.2.2對計算機自身的使用過程的跟蹤

計算機實驗室肩負的教學任務可以說是非常繁重的，每天對計算機進行實驗的人數非常的多并且其所在的年紀和班級也有一定的差異，因此一旦這個時候計算機自身產生了故障，管理員沒有辦法去在第一時間會的故障出現的具體原因以及是誰使得計算機產生了故障，計算機也不能夠獲得及時的維修[11]。因此相關的管理人員也不能夠采取性質有效的懲罰措施，這種情況對于校內教學的有序進行也產生了很大的影響。但是。還有 RFID技術可以根據安裝在每臺計算機上的射頻芯片中記錄的信息來監控每臺計算機的實際應用，并記錄維護和維護以及硬件和軟件的變化，并使計算機去對出現的問題給予有效的記錄。并且使得其自身的問題可以的真正實現實現可控可查[12]。

3.2.3電腦進行日常測試

計算機需要在日常生活中進行相關測試。檢測方法的目的是當前實驗室管理中需要強調的關鍵問題。在目前物聯網環境發展迅速的情況下所必須要重視的問題，將計算機中去嵌入一個高靈敏度的傳感器，以便能夠及時地對計算機本身的運行情況進行監測和測量，假如計算機中的一些非常主要的參數被改動或者是產生了一定的改變，物聯網就會受到由計算機中設置傳感器所傳出的信號，然后將其其送到設備運行狀態的評估系統中去對計算機自身的情況進行判斷，管理員可以按照評估的結果去快速的進行相關的決策，同時還能夠對決策的方案去對設備的維修方式給予確認。除了使用狀態評估系統去去對計算機去進行所需要的監控和檢測之外，相關的管理人員還需要定期的去對計算機進行有關的巡查和檢驗，然后將每次對其給予維護所獲得的結果錄入進入其所持有的讀寫器里，并且通過讀寫器將其保存在相關設備中的電子標簽，這樣其不僅僅能夠改變以往浪費人力和物流的目標同時還能夠使得當前實驗設備在使用的效率獲得到快速并且有效的提升[13]。

3.3　環境管理

在計算機實驗室在進行教學的時候一般都是為了能夠去對多媒體演示教學以及學生上機操作練習的需要給予滿足，可以說這一兩種教學形式去對于實驗室的環境所提出的需要也有著一定的差異，在當前物聯網快速發展的環境下，能夠使用去對感知光線的傳感器進行安裝滿足所提出的相關要求，管理員使用傳感器里受到的回饋信息，就可以已超其不同的需求去對光線的明暗程度給予以適當的調整，其主要的目的也是為了使其能夠對教學的需求給予有效的滿足[14]。

通過在計算機實驗室安裝相關的傳感器，管理員可以參考實驗室的課程表來確定打開和關閉投影機和教師機器以及計算機中學生機器和空調所需的時間。還需要執行計算機給出的命令，以便執行相關的操作。并根據傳感器的反饋信息不時將實驗室弄臟，使實驗室整潔，

3.4　安全管理

實驗室的安全主要是為了實驗室設備的安全和消防安全。為了確保實驗室使用的設備和防火能夠達到安全標準，每個實驗室需要安裝紅外報警，視頻監控和門禁系統。紅外報警器可以檢測室內溫度的變化以及在沒有光線的情況下物體的移動。出現可疑人員的時候，其自身能夠快速的發出警報，或在實驗室內發生火災導致溫度升高或冒煙的時候也可以發出警報。視頻監控系統使用局域網將其與實驗室的管理系統連接起來，視頻監控視頻可以定期保存。訪問控制系統使用射頻對（RFID）標簽進行設備自身權限的識別。假如管理系統無法去提供給予充分的訪問設備的去給予授權，它能夠運用無線傳感設備去對其進行喚醒提醒他們。

4　結論

近年來，隨著高等教育改革的不斷深入，實驗教學可以說受到了大眾的普遍高關注。培養高等教育的目標是就是需要打造一個擁有全面發展的人才隊伍，創新思維可以服務于社會第一線的實用人才，而計算機實驗室可以說就是對于社會所需要人才進行培養的沃土。因此，實驗室的管理是當前大學為教學評估的非常重點的觀察點。以往手工管理實驗室所使用的管理方式已經不能夠去對現階段教學的需求給予滿足了。使用物聯網管理計算機實驗室能夠在網絡化以及智能管理的基礎上去進行。并且能夠極大的去對管理效率給予提升，節約人力，物力，財力[15]。而這種新的管理形式也給實驗室的管理帶來了展現的的機遇與挑戰。希望物聯網的實驗室管理模式可以為教學和科研創造一個技術支撐平臺，更好的去對服務和教學以及科學研究做出貢獻。