基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實驗管理平臺設計及實現(xiàn)

彭忠全

摘 ? 要：為解決高校實驗室目前存在的管理效率低下和使用不方便的現(xiàn)狀，提出并設計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧實驗管理系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術進行智能化的實驗管理系統(tǒng)設計，提出了可行的詳細的設計方案，最后采用采用Java語言實現(xiàn)該智慧實驗管理平臺，并對管理系統(tǒng)的功能進行測試和驗證，通過實地測試，該智慧實驗管理系統(tǒng)基本達到了預期的功能，符合高校智慧實驗管理平臺的需求。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) ?智慧云實驗室 ?管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）10（b）-0141-02

高校實驗室則是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力、科研能力等實踐教學的關鍵環(huán)節(jié)和實施場所，高校的實驗室規(guī)模逐步擴大，實驗室儀器設備的數(shù)量和種類越來越多，實驗室建設成本上升，實驗室管理效率下降，管理難度加大，影響了學生實驗的積極性，造成了實驗室資源的嚴重浪費[1]。

而建設具有物聯(lián)網(wǎng)技術的的智慧實驗室也成為當前實驗室建設的重要方向，在大數(shù)據(jù)和人工智能飛速發(fā)展的時代，如何充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術、云平臺、大數(shù)據(jù)計算等資源建設新型智慧實驗管理平臺，對各實驗室的教學和管理進行智能化管理，已經(jīng)成為各高校智慧實驗室的主要發(fā)展趨勢。

1 ?系統(tǒng)的技術需求

結合了物聯(lián)網(wǎng)技術、云平臺計算的智慧云智能實驗管理系統(tǒng)，不僅可以減輕實驗室管理人員工作時間延長工作任務加大的負擔，提高實驗室的利用效率，也有助于優(yōu)化實驗教學與管理，完善實驗體系，按需分配資源，提升高校實踐教學綜合管理水平，為師生提供多層次的服務體系，營造一個多元化、開放性的實驗教學環(huán)境[2]。

2 ?系統(tǒng)總體設計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧智能實驗管理平臺，具有智慧感知、智能服務、智能管理的新一代教學和環(huán)境管理系統(tǒng)，系統(tǒng)功能如圖1所示。

3 ?智慧實驗管理系統(tǒng)實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用B/S結構，并且可以與學校的門戶網(wǎng)站和教務教學管理系統(tǒng)等進行無縫對接和數(shù)據(jù)集成。整個系統(tǒng)采用JAVA程序語言構建，并采用了數(shù)據(jù)庫耳機緩存技術，支持大并發(fā)請求，支持大數(shù)量級用戶訪問[3]。具體設計如下。

3.1 系統(tǒng)主頁

主頁是能充分展示學院實驗室特色的門戶首頁，實現(xiàn)新聞公告動態(tài)顯示，實驗中心介紹，規(guī)章制度，教學成果，動態(tài)信息管理，共享資源，師資隊伍等信息展示。

3.2 智能感知實驗室子系統(tǒng)

新一代智能感知實驗室，利用ZigBee自組網(wǎng)的智能硬件設備，智能化控制基礎設施系統(tǒng)，是整個系統(tǒng)的核心之一，實現(xiàn)了移動端對整間實驗室的智能物聯(lián)網(wǎng)設備進行遠程管控[4]。

3.3 網(wǎng)絡課堂教學子系統(tǒng)

網(wǎng)絡課堂教學子系統(tǒng)能進行專業(yè)的教學管理，提供豐富的學員管理、教室管理、課件管理，方便分級分權管理用戶。具體包括：（1）課程管理;（2）單元管理;（3）項目管理課程[5]。

3.4 實驗教學子系統(tǒng)

實驗教學子系統(tǒng)主要包括：（1）實驗管理;（2）實驗課程管理;（3）實驗成績管理。學生完成實驗之后，會有實驗結果反饋給教師，教師需要對學生的實驗結果進行批閱，確保了實驗教學的質量和秩序[6]。

3.5 開放實驗在線管理子系統(tǒng)

開放實驗在線管理子系統(tǒng)能為高校師生提供一個開放在線的實驗環(huán)境，支持各門課程開放實驗項目的日常管理，對學生實驗行為和過程進行在線監(jiān)控與指導，支持實驗報告在線撰寫、指導、提交、教師批閱、成績評定等功能。

3.6 實驗設備管理子系統(tǒng)

實驗設備管理子系統(tǒng)主要管理維護設備，它主要包括（1）設備信息記錄;（2）設備維護信息記錄[7]。

4 ?總結及展望

基于智慧物聯(lián)網(wǎng)技術的新一代智慧云智能實驗管理系統(tǒng)在開放服務、資源共享、便捷管理和節(jié)省人力資源等諸多方面也具有重要意義，可以進一步擴展到更多的應用領域。

參考文獻

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