基于智慧校園的實驗室構建與研究

鄧永強

摘? ?要：近些年來，隨著智慧校園的普及推廣與應用，高校實驗室也可以依托于物聯網、云計算等新興技術實現信息化管理過程。最重要的是，實驗室可以借助信息化管理技術推動實驗室建設水平的不斷發展，利于各項研究工作的順利開展。鑒于智慧校園實驗室建設問題的重要性，本文主要以智慧校園為研究背景，針對當前實驗室構建情況與研究情況進行重點分析，以期可以給相關人員提供一定的借鑒價值。

關鍵詞：智慧校園? 實驗室? 構建問題? 信息化管理

中圖分類號：G647? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0197-02

高校實驗室作為教師與學生開展科研調查活動的主要陣地，不僅可以為各項研究工作提供安全保障，同時也可以為高校開展教學提供活動場所。結合當前發展情況來看，隨著智慧校園建設理念的不斷貫徹，高校實驗室構建工作摒棄傳統建設模式，主張結合新興技術，如物聯網技術、信息化技術等實現優化構建目標。重點針對實驗室管理平臺信息化建設工作、制度程序規范工作等進行研究與分析，確?？梢灾鸩巾樌麡嫿茖W、合理的實驗室體系。

1? 智慧校園的綜合概述

所謂的智慧校園主要是指以物聯網技術為重要依托，實現智慧化校園工作、學習與生活的一體化管理，為校園營造出智慧化、信息化的服務環境。在智慧校園管理下，教學、科研以及管理等工作會融合為一體，逐步滲透于日常管理當中[1]。根據當前智慧校園的建設情況來看，其主要表現出的應用優勢集中體現于下述幾個方面當中。

一方面，可以為廣大師生群體提供智能感知環境與綜合信息服務平臺，并根據師生群體的實際需求，制定適合自身需求的個性化服務模式。同時，利用計算機網絡的服務功能，將智慧校園建設理念引入并融入到學校各個建設方面，實現信息化管理要求。另一方面，利用智能感知環境與綜合信息服務平臺，與外界實現信息交互與管理，確保信息資源得以共享。

從應用層面上來看，智慧校園管理系統主要以物聯網技術為核心技術，在課堂教學工作或者其他教學管理工作當中，體現出智慧教學、數據自動采集等功能優勢。最重要的是，智慧校園管理系統在一定程度上可以集中體現物聯網應用層、網絡層以及信息層的相關內容，并借助傳感器技術、RFID技術等，實現信息交互與資源共享等功能，滿足智慧校園管理系統對事物的跟蹤管理與智能識別要求[2]。

2? 基于智慧校園的實驗室構建與研究

2.1 實驗室管理裝置構建問題研究

多數高校在前期建成了無線基礎設施，幾乎校園內的所有學生都可以利用高寬帶傳輸特點實現數據接入。目前，對于智慧校園實驗管理裝置的構建問題，學校方面可以結合以往無線基礎設施，從門禁、電源控制模塊、終端控制模塊以及設備裝置的可用性與可擴展性方面入手。聯合物聯網技術與信息技術實現對上述模塊問題的集中管理，具體如下。

門禁、電源控制模塊可以利用物聯網技術控制功能加強對實驗室門禁系統的控制力度，通過設立規定時間確保門禁系統可以在規定期間內對外開放。終端控制模塊主要以單機主控模塊與無線網絡傳輸技術為主，借助ZIgBee技術、WLAN技術等優勢，完成各類信息的傳輸工作。設備裝置的可重用性與可擴展性一般多體現在實驗室改建過程當中，該設備當中保留以往實驗室的資源數據，可以針對部分參數問題進行重新設置與管理[3]。

2.2 實驗室構建要點研究

2.2.1 裝置無線通信模塊

無線通信模塊作為智慧校園實驗室構建的核心內容，一般多負責實現數據通信與傳輸工作。介于校園內部存在WiFi信號覆蓋的特點，因此管理人員在使用無線WiFi的過程中，可以實現對大量數據的傳輸與管理。其中，各網絡通信模塊在連接方面上，主要以連接到主控模塊MCU為主。

需要注意的是，在此過程中必須設置外置天線，以便完成信號發射工作。其中，ZIgBee模塊主要針對實驗室門禁系統進行控制化管理。如在上課期間將門開啟、無人期間將門關閉。另外，GPS定位模塊一般多用于服務器管理當中，通過定位功能實現對服務器運行狀態的實時管理，以便可以為實驗室各項設備的安全運行提供保障[4]。

2.2.2 裝置硬件結構與功能

裝置硬件結構與功能主要集中體現在實驗室門結構上面，設計過程中需要嚴格根據裝置供電問題，以交流電形式實現供電過程。或者是利用相關蓄電池實現裝置供電過程。根據實際情況來看，該裝置主要以無線傳輸模塊與天線模塊為主，實現日常通信過程。

并積極與服務器之間進行互連，確保服務器時間信息以及其他信息準確合理。另外，在指紋識別模塊的設計方面，一般多以FLASH中存儲的管理員指紋信息為主，當裝置出現信息錯誤時，將無法啟動門禁系統，此時可以利用指紋信息進行啟動。

2.2.3 裝置的軟件設計

裝置的軟件設計作為智慧校園實驗室設計的關鍵內容，一般多圍繞教師、學生、實訓室管理員以及系統管理員進行設計與管理。以學生為例，學生可以通過網頁或者移動客戶端平臺登錄系統，完成個人信息修改工作或者是課程實驗室所在位置等內容。同時，還可以根據平臺信息查詢自己的課程信息，如上課時間等。教師人員則可以利用實驗室管理平臺上傳與本節課實驗相關的資源信息。

或者相關文件等，讓學生及時瀏覽以便深化課堂教學效果。實驗室管理人員可以借助該系統闡明實驗室使用情況，并根據相關數據內容制作成表，以便后續管理應用。而系統管理人員可以根據系統裝置的運行狀態，針對錯誤消息以及代碼問題等進行合理研究與分析，確保信息資源真正意義上實現共享、互動要求。同時，借助ZIgBee技術、WLAN技術等優勢，完成各類信息的傳輸工作。

3? 基于智慧校園的實驗室安全管理問題分析

當前，隨著實驗室信息化管理網絡平臺的不斷優化與改進，促使高校實驗室在信息化、智慧化管理方面取得了良好的成果。如利于儀器設備以及人員等資源進行合理配置或者規劃管理，促使管理范圍以及規模不斷趨于標準化方向發展。為確保信息資源真正意義上實現共享、互動要求，建議管理人員應該針對智慧校園實驗室安全管理問題進行重點研究與分析。

可以從適當加強實驗安全培訓教育、構建科學合理的安全教育管理機制、強化實驗室網絡信息化管理等方面入手，力求從多個方面統籌規劃、合理部署，落實隱患問題并加強整改治理，確保信息化實驗室得以安全應用。除此之外，對于實驗室危險品化學管理系統以及防控設施建設等問題進行加以重視，以期可以為實驗室管理系統的長足應用提供保障[5]。

4? 結語

目前，隨著教育信息化工作的不斷深入，信息化手段已經廣泛服務于實驗教學、科研與管理工作當中，甚至已經演變成為高校實驗室改革發展的必然趨勢。根據實際作用情況來看，依托于智慧校園搭建的實驗室管理系統初步實現了信息化管理要求，在資源數據方面可以實現共享目標。最重要的是，進一步實現實驗室網絡信息化管理方法，可以促進實驗室管理的優化發展，利于提高實驗室運行效率與安全管理效果。相信在未來的發展中，基于智慧校園的高校實驗室管理平臺會得到更好的發展與建設，讓我們拭目以待！

參考文獻

[1] 王虹，王軍.基于“智慧校園”的高校實驗室安全管理平臺建設[J].實驗技術與管理，2019，36（2）：49-52.

[2] 陽亞平，黃春云，杜開顏.基于智慧校園的網絡信息安全實驗室建設研究——以福建省福州第八中學為例[J]. 福建廣播電視大學學報，2018（2）：5-8.

[3] 梁川.構建物聯、互聯、智能化的智慧計算機實驗室[J]. 電腦知識與技術，2018，14（20）：277-278.

[4] 周春月，閆子淇.基于物聯網技術的智慧實驗室架構研究[J]. 實驗室研究與探索，2014，33（5）：239-243.

[5] 劉昌鑫，陳慧娟，歐陽春娟，等.物聯網技術支持下的高校智慧實驗室構建探析[J].中國教育信息化，2016（7）：54-56.