基于物聯網的智慧化實訓室管理平臺設計

王雪峰 魯磊 劉成 楊磊 周寧

摘 ?要：實訓室是高職院校重要的實踐教學場所，作為承擔實訓項目教學的重要載體，實訓室在實現高職教育人才培養目標的過程中占有極其重要的地位。結合當前熱門的物聯網技術，基于安徽職業技術學院實訓室管理特點設計并開發一套結合采用B/S結構和C/S結構的智慧化實訓室管理平臺。該平臺可實現對實訓的基礎數據、開放預約、智能門禁考勤、實訓信息大數據挖掘與統計分析等全方位的信息化管理。提供更為便捷的智慧化管理，為教師及在校學生提供更好的教育教學和智能可控的學習環境。

關鍵詞：實訓室;智慧化管理;物聯網

中文分類號：TP277 ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）05-0175-05

Design of Management Platform for Intelligent Training Room Based on the Internet of Things

WANG Xuefeng， LU Lei， LIU Cheng， YANG Lei， ZHOU Ning

（Anhui Vocational and Technical College， Hefei ?230011， China）

Abstract： Training room is an important practical teaching place in higher vocational colleges. As an important carrier of practical training project teaching， training room plays an extremely important role in the process of realizing the talent training goal of higher vocational education. Combined with the current popular Internet of things technology and based on the management characteristics of the training room of Anhui Vocational and Technical College， a set of intelligent training room management platform combining B/S structure and C/S structure is designed and developed. The platform can realize all-round informatization management of training basic data， open reservation， intelligent access control and attendance， training information big data mining and statistical analysis. Provide more convenient intelligent management， and provide better education and teaching and intelligent and controllable learning environment for teachers and students.

Keywords： training room; intelligent management; Internet of things

0 ?引 ?言

實訓室作為實踐教學中的重要場地，在實踐教學中扮演著重要的角色。隨著高校實訓室規模的不斷擴大，實訓室管理工作也變得越來越繁重和復雜。

為提高實訓室信息化管理水平，擬建設基于物聯網的智慧化實訓室管理平臺。物聯網通過各種信息傳感設備，實時采集需要監控、連接、互動的物體或過程等各種所需的信息，與互聯網結合形成一個巨大網絡[1]。其目的是實現物與物、物與人，所有物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制[2]。整個建設將依照“統一規劃、分步實施、突出重點、資源共享”的原則[3]，緊密結合學院實際情況及發展規劃，提高業務管理監控效率，以實訓教學統一管理與互動為宗旨，提高實訓室資源利用效率，加強實訓開放等信息化建設，服務于師生，進一步滿足實訓室使用者和管理者的需求。

1 ?當前實訓室管理存在的問題

實訓室是高職院校重要的教學和實訓場地。目前我院的實訓室共有20余間，現有的實訓室尚未完全采用信息化管理，在管理上缺乏科學合理的方案和舉措，實訓室的利用率和維護管理均存在較大的提升空間。新的高校實訓室管理內容應該更全面，如對實訓室建設規劃的管理、對實訓室教學資源配置的管理、對項目開放政策的應用、對實訓規格定位的研究、對實訓教學改革的探討等多方面的內容，這些內容也會影響實訓教學的質量[4]。以下是我院實訓室管理現狀的問題匯總：實訓教學排課工作量大、煩瑣無序、靈活性差，開放實訓難以管理，缺乏有效監督，管理模式落后，管理效率低下，儀器設備和耗材統計困難，數據上報流程復雜，檔案資料管理落后，實訓室信息相互獨立，數據共享交換困難，實訓室缺乏規范化、流程化、系統化的管理。

2 ?具體技術目標

2.1 ?實訓室管理

實現院系專業、多個實訓教學中心以及多個實訓室的一體化管理，主要包括教學實訓、開放實訓、創新實訓、實訓室開放和實訓成績統計。

2.2 ?實訓室預約

通過電腦、手機、平板電腦等途徑進行開放實訓預約。具體包含開放實訓預約、創新實訓預約、實訓室開放預約、儀器預約、創新基地預約等。

2.3 ?實訓課表顯示

實現在大廳LED大屏、觸摸查詢一體機、門戶網站、手機終端等多個信息發布媒體上輸出查詢課表安排。包含實訓課表、教師課表、用房課表、開放課表、機房課表等。

2.4 ?門禁管理系統

實現實訓室刷卡、指紋、人臉識別等多種方式的實時動態認證、身份識別、學生簽到、考勤。具體包括智能門禁、實訓開門、身份識別、上課簽到、進出考勤等。

2.5 ?視頻監控管理

實現實訓室門禁、視頻監控、物聯網電控一體化聯動，實現對實訓過程監控、對實訓儀器使用安全監控。具體包含樓道監控、實訓室監控、實訓儀器監控、實訓過程監控、實訓行為監控。

2.6 ?物聯網電控

實現實訓室整體電源控制和分路電源控制、儀器預約、刷卡開啟實訓儀器電源、與門禁聯動。具體包含儀器預約、刷卡電控、遠程通電、遠程斷電等。

2.7 ?設備耗材管理

實現實訓室資產、設備、低值耗材一體化管理。具體包括大型儀器共享管理、資產設備管理、低值易耗品管理等。

2.8 ?數據報表管理

實現實訓室一體化數據查詢、匯總、上報。具體包括資產報表、耗材報表、實訓室使用報表、數據上報等。

2.9 ?計算機機房管理

實現計算機機房的上機一體化管理、監控。具體包括上機課表、上機預約、設備管理、網絡監控、行為監控等。

2.10 ?信息發布管理

實現實訓室信息發布、信息交流和查詢。具體包括管理門戶網站、多媒體觸摸查詢、LED大屏輸出、可視化電子地圖等。

2.11 ?資源管理

實現實訓室資源的發布、共享、交流。具體包括新聞發布、郵件管理、教學資源管理、論壇管理、互動交流等。

2.12 ?輔助教學管理

利用新興的輔助教學手段輔助教學工作開展。具體包括建設錄播實訓室和微格實訓室等新興輔助教學設施，對于實訓教學、課程記錄、資源保存及再學習均有很大的幫助。

2.13 ?智慧化實訓室建設方案

智慧化實訓室建設方案應遵循以下原則：先進性和適用性、開放性和拓展性、兼容性、智能性、交互性。

3 ?總體的建設要求

實現進入實訓室的身份識別、實訓室門禁考勤、實訓教學、開放預約管理、實訓室管理、耗材管理、實訓信息大數據挖掘以及統計分析等，從而推進實訓室信息化等全方位立體管理和監控，讓實訓室的管理更加規范化、流程化、信息化、科學性[5]，實現以下目標。

3.1 ?總體建設框架

3.1.1 ?架構規劃設計圖

根據總體建設要求實現相關功能，設計如圖1所示的架構規劃圖。

圖1 ?架構規劃設計圖

3.1.2 ?基礎數據架構拓撲圖

根據前期建設要求，各子模塊數據匯總，實現如圖2所示的基礎數據架構拓撲圖。

圖2 ?基礎數據架構拓撲圖

3.2 ?具體實施方案

實訓室智慧化綜合管理系統平臺采用.net技術和SQL Server數據庫技術，B/S結構和C/S結構相結合，實現對實訓中心的基礎數據、實訓教學、開放預約、資產設備、耗材、智能門禁考勤、視頻監控管理、信息互動展示以及實訓信息大數據挖掘與統計分析等全方位信息化管理，如圖3所示。

圖3 ?實訓室智慧化管理系統平臺視圖模式

3.2.1 ?系統數據基礎管理

做好系統運行所需基本數據的設置，包含基本設置：院系設置、課程設置、班級設置、教師設置、學生設置、數據導入等;系統參數：學年學期、參數設置、門禁權限設置、視頻監控、公共查詢設置、快捷通道等;用戶管理：用戶管理、學生/教師注冊審核;實訓設置：實訓報告、實訓日志、實訓指導書。基本用戶數據可以直接導入系統或直接從一卡通系統獲取，如圖4所示。

3.2.2 ?實訓室信息管理

管理實訓室、實訓人員、安全和評估、實訓耗材、實訓室建設等基本實訓室事務。主要包括：實訓室管理、實訓人員管理、實訓耗材管理、實訓室建設。

3.2.3 ?實訓教學管理

對實訓教學進行統一管理，根據教學大綱統一安排實訓教學進度。包括實訓教學設置、實訓教學管理、實訓教學統計、考勤管理等。實訓教學計劃管理模式可實現靈活分批分組排課和考勤管理，多實訓室統一安排調度。

3.2.4 ?開放預約管理

實訓室開放安排以及實訓室的開放預約管理，由實訓室管理人員制定，也可以由任課老師申請，管理員審核。實現學生使用校園一卡通在預約允許時間段刷卡進入實訓室。充分利用房間與儀器設備，在實踐教學課程安排之余的空閑時段對學生全面開放，從而使學生獲得更多的實訓時間，更好地提高實訓教學的質量，培養學生的實訓實踐能力。充分利用實訓室資源，有效提高設備使用率。開放預約管理界面如圖5所示。

圖4 ?門禁系統流程圖

圖5 ?開放預約管理界面

3.2.5 ?耗材管理

主要管理資產設備、耗材的日常業務流程（包括設備的變更、維修、入庫、出庫等）數據。各項申請審批在整個平臺的網絡互動管理中就可以完成，提高了實訓室耗材管理、設備維護水平。耗材管理拓撲圖如圖6所示。

圖6 ?耗材管理拓撲圖

3.2.6 ?資源管理

管理員、教師上傳實訓教學資源，包括課件資源、講義資源、報告資源、視頻資源、管理表格、文件管理等，支持視頻及常用格式文件。

3.2.7 ?數據顯示監測系統

實訓室運行數據監控分析實現對實訓室運行情況、運行數據的有效分析與監控，通過系統實時查看了解當前各個院系實訓室在用情況、實訓教學情況、實訓開放情況等，系統應具備實時狀態數據采集及查看、實時狀態數據存儲以及數據統計分析、遠程狀態監測等功能。同時可通過LED大屏實施輸出顯示當天實訓教學、實訓開放情況。該平臺主要檢測實訓室的運行和使用效率情況，更好地提高校實訓室的資源利用效率。智慧校園管理平臺如圖7所示。

圖7 ?智慧校園管理平臺

4 ?結 ?論

根據我院實訓室的管理現狀，從系統功能實現的角度出發對本系統進行需求分析，根據實訓室日常管理需求對系統進行總體設計。對日常實訓耗材、國有資產的科學化管理可減輕實訓管理人員的工作量，使管理人員可以把更多的時間和精力投放到實訓資源的開發和實訓室管理水平的提升上。創新實訓室管理模式，健全完善大型設備物聯網安全管理體系，提升學院安全管理水平。優化實訓教學資源配置與科學分配機制，為每位學生提供充足的實訓室設備使用時間。實訓室智慧化管理系統可以借助大數據平臺實現數據資源的收集整理與深度分析，完善實訓教學數據資源庫，為智慧化實訓室建設帶來新的生機與活力，實現所有實訓資源共享，提供舒適、健康、安全的實訓教學和管理工作環境。

參考文獻：

[1] 李光雷，潘慶陽，徐堅，等.基于物聯網技術的高職院校實訓室智能管理平臺設計[J].實訓室研究與探索，2016，35（5）：249-252+260.

[2] 張楠.基于物聯網技術的智能實訓室的設計與實現 [D].秦皇島：燕山大學，2017.

[3] 樊超.基于物聯網的高職物流實訓系統的設計 [J].現代信息科技，2020，4（12）：163-165.

[4] 唐臣，陳雄善.基于智慧物流發展的現代物流實訓室建設應用研究 [J].物流商論，2021（2）：20-21+25.

[5] 劉建明，徐莉莉，梁淑娟，等.醫學智慧信息化實驗實訓教學平臺構建與實踐 [J].實訓技術與管理，2020，37（2）：245-248.

作者簡介：王雪峰（1988—）男，漢族，安徽合肥人，助教，碩士研究生，研究方向：實訓室管理、汽車檢測與維修的教學與研究。