物聯網技術在計算機實驗室管理中的應用研究

林世城

(海南職業技術學院 經濟管理學院，海南 ?？?570216)

0 引言

物聯網是信息技術高速發展背景下的產物，是信息產業化革命的又一次發展高峰，能夠通過智能技術、傳感技術等進一步提高社會生產力，推動社會的發展進步，將其應用于高校計算機實驗室，有效提高其管理效率，實現效益的最大化。

1 物聯網相關概念

1.1 內涵

物聯網是指借助感應器、定位系統等技術，以有限或無線的方式將物品同互聯網連接起來，并以計算、儲存、分析等處理方式構成物品的動態和靜態的信息知識網絡，具有信息識別、定位、監控等功能。物聯網技術的出現極大地拓展了互聯網應用的發展空間，并為社會經濟的發展注入了強勁動力，尤其是面對后經濟危機時代的挑戰，因而受到了世界各國的高度重視。我國也同樣如此，黨中央和政府相繼推出了一系列政策方針來推動物聯網技術的發展。在此背景下，我國物聯網技術也取得了長足進步，尤其是部分關鍵科學技術的研究方面已居于世界前列，在推動傳統產業轉型升級、培育新興產業方面起著重要作用[1]。

1.2 技術構架

1.2.1 體系構架

同互聯網一樣，物聯網是一個系統性的體系，有著完整的內部架構，主要包括感應層、網絡層、應用層3個層次。從感應層方面來說，其可以看作是物聯網架構最基礎的層面，目的是實現物體信息的廣泛采集和生產，通過二維碼、RFID、傳感器能技術來實現。從網絡層方面來看，其是物聯網架構的中間層，起著承上啟下的作用，通過一些接入設備來連接物聯網網絡平臺，將感應層中獲取的物體信息精準地傳輸出去。其中，感應層中的數據管理和處理技術是實現存儲、查詢、分析等數據決策和行為的基礎，也是物聯網網絡層最重要且應用最廣的技術。從應用層方面來說，主要通過云計算、模糊識別等技術將獲得的信息數據進行分析處理，來實現其智能化識別、定位、跟蹤、監控等功能。由此可見，物聯網的運行往往是圍繞物體的信息數據展開，因而其層次也可以理解為信息采集、信息傳遞、信息處理等3個方面[2]。

1.2.2 關鍵技術

物聯網的關鍵性技術主要有4項：首先，RFID射頻識別技術主要通過射頻信號來自動識別目標對象并獲取相關信息。無論是運動中的物體還是多個物體，都能夠快速獲取信息，實現物體的追蹤和管理，具有準確性高、保密性強等特點。其次，WSN無線傳感器網絡是集信息搜集、傳輸、處理于一體的網絡信息系統。不同于RFID的識別功能，WSN側重于組網來實現數據的傳遞，其組網方式具有微型化、低成本、低耗能等優勢，再加上組網方式、鋪設方式的靈活性的特點，使其在市場上備受關注，并廣泛應用于世界各地。再次智能技術主要通過植入智能系統來實現物體的智能性，達到物體與用戶之間雙向溝通和對話的目的。最后，納米技術也是物聯網的關鍵性技術，主要研究在0.1～100 nm范圍內材料的性質和應用，包括納米化學、納米加工等內容[3]。

1.2.3 系統功能設計

加強高校計算機實驗室的建設，可以借助互聯網的信息采集、信息分析、資源共享、信息管理等功能來構建計算機實驗室管理系統，不斷優化其運行流程，提高管理效率。這一管理系統主要包括教師管理子系統、學生端管理子系統、管理人員端子系統以及系統通信設計。從教師端管理子系統方面來看，主要包括教師的教學安排、教學內容、教學計劃以及學生的信息管理、考勤記錄等信息。從學生端管理子系統來看，主要包括學生日?？记诤灥?、實驗報告、實驗內容、環境數據采集等信息。從管理人員端子系統來看，主要包括用戶信息、用戶權限、用戶修改、設置管理等內容。從系統通信設計來看，主要是在高校計算機實驗管理系統的基礎上，按照相關流程將系統分為無線傳感器網絡通信、學生機與無線傳感通信以及學生機與教師機的通信[4]。

2 當前高校計算機實驗室管理存在的問題

首先，教學模式問題。當前，高校計算機實驗室參與試驗人數多、流動大，但實驗室的進出管理仍以人工操作記錄為主，其管理效率較低，不利于后期數據統計分析。同時，實驗室管理缺乏查詢平臺，難以動態掌握設備的使用情況，如果遭遇突發情況，只能通過實驗中心進行人工協調，費時費力且效率低下。其次，管理制度問題。一方面，高校計算機實驗室大多采用人工管理模式，但其實驗室數量多、設備配件多且雜，再加上缺乏細致的分類管理，很容易造成管理失誤。另一方面，計算機實驗室同資產部、教務部等相關聯的部門之間缺少一個交互式的協作平臺，缺少信息的交流，導致各部門形成信息孤島，極大地增加了管理成本[5]。

3 物聯網技術下計算機實驗室管理的優勢

3.1 對設備隨時進行監控查詢

計算機實驗室在進行設備采購時往往會附帶有紙質說明書，以便于設備的使用和后期的維護，但紙質說明書很容易因保管不當而丟失或損壞，給計算機實驗室設備管理、維護帶來困擾。物聯網的應用將有效解決這一問題。計算機實驗室可以借助物聯網技術中的RFID標簽來搜集存儲一些設備信息，方便日后查詢使用。此外，隨著高校規模不斷擴大，計算機專業學生數量不斷攀升，計算機實驗室設備的使用頻率逐漸提高，給計算機實驗室設備管理帶來了一定的困難，而借助物聯網，可以對這些設備的運行情況進行動態追蹤，使管理者能夠準確了解設備信息，并及時進行管理維護，提高使用效率。同時，借助物聯網中的傳感器還能夠及時監控設備狀態，在運行過程中一旦發生參數的變化，就能夠立即啟動評估系統，對設備狀況進行判斷，為管理者的決策提供準確有效的參考[6]。

3.2 設備的利用率高

在日常工作中，計算機實驗室的使用頻率較高，不僅承擔著每周定期的教學任務，還承擔著一些科研任務，而在實際中，仍存在著一系列問題。例如，計算機課程在學期伊始便被設置好，而對于計算機實驗室的使用，教師往往會根據教學內容進行安排，有時是理論內容、有時是實踐內容。理論內容無需使用計算機實驗室，但計算機實驗室也往往會顯示使用狀態，導致部分教師由于臨時調課或是展開科研工作而無法排上使用計算機實驗室的名額，這不僅影響了教學科研進度，還造成了資源的浪費。借助物聯網技術，管理者可以快速查看到每個設備的實際使用情況，并妥善安排閑置設備，給臨時安排教學課程或是科研任務的教師提供方便，這樣不僅能夠加快教學科研進度，還能夠提高設備的使用率[7]。

3.3 提高環境安全

環境安全往往是計算機實驗室管理的重要內容，將物聯網技術應用于計算機實驗室，能夠極大地提高其環境安全管理效率。例如，紅外線警報器可以監控室內溫度或物體位置移動，一旦感異常，便會觸動警報系統，來保障環境安全，將其應用于計算機實驗室，無論是白天還是夜晚，都能夠給計算機實驗室的安全提供有力保障。再如，門禁系統可以有效監管實驗室的出入人員，一旦發現有人未經允許出入實驗室或是帶出實驗室設備時，能夠發出警報，保護實驗室環境安全。此外，視頻監控系統可以通過局域網來實現同計算機實驗室管理系統相連接，極大地方便了管理人員調取監控，提高了管理效率[8]。

3.4 實現校企資源共享化

高校開展計算機科研工作就需要專業、先進的計算機設備，而這些設備大多價格不菲，要想加強計算機實驗室的建設就必須投入大量資金，部分計算機設備使用頻率較低且后期維護成本高，單獨購買會造成資源浪費。因而，高?？梢约訌娡髽I的合作，以租借方式代替購買，從而減少成本。而將物聯網應用于計算機實驗室能夠實現這一目標。借助物聯網，可以進一步加強企業同高校工作的對接，使企業能夠通過物聯網來查看這些設備的狀態和適應情況，并據此合理安排企業設備的使用，提高設備的利用率。

4 基于物聯網技術的計算機實驗室管理研究

4.1 在資產管理中的應用

資產管理是物聯網技術應用于計算機實驗室最為廣泛的方式之一，能夠有效提高其管理效率。高校計算機實驗的資產管理內容主要為設備的申購、采購、維修、報廢等資產管理。首先，計算機實驗室在購置大批量的設備時需要申購，可以通過物聯網技術來完成，通過RFID標簽對所要購買的設備信息搜集、儲存，方面上級部門對這一設備的了解和查詢。其次，在設備采購過程中，可以借助物聯網技術將這些設備信息更新錄入到實驗室管理系統中并進行實時監控，一旦設備出現故障，還可以借助物聯網技術進行登記，并標注為維修狀態以提醒相關人員。此外，物聯網技術還能提高計算機實驗室資產核對的效率。在每學期開始和結束時，借助物聯網技術對計算機實驗室內資產進行清點和核算，核查管理系統中的數據，確保信息的真實性和準確性[9]。

4.2 對實驗設備進行管理

借助物聯網技術能夠實現對計算機設備管理方式的跨越式發展。

4.2.1 設備的基本信息

管理者可以在計算機實驗室中的每一個設備上安裝一個RFID標簽，來記錄這一設備的購買日期、操作說明、硬件配置、維修記錄等基本信息。在維修、變更時，還可以通過手持式讀寫設備來更新其內容信息，并上傳至實驗室管理系統中進行永久保存，以防出現設備的漏查、錯查等現象。

4.2.2 設備的使用追蹤

計算機實驗室不僅承擔著計算機教學任務，還承擔著大量科研任務。因而在日常工作中使用實驗室人數較多，一旦設備出現故障，管理人員很難在第一時間了解器故障原因并給予相應的維修，嚴重影響了學習和科研的進度和效率。管理者也可以借助物聯網中的RFID技術，對計算機設備進行實時監控，記錄其每臺設備的使用情況，使得其故障原因有據可查。

4.2.3 設備的日常檢測

對設備進行日常檢查是高校計算機實驗室管理的重要內容，而借助物聯網技術能夠有效提高其管理效率。在計算機實驗室設備中植入傳感器，能夠對設備的運行情況進行動態檢測，一旦其中的關鍵性參數發生了重要變化，便能夠觸發警報系統，將這一信息傳達給管理系統，并通過相關評估系統進行評估判斷，為管理者的維修提供相關數據下參照或是維修方案。除此之外，管理者還可以記錄評估系統對設備進行日常檢測以及定期巡檢，并將檢測數據保存于管理系統，這樣不僅能夠降低管理成本，還能夠極大地提升高校計算機實驗設備的使用效率[10]。

5 結語

綜上所述，物聯網技術在推動社會各行各業的發展方面起著關鍵性作用，尤其是高校計算機實驗室管理方面，高校應當加快計算機實驗室的物聯網技術的應用，借助其強大優勢推動計算機實驗室的管理建設，提高其管理效率。