引論：我們?yōu)槟砹?3篇物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
自2009年8月總理提出“感知中國”這一物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)議題以來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連同其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用受到了人們越來越廣泛的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)，被譽為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)的浪潮。作為互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)等應(yīng)用的增長點，將會大大促進信息化的應(yīng)用，不僅僅可以提高經(jīng)濟效益，還可以為國家的經(jīng)濟發(fā)展提供技術(shù)動力，為產(chǎn)業(yè)行業(yè)開拓了又一潛力無窮的發(fā)展機會。隨著信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，物聯(lián)網(wǎng)涉及各類產(chǎn)業(yè)和人們生活的方方面面，將大大提升互聯(lián)和智能方面的特性，使實現(xiàn)智慧地球的夢想成為可能［1－2］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理中的應(yīng)用，綜合運用了現(xiàn)均已趨成熟的RFID、WSN技術(shù)、智能技術(shù)、納米技術(shù)等知識，將實驗室中的所有物品，包括儀器設(shè)備、辦公用品、實驗耗材、實驗環(huán)境、實驗人員等，與網(wǎng)絡(luò)連接起來、與移動信息網(wǎng)連接起來，真正實現(xiàn)實時的遠程控制，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新時代必將為人們帶來生活上、工作上的全新體驗［3］。
1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念
“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)是指通過RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，以有線或無線的方式把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，以計算、存儲、分析等處理方式構(gòu)成所關(guān)心事物的動態(tài)和靜態(tài)的信息知識網(wǎng)絡(luò)，用以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［4］。物聯(lián)網(wǎng)的用途非常廣泛，遍及城市管理、數(shù)字家庭、定位導(dǎo)航、現(xiàn)代物流管理、食品安全控制、零售、數(shù)字醫(yī)療、防入侵系統(tǒng)［5］等諸多的領(lǐng)域。
2高校實驗室管理現(xiàn)狀
高校實驗室管理目標(biāo)可以分為安全性、高效性、精確性、經(jīng)濟性、便捷性等。目前，高校實驗室管理最常用的方法還是主要依賴于相關(guān)實驗管理人員的定點管理以及實驗室制度規(guī)章的硬性約束這兩大措施，而這需要大量的實驗室管理人員并投入巨額的維護經(jīng)費，通過在實驗室管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以大大降低人員費用的開支。
3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校實驗室管理方案
3.1建立中央處理單元
中央處理單元是整個系統(tǒng)的核心，它要能提供強大的數(shù)據(jù)分析和處理功能，在以下各個模塊間起到橋梁的作用，能將各模塊的信息進行實時交換、處理、分析并反饋。通過物聯(lián)網(wǎng)及其他專業(yè)技術(shù)將實驗室中各儀器設(shè)備與中央處理單元相結(jié)合，便可實現(xiàn)實驗室管理員與儀器設(shè)備之間的人機互動:管理員可對儀器設(shè)備進行信息更新、維護安檢、使用預(yù)約以及過程監(jiān)控等操作;儀器設(shè)備也可向?qū)嶒炇夜芾韱T報告其實時運作狀態(tài)、環(huán)境安全等。
3.2建立設(shè)備管理模塊
為有需要的儀器設(shè)備安裝一個RFID標(biāo)簽，相當(dāng)于賦予每一臺設(shè)備一個“身份證”。通過讀寫裝置可以非常方便地讀取設(shè)備的詳細信息，例如，名稱、規(guī)格、型號、生產(chǎn)廠家、經(jīng)銷商等;還可以通過讀寫裝置寫入需要添加的內(nèi)容，例如，單位、實驗室地點、注意事項等。另外，設(shè)備的維修保養(yǎng)是相當(dāng)重要的一個部分，可以隨時通過中央控制單元或便攜式的讀寫裝置將設(shè)備的維修記錄詳細地標(biāo)注在RFID標(biāo)簽中，需要時便可十分快捷地獲取到維修信息，并且，通過設(shè)置中央控制單元，可定期定時地提醒管理人員對儀器設(shè)備進行檢修。由于每次巡檢和維護的結(jié)果都記錄存儲于芯片而且這些信息是不能夠隨意更改的，這就可以避免如果出現(xiàn)和實驗設(shè)備相關(guān)的責(zé)任事故，不能明確人為責(zé)任還是設(shè)備責(zé)任的問題時，使實驗設(shè)備日常維護工作變得有據(jù)可查［6］。設(shè)備管理模塊大大簡化了繁重的入庫和檢修工作。
3.3建立物資管理模塊
實驗的進行常常都伴隨著實驗物資的大量消耗，通過設(shè)計相應(yīng)的物資管理模塊，通過傳感器等檢測裝置，一旦實驗室中某種物資的存儲量低于系統(tǒng)設(shè)定的最低值時，該模塊將信息傳遞給中央處理單元，中央處理單元再通過移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息至實驗室管理員的智能手機、平板等移動終端上，內(nèi)容包含該種存儲物資的剩余數(shù)量及所需數(shù)量等，以方便實驗室管理員及時添加物資或向商家發(fā)出補貨訂單。
3.4建立過程監(jiān)測模塊
實驗的順利進行需要實驗人員的正確操作，但實驗過程中，往往由于粗心大意等原因造成不可估量的損失，這在電子教學(xué)實驗室中尤為常見。大量專業(yè)知識匱乏的學(xué)生經(jīng)常會因錯誤的操作造成實驗儀器的損壞，例如，過載、欠壓等。通過實驗監(jiān)測模塊，實驗指導(dǎo)者可預(yù)置必須要用到的實驗元件，如熱繼電器，通過比較實時操作與預(yù)置的情況是否一致，該模塊一旦檢測到實驗人員在實驗過程中未接入該元件或連接錯誤時，會自動斷開使電路無法運行避免造成儀器損壞，并將信息反映給實驗指導(dǎo)人員，方便找到錯誤原因且及時更正。這將大大提高儀器設(shè)備的使用壽命，省去大量的維修及購買經(jīng)費。實驗過程數(shù)據(jù)可以被實時采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實驗者，實現(xiàn)實驗教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化［7］。
3.5建立人員監(jiān)測模塊
確保進入實驗場所人員的安全有序是實驗室管理的重要環(huán)節(jié)。在實驗室入口處安裝一個固定的RFID射頻閱讀器，并給相關(guān)的師生配備一個電子標(biāo)簽(電子標(biāo)簽可進一步設(shè)計與校園一卡通集成)，這樣一來，當(dāng)師生進入實驗室時，閱讀器便會非常方便地讀取該人員的基本信息，例如，姓名、學(xué)號、聯(lián)系電話等，同時相關(guān)信息也將通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至中央處理單元登記存儲。若需要相關(guān)考勤的記錄，便可通過中央處理單元調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的記錄，非?？旖莸膶?dǎo)出考勤表等詳細內(nèi)容，省去了大量煩瑣的簽到工作。而該模塊一旦監(jiān)測到非授權(quán)人員擅自進入實驗室時，便可立即發(fā)出警報并發(fā)送信息至實驗室管理人員的移動終端，管理員便可第一時間采取應(yīng)對措施，這對于需要重點保護保密的實驗室有非常好的效果。
3.6建立環(huán)境監(jiān)測模塊
不少實驗室對于實驗環(huán)境有著不低的要求，而環(huán)境監(jiān)測不光可以幫助實驗順利進行，還可以在出現(xiàn)安全問題，如火災(zāi)、漏氣等情況時第一時間啟動應(yīng)急措施。環(huán)境監(jiān)測模塊可以安裝溫度、濕度、氣體、光電傳感器等，并與110聯(lián)網(wǎng)，通過中央處理單元的反饋，中央處理單元或?qū)嶒炄藛T即可做出相應(yīng)的控制。而該模塊一旦監(jiān)測到實驗室出現(xiàn)火災(zāi)、漏氣等險情時，中央處理單元將立即啟動消防系統(tǒng)并報警，同時發(fā)送信息至實驗室管理人員的移動終端，使安全問題在第一時間得到有效控制。
4結(jié)束語
本文通過構(gòu)建一個基于物聯(lián)網(wǎng)的模塊化設(shè)計實驗室管理平臺，來實現(xiàn)高校實驗室內(nèi)的硬件管理、人員檢測及安全監(jiān)測等內(nèi)容，該系統(tǒng)可以較好地改進高校在實驗室管理中存在的信息化程度低、管理工作繁重復(fù)雜等問題，對于高校智能實驗室建設(shè)具有一定的借鑒意義。
參考文獻
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篇2
在物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)過程中，高校大多都是注重理論教學(xué)，無法滿足物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，對此，許多高校開始設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室，進行科學(xué)整體化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)認識及實踐，提高教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。物聯(lián)網(wǎng)試驗平臺與實驗項目的開設(shè)，不同于傳統(tǒng)實驗室的建設(shè)，更加的靈活及貼近現(xiàn)展，為避免物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的建設(shè)出現(xiàn)傳統(tǒng)實驗室的“僵化”，本文將對其創(chuàng)新建設(shè)進行探究，從而列舉實驗室建設(shè)中出現(xiàn)的問題，并分析出解決措施。
1高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的建設(shè)現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)是近幾年才提出來的，很多高校是先申請通過后，撥一筆款交給專業(yè)的教師帶隊，在學(xué)校實驗樓中劃分出一間或幾間教室置備所需的實驗器材，設(shè)立專業(yè)的實驗項目后再定期進行驗收，與其他實驗室建設(shè)并沒有什么太大的不同。就物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗的內(nèi)容來看，分為三大層實驗，不同的實驗針對的方向不同，但是高校的物聯(lián)網(wǎng)實驗室都是進行實驗箱等操作，無法與現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進行鏈接，出現(xiàn)了傳統(tǒng)實驗建設(shè)中的“僵化”現(xiàn)象，雖然有在進行實驗并有一定的成果，但卻無法有什么突破。無論是感知層實驗也好，還是網(wǎng)絡(luò)層實驗也罷，抑或是應(yīng)用層實驗，對于學(xué)生的實際動手能力要求都很高，并且其實驗內(nèi)容及過程是很靈活的，通過相應(yīng)的技術(shù)例如WIFY，RF，傳感器，M2M等進行融合，對特定的項目或是平臺進行探究，一般來說這樣的實驗室是十分的靈活的，不會出現(xiàn)現(xiàn)在的疲軟期，除卻實驗室建設(shè)方面的原因外，高校的師生也是有一定的影響的。
2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建設(shè)的需求
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室是應(yīng)時代的發(fā)展建設(shè)的，這意味著物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室應(yīng)該滿足時代的一些要求。就物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點而言，實驗室應(yīng)該具備多種應(yīng)用系統(tǒng)，才能夠完成相應(yīng)的實驗。物聯(lián)網(wǎng)是電子，計算機，檢測與通信等專業(yè)相交的交叉學(xué)科，其涉及的領(lǐng)域知識及技術(shù)十分的廣泛，遙感器，微處理器，嵌入式技術(shù)及相應(yīng)軟件技術(shù)等都是主要的掌握內(nèi)容，所以實際的動手能力要求很高。其專業(yè)上實驗培養(yǎng)要求是將學(xué)生培養(yǎng)成熟悉各種技術(shù)的專業(yè)型人才，所以實驗室建設(shè)一定要加強學(xué)生的動手能力，完善學(xué)生的理論知識，使其能夠融入社會互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中。
3高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建設(shè)中的問題
高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建設(shè)中主要存在三方面的問題，其一是實踐能力培養(yǎng)不足，沒有針對三層實驗進行實驗操作培養(yǎng)，基本都是以實驗箱為平臺進行實驗操作，學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)的技術(shù)認知不足，其實驗環(huán)節(jié)呈現(xiàn)的是“傻瓜式”的，實驗參數(shù)都是提前設(shè)置好的，基本沒有什么探究性的實驗操作，這對學(xué)生的能力培養(yǎng)并沒有什么太大的用處。其二是未設(shè)立開設(shè)性的環(huán)境，不具備探究性實驗的系統(tǒng)設(shè)置，雖然實驗室在建設(shè)時雖然有提前預(yù)留了二次開發(fā)空間，但由于高校選修課程的設(shè)置及實驗箱平臺的不足所以無法進行自主型實驗及設(shè)計，這是高校物聯(lián)網(wǎng)最專業(yè)實驗中最大的缺陷，儀器采購系統(tǒng)及實驗系統(tǒng)都沒有統(tǒng)一的原則及規(guī)范性的條例，所以其制度并不完善。其三就是無法建立實驗全面的實驗系統(tǒng)，無法使學(xué)生全面進行認識物聯(lián)網(wǎng)，存在認知誤區(qū)對今后的工作產(chǎn)生負面作用，加之實驗室的開放性力度不夠，無法讓學(xué)生充分地利用實驗室進行實驗，大部分的實驗室都是有教師占用，進行課程設(shè)置，這是傳統(tǒng)實驗室留下的弊端。
4實驗室建O改進措施
就目前物聯(lián)網(wǎng)實驗室的弊端可以看出，高校對于實驗室的建設(shè)重視度并不高，在物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)中也是重理論輕實驗。所以為了完成物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的創(chuàng)新建設(shè)，第一步就是加強高校對于物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)重視度，這不僅需要高校的建設(shè)，還需要政府及教育部門的相關(guān)政策，從而加強高校對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的重視。其中師資建設(shè)也是其中的改進措施之一，物聯(lián)網(wǎng)的興起是近幾年的事，其專業(yè)教師的職業(yè)意識與其他專業(yè)教師一樣是不行的，物聯(lián)網(wǎng)的教師應(yīng)該充分認識到實驗的重要性，雖然物聯(lián)網(wǎng)并不是以實驗為主的專業(yè)，但是實驗卻是十分重要的，近年來高校的改革對師資建設(shè)也存在一定的保留，所以無法全面地提升高校的實踐及理論教學(xué)效果。由于傳統(tǒng)的實驗室弊端存在，所以加強物聯(lián)網(wǎng)師資建設(shè)也是現(xiàn)在的重點。其三就是加強云計算等技術(shù)的課程實驗建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗跟現(xiàn)代的計算機技術(shù)，電子等存在很大的淵源，所以增加現(xiàn)在比較流行的互聯(lián)網(wǎng)云功能的實驗教學(xué)尤為重要，實驗最好是能夠與實際接軌，才能夠充分地培養(yǎng)學(xué)生的能力，加強其社會競爭力，實現(xiàn)其專業(yè)化人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
5結(jié)語
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的創(chuàng)新建設(shè)不僅體現(xiàn)在IT、M2M等技術(shù)認識上，更在于實驗內(nèi)容的更新增加與實驗項目的實際化，其管理制度也要增強。
參考文獻
篇3
1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的目標(biāo)與要求
1.1 物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)目標(biāo)
高校應(yīng)以“把握發(fā)展趨勢，提高應(yīng)用能力”為目標(biāo)，提出基于物聯(lián)網(wǎng)信息平臺的智能化實驗室解決方案，其意義在于：提高教學(xué)科研水平，提高學(xué)生應(yīng)用能力，促進學(xué)生就業(yè)，提升學(xué)校競爭力。
高校面向基礎(chǔ)性教學(xué)實驗、面向行業(yè)綜合應(yīng)用性實驗、面向?qū)W校科研項目開發(fā)性平臺為目的，促進物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室的建設(shè)。以實訓(xùn)室為基礎(chǔ)，聯(lián)合各方力量，促進物聯(lián)教學(xué)的發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)。
1.2 實驗室物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)
物聯(lián)網(wǎng)是計算機科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、電子技術(shù)、信息工程、通信工程及其兩邊緣科學(xué)交叉滲透、相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型應(yīng)用型學(xué)科。專業(yè)立足于計算機專業(yè)類知識培養(yǎng)體系，注重學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握、綜合素質(zhì)的提高和應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究從感知層（包括傳感器、射頻識別、核心控制等）到網(wǎng)絡(luò)層（包括傳感網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)等）再到以面向產(chǎn)業(yè)和行業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用層相關(guān)的理論和工程應(yīng)用問題，重點突出實踐能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。注重培養(yǎng)能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)工程所涉及的多學(xué)科發(fā)展需求的新型創(chuàng)新人才，為我國以物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)為代表的下一代信息技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展輸送急需的開發(fā)、管理、生產(chǎn)等人才。
2 物聯(lián)網(wǎng)實驗室具體建設(shè)方案
2.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)室（能應(yīng)用）
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)室以物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺為核心，構(gòu)建融合有線IP網(wǎng)、寬帶無線局域網(wǎng)、光載無線技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、嵌入式設(shè)備以及系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件于一體的物聯(lián)網(wǎng)無線WiFi及傳感網(wǎng)絡(luò)實驗平臺。各種接入設(shè)備（傳感器件、控制器件、移動終端、教學(xué)電腦等）都可以無線接入物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺，成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的感知層；系統(tǒng)通過統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)信息中心，完成數(shù)據(jù)的存儲、分析和應(yīng)用。應(yīng)用可以根據(jù)學(xué)校的專業(yè)建設(shè)方向進行選擇，以滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的定方向，能應(yīng)用。
2.1 物聯(lián)網(wǎng)信息平臺（定方向）
1.物聯(lián)網(wǎng)信息平臺簡介
物聯(lián)網(wǎng)信息平臺是物聯(lián)網(wǎng)實驗室整體解決方案的核心和基礎(chǔ)，將實驗箱、實驗套件、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)（智能家居、智慧實驗室、智能物流、智能工業(yè)、智慧超市等）等接入統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺，實現(xiàn)多課程、跨實驗設(shè)備、多系統(tǒng)的綜合應(yīng)用實訓(xùn)，同時，智能手機、平板電腦、第三方實驗設(shè)備等智能終端和設(shè)備也可接入物聯(lián)網(wǎng)信息平臺，成為實驗設(shè)備的一部分，從而大大改變實驗的形式、效果和內(nèi)容。
2.平臺應(yīng)用的DIY
物聯(lián)網(wǎng)信息平臺的接入采用標(biāo)準(zhǔn)計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（TCP/IP），方便智能設(shè)備的移動接入，同時系統(tǒng)預(yù)留外網(wǎng)接口，提供學(xué)生本地、遠程網(wǎng)絡(luò)訪問實驗室系統(tǒng)，開展本地/遠程網(wǎng)絡(luò)實驗。
物聯(lián)網(wǎng)信息平臺配置數(shù)據(jù)服務(wù)器，提供遠程網(wǎng)絡(luò)授權(quán)訪問，支持資料下載、遠程實驗和遠程授課、學(xué)習(xí)。
3.提供教師物聯(lián)網(wǎng)科研平臺
物聯(lián)網(wǎng)信息平臺提供一個開放的專業(yè)平臺，包括硬件資源、網(wǎng)絡(luò)資源、軟件資源，是教師和學(xué)生開展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科研的極好平臺，可以開展感知層基礎(chǔ)研究、分布式天線系統(tǒng)研究、無線網(wǎng)絡(luò)分布研究、室內(nèi)定位研究、分布式數(shù)據(jù)庫和云計算研究、以及應(yīng)用系統(tǒng)研究。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教學(xué)實驗室（寬基礎(chǔ)）
基礎(chǔ)教學(xué)的核心課程以物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系、射頻識別和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為主要教學(xué)課程，可通過學(xué)習(xí)和實驗掌握物聯(lián)網(wǎng)最基本網(wǎng)絡(luò)和無線射頻技術(shù)知識，為后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)打好扎實的理論基礎(chǔ)，滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)中的“寬基礎(chǔ)”的教學(xué)。
（1）物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應(yīng)用實驗箱（能應(yīng)用）
該實驗箱包括種類豐富的感知層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層接入設(shè)備，以及采用Cortex-A8體系處理器的嵌入式開發(fā)板為數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，配合物聯(lián)網(wǎng)信息平臺所搭建的無線WiFi網(wǎng)絡(luò)平臺以及配套的應(yīng)用軟件，學(xué)生可以直觀地感受和學(xué)習(xí)到物聯(lián)網(wǎng)所涉及的知識，為接下來的專業(yè)知識學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
產(chǎn)品應(yīng)具備功能與特點。
1.傳感器種類豐富應(yīng)涵蓋了電容式傳感器、電阻式傳感器、光敏傳感器、氣敏傳感器等10余種不同種類的傳感器。
2.實驗箱搭配高效能Cortex-A8開發(fā)板搭載Android操作系統(tǒng)，學(xué)生可在本地對采集數(shù)據(jù)進行處理。
3.實驗箱提供了物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)相關(guān)章節(jié)，提供了完整的設(shè)備指導(dǎo)學(xué)生動手做出串口WiFi中間件，了解中間件在物聯(lián)網(wǎng)中所起到的承上啟下的作用。
4.完整詳盡的實驗指導(dǎo)書，源碼詳細注釋并且完全開放方便學(xué)生學(xué)習(xí)和二次開發(fā)。
5.實驗箱上的每個節(jié)點留有豐富的外設(shè)接口，方便后續(xù)外設(shè)擴充需要。
（2）RFID實驗箱簡介
實驗箱應(yīng)囊括業(yè)界普遍使用的四款RFID模塊即低頻（LF）RFID模塊，高頻（HF）RFID模塊。特高頻（UHF）RFID模塊以及2.4G微波模塊，實驗課程重點放在對于各頻段RFID模塊的管理、控制以及上位機程序的應(yīng)用開發(fā)上。學(xué)生們可以利用開放的通訊協(xié)議，使用多種編程語言（C/C++，JAVA等）編寫上位機應(yīng)用程序與RFID模塊進行數(shù)據(jù)的采集交互。于此同時結(jié)合聯(lián)網(wǎng)信息平臺提供的網(wǎng)絡(luò)平臺，可以實現(xiàn)多個實驗箱之間的互聯(lián)互通，從而模擬出諸如倉儲物流等RFID廣泛覆蓋的行業(yè)應(yīng)用場景。
產(chǎn)品應(yīng)具備特點與功能。
1.實驗箱應(yīng)集成了RFID技術(shù)所涉及低頻、高頻、特高頻以及2.4G微波四種RFID模塊，無需額外采購其他模塊。
2.提供各個模塊的完整的通信協(xié)議，學(xué)生可以直接通過協(xié)議接口利用多種編程語言與模塊進行數(shù)據(jù)交換。
3.實驗箱搭配WiFi模塊可以直接接入物聯(lián)網(wǎng)信息平臺，真正實現(xiàn)實驗箱與實驗箱之間的互聯(lián)互通。
4.實驗箱應(yīng)配套有豐富的設(shè)備（蜂鳴器、數(shù)碼管、矩陣鍵盤、LED燈）。
3 應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)實驗室建設(shè)的思考
由于高校擴招的原因，目前2015年的應(yīng)屆高校畢業(yè)生突破700萬人，對就業(yè)市場是一個很大的壓力，但是市場對人才的需求反而得不到滿足，其原因是很多高校的人才培養(yǎng)與市場人才的需求不一致。就以目前的獨立學(xué)院為例，其畢業(yè)生最欠缺的能力就是實踐動手能力。而用人單位對獨立學(xué)院的畢業(yè)生最看中的也就是這個能力。所以目前應(yīng)用型高校應(yīng)向技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)型最關(guān)鍵在于對技術(shù)學(xué)生的動手能力的培養(yǎng)，學(xué)生動手能力的培養(yǎng)最關(guān)鍵硬件設(shè)備就是高校實驗與實訓(xùn)室的建設(shè)，所以對于應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)改革也迫在眉睫。
參考文獻
篇4
課題的研究，是根據(jù)智慧實驗室建設(shè)的環(huán)境對感知、控制的具體要求以及使用人的功能要求，研究設(shè)計在小規(guī)模試驗的環(huán)境下建立一個可供體驗、實訓(xùn)、研究的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐平臺及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。1.研究智慧實驗室建設(shè)傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，根據(jù)新校區(qū)智慧實驗室建設(shè)，各智慧教室的空間分布情況及功能分布情況進行相關(guān)的研究設(shè)計，提出完整的傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案。2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐平臺，研究傳感及控制系統(tǒng)集成模塊、管理系統(tǒng)模塊及智能處理模塊三個部分集成為一個整體的物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐平臺方案。該課題研究的核心內(nèi)容是由感知及控制系統(tǒng)集成模塊、管理系統(tǒng)模塊及智能處理模塊三個部分集成后形成的物聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)不僅將三個部分疊加到一起，還將三個部分有機的集成，特別是智能處理模塊要達到智能化的功能，要隨時訪問另外兩個模塊的數(shù)據(jù)，并根據(jù)訪問的數(shù)據(jù)分析處理做出準(zhǔn)確的判斷，輸出控制信號到控制系統(tǒng)交給執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行。因此，要解決的重點問題是構(gòu)成由三個系統(tǒng)模塊組成的有機集成系統(tǒng)——物聯(lián)網(wǎng)。要突破的難點問題是如何按照智慧實驗室建設(shè)環(huán)境下對感知、控制的具體要求及使用人的功能要求，設(shè)計出有機集成的三個系統(tǒng)模塊方案，并使其達到功能要求的智能化。
篇5
高校的物聯(lián)網(wǎng)實驗室目前基本上存在以下三個問題：（1）學(xué)生親手實踐的空間較小，難以培養(yǎng)自己獨特的創(chuàng)新能力；（2）學(xué)生易走進物聯(lián)網(wǎng)認識的誤區(qū)，因為借助不了實際應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)實驗系統(tǒng)；（3）缺乏開放的實驗室管理制度。
二、高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)構(gòu)想
在建設(shè)高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室時從以下三個問題來入手：（1）解決學(xué)生親手實踐的空間較小，難以培養(yǎng)自己獨特的創(chuàng)新能力的問題?，F(xiàn)在在高校普遍存在的問題是，學(xué)生的親手動手實驗的條件被大大地限制，一般專業(yè)課的實踐都是借助實驗箱來作為實踐平臺。這類的傻瓜型實驗，學(xué)生剛開始時可能會引起一些興趣，但是這種感覺不會維系很長時間，長久下去學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力就會被淹沒。（2）避免學(xué)生因為借助不了實際應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)實驗系統(tǒng)，而走進物聯(lián)網(wǎng)認識的誤區(qū)。目前，在理想的物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)技術(shù)上，還沒有一套完全健全、成熟的技術(shù)方案。比如說像物聯(lián)網(wǎng)中同步性和安全性問題、尋址問題等都沒有得到較好的解決，始終成為了阻礙物聯(lián)網(wǎng)實驗室的開發(fā)和設(shè)計。（3）建立合理開放的實驗室管理制度。高校實驗室并不是對學(xué)生無條件地開放，一般多為教師所用，這也是教育心理學(xué)上的一個弊端。高校安排的實驗教師在等級、薪資待遇、升值機會等方面都不如教師，這就導(dǎo)致了實驗室工作管理人員不會上心，失去了認真工作的動力。
三、高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)內(nèi)容
3.1構(gòu)建多層次的實驗體系
物聯(lián)網(wǎng)是一門聯(lián)系到物理、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)性學(xué)科和無線通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)、RFID等專業(yè)性學(xué)科等諸多知識交織在一起的交叉性的學(xué)科。因此要想完全學(xué)好或是教好這門學(xué)科并不能僅憑單獨的一兩門課程的知識，在外部條件下必須依賴于設(shè)備優(yōu)良的實驗室器材和實驗環(huán)境。所以建議設(shè)計一套科學(xué)的課程群實驗的新體系，這樣便于學(xué)生在理解和掌握物聯(lián)網(wǎng)等理論知識的同時，更好地掌握其技術(shù)性的原理以及操作細則，更多那個計劃足額生在動手動腦過程中迸發(fā)的創(chuàng)新性思維。
3.2科學(xué)性的物聯(lián)網(wǎng)管理和實驗系統(tǒng)配置
這項改革主要是將物聯(lián)網(wǎng)管理分成兩大部分，一是由教師們組成的教學(xué)團隊，二是有由長期從事試驗系統(tǒng)配置和設(shè)計的工作人員組成的科研團隊。讓兩者分清自己的工作任務(wù)，相互之間合作共贏，一起管理和運用好物聯(lián)網(wǎng)實驗室。另外，關(guān)于器材的申報任務(wù)就叫可科研團隊中的有經(jīng)驗的工作人員統(tǒng)一定制，并取得教學(xué)團隊成員的商量與意見。最后設(shè)備的管理和維護還需要所有人共同的努力，學(xué)生于老師都有義務(wù)保護好自己的實驗室，我各自的學(xué)習(xí)和工作共同營造優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。
3.3努力爭取實驗室提供開放的機會
實驗室內(nèi)的儀器雖然貴重，但是長期擱置不用也就浪費了大好的資源。傳統(tǒng)的實驗室開放管理制度明顯滿足不了學(xué)生的需求，所以建議倡開將開放時間定義為是實驗時間和實驗內(nèi)容的開放。也就是說當(dāng)學(xué)生未能完成自己的實驗任務(wù)可以在實驗室內(nèi)繼續(xù)重做，另外，開放的內(nèi)容比一定是老師硬性規(guī)定的，可以依據(jù)各個學(xué)生自己的情況，選擇自己薄弱的實驗課程。
四、高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)對教學(xué)的意義
作為一項開放性實驗教學(xué)，同時也作為一項新的教學(xué)模式，物聯(lián)網(wǎng)實驗室的教學(xué)效果還不能夠完全體現(xiàn)出來。但是我們相信隨著今后教育體制改革的不斷深入，像物聯(lián)網(wǎng)實驗室這類的開放式的教學(xué)模式一定會成為教學(xué)的主流方法。
五、結(jié)語
總而言之，想要管理好高校的物聯(lián)網(wǎng)實驗室并非一朝一夕能夠完成的。它涵蓋了操作人員的綜合素質(zhì)高效管理制度、學(xué)科設(shè)計等諸多相關(guān)的復(fù)雜問題。所以，建設(shè)完備的高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室還需要我們的共同努力，堅持嚴(yán)謹科學(xué)的創(chuàng)新精神一定能取得最后的成功。
參考文獻
篇6
1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述
物聯(lián)網(wǎng)建立在GPS定位系統(tǒng)、射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)系統(tǒng)、激光掃描等設(shè)備基礎(chǔ)上,利用當(dāng)中的傳感器,按照相關(guān)協(xié)議,促使互聯(lián)網(wǎng)與實物之間進行連接,從而實現(xiàn)信息之間的互換、交流,為工作人員提供準(zhǔn)確的實物定位、有效識別并進行跟蹤,進而實現(xiàn)智能管理的目的[1]。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中,傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)是其中最為關(guān)鍵的技術(shù)。在計算機技術(shù)運用過程中,傳感器技術(shù)發(fā)揮了重要的基礎(chǔ)性作用。目前,傳感器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為智能傳感器,可以實現(xiàn)自動診斷、測量多參數(shù),同時,也可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信等功能。其中射頻識別系統(tǒng)就是該技術(shù)的一種,應(yīng)用該技術(shù)可以對物品進行自動識別,在物流運輸管理行業(yè)中發(fā)揮了重要作用。而嵌入式技術(shù)也得到了飛速發(fā)展,比如導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)字電視、多媒體終端設(shè)備、手機等。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在化學(xué)化工實驗室安全管理中的應(yīng)用實踐
2.1實驗室物資管理
從傳統(tǒng)化學(xué)化工實驗室物品管理方式看,無論是藥品還是耗材,主要是以貼標(biāo)簽方法為主,利用人工操作的方式,在標(biāo)簽中記錄相關(guān)設(shè)備的購買日期、使用、保養(yǎng)等情況,統(tǒng)計化學(xué)藥品,同時,為了便于管理,會打印出藥品的清單貼在藥品柜上。此種實驗室管理方式可以較為直觀的看到相關(guān)物品情況。但不足之處便是,標(biāo)簽容易破損,也不容易保存,同時,增加了管理人員的工作量,不利于提升工作效率。對此,可以引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),借助無線射頻技術(shù)實現(xiàn)智能化物資管理,在該技術(shù)作用下,可以利用電子標(biāo)簽,記錄對應(yīng)的化學(xué)藥品具體信息,其中包含了藥品使用情況、剩余情況等。在無線射頻系統(tǒng)中,天線是其中最為關(guān)鍵的部分,其主要職責(zé)就是接收、傳輸信號,經(jīng)過處理后傳輸?shù)阶x寫器中[3]。此外,利用電子標(biāo)簽的方式,還可以實現(xiàn)動態(tài)管理實驗室資產(chǎn),比如,實驗室設(shè)備購入日期、分配調(diào)撥以及維修保養(yǎng)等具體信息通過智能化管理,有利于提升化學(xué)化工實驗室管理水平、工作效率。同時,也可以實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測,幫助管理人員隨時掌握設(shè)備情況,為后續(xù)安全管理打好基礎(chǔ)。
2.2實驗室安全管理
2.2.1監(jiān)測實驗室溫濕度?；瘜W(xué)化工實驗室內(nèi)的物資具有一定的特殊性,當(dāng)中部分化學(xué)藥品還屬于高危物品,所以,對室內(nèi)環(huán)境具有較高的要求,比如服務(wù)器、X射線衍射儀、紅外光譜儀等設(shè)備,必須滿足一定的通風(fēng)性。同時,室內(nèi)濕度、溫度都要達到設(shè)備存放標(biāo)準(zhǔn),主要是因為高溫、濕度環(huán)境會嚴(yán)重影響其散熱情況,造成儀器損壞[4]。而一些強堿性化學(xué)藥品,如果處于高濕度環(huán)境中,會因為其吸水性作用,導(dǎo)致重量發(fā)生變化,直接影響后續(xù)實驗準(zhǔn)確性。為解決上述問題,有必要采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),利用遠程監(jiān)控系統(tǒng),實時掌握、調(diào)節(jié)實驗室的溫濕度[5]。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的遠程監(jiān)控系統(tǒng),包含了溫濕度采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)將獲取到的數(shù)據(jù),借助路由器,實時傳回到電腦、手機客戶端,給管理人員掌握實驗室環(huán)境提供幫助。其中溫濕度采集系統(tǒng),涉及溫度以及濕度傳感器和不同節(jié)點模塊,而后經(jīng)過溫濕度數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[6],輸送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中,在服務(wù)器與戶端之間的數(shù)據(jù)信息的交互,最終得到溫濕度數(shù)據(jù)。實驗室管理人員可依托局域網(wǎng),通過手機隨時查看溫濕度數(shù)據(jù),進而實現(xiàn)有效監(jiān)測,保證實驗室安全[7]。2.2.2實施實驗室火災(zāi)監(jiān)測。如果化學(xué)化工實驗室不慎出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等事故,將會嚴(yán)重危害到實驗室財物安全、人員安全,導(dǎo)致不可逆的嚴(yán)重后果,對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此,必須要對實驗室實施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測[8]。一般情況下,為達到火災(zāi)預(yù)警的目的,會采用安裝煙霧報警器的方法,但對于實驗室無人的情況,此種煙霧報警器并不能較好的起到報警作用[9]。對此,可以引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),監(jiān)測實驗室火災(zāi)情況,如果發(fā)生火災(zāi),會進行聲光報警,同時,管理人員的手機、電腦都會同時收到報警信息,從而及時實施救火。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作用下,系統(tǒng)會將火災(zāi)報警信息直接發(fā)送到就近消防站,以便及時救援,將財產(chǎn)損失、人員傷亡降到最低。依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型火災(zāi)報警器,在火災(zāi)報警器中融入了GSM模塊或者網(wǎng)絡(luò),一旦監(jiān)測到實驗室內(nèi)發(fā)生火災(zāi),系統(tǒng)的溫度傳感器或者煙霧傳感器,會及時獲得感知,并向火災(zāi)探測器傳輸數(shù)據(jù)。經(jīng)過火災(zāi)探測器分析后,確定為火災(zāi),該系統(tǒng)便會直接發(fā)出聲光火災(zāi)報警,此時,新型火災(zāi)報警器的控制器會直接向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送火災(zāi)報警數(shù)據(jù),實驗室管理人員手機、消防站進而會接收到具體的火災(zāi)情報,從而第一時間實施救援,降低火災(zāi)損失[10]。
篇7
Xu Chunling
Zhejiang industry polytechnic college, Shaoxing, 312000, China
Abstract: According to the problems in the traditional management of language lab, this paper is dedicated to make use of the internet of things to improve the management. Based on the meaning and features of the internet of things, the paper constructs new language lab management mode and gives the concrete application of the internet of things technology in language lab management.
Key words: the internet of things; language lab; management mode
語言實驗室是培養(yǎng)學(xué)生外語聽、說、讀能力的重要場所，語言實驗室的管理水平直接影響外語教學(xué)設(shè)備資源效益的發(fā)揮，關(guān)系到高校外語教育質(zhì)量。因此，加強語言實驗室的管理是外語教學(xué)、科研順利開展的重要保障。長期以來，語言實驗室都是采用人工管理的方式，效率低且容易出錯，在實驗室環(huán)境衛(wèi)生保持、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備故障責(zé)任追蹤、設(shè)備安全保障、學(xué)生出勤情況統(tǒng)計等方面尚存在不少亟待解決的問題?？紤]借助物聯(lián)網(wǎng)這一先進技術(shù)對語言實驗室進行管理，達到解決當(dāng)前語言實驗室管理中種種難題的目的。
1 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things，簡稱IOT)指將各種信息傳感設(shè)備，射頻識別裝置、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等裝置與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，從人與人之間的連接溝通擴展到人與物、物與物之間的連接溝通。物聯(lián)網(wǎng)可以讓設(shè)備終端與網(wǎng)絡(luò)連接起來，進行信息交換和通訊，從而實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，主要有由全球產(chǎn)品電子代碼、射頻識別系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三大部分組成。
在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品之間無需人的干預(yù)就能夠進行“交流”，其實質(zhì)是利用一種能夠讓物品“開口說話”的技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)共享，而RFID正是這種能夠讓物品“開口說話”的技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范且具有互用性的信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品的識別，進而通過開放性的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。
物聯(lián)網(wǎng)運行過程可分為三步：
第一步：標(biāo)識物體屬性，包括靜態(tài)和動態(tài)屬性。靜態(tài)屬性可以直接存儲在標(biāo)簽中，動態(tài)屬性需要先由傳感器實時探測。
第二步：物體屬性讀取和轉(zhuǎn)換。識別設(shè)備實現(xiàn)屬性讀取，并將屬性信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。
第三步：信息的傳輸和計算。物體信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，信息處理中心實現(xiàn)相關(guān)計算。
物聯(lián)網(wǎng)充分將新一代IT技術(shù)運用到各行各業(yè)之中，將感應(yīng)器嵌入到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、供水系統(tǒng)和油氣管道等各種物體中，然后將之與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。在這個網(wǎng)絡(luò)中，能力超強的中心計算機群能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的人員、機器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施進行實時的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類能夠以更加精準(zhǔn)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”的狀態(tài)，進而提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然的關(guān)系。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理模式
物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的有效整合，能夠?qū)崿F(xiàn)對整合系統(tǒng)內(nèi)的人員、設(shè)備進行實時的信息采集和管理控制，可以對系統(tǒng)內(nèi)的行為進行動態(tài)追蹤，極大地提高了系統(tǒng)的自動化、智能化程度。語言實驗室的管理是一個復(fù)雜、系統(tǒng)的工作，尤其是語言實驗室的日常管理，采用人工管理的形式，效率低下、問題頻出。筆者探討基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理模式，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改善語言實驗室的日常管理工作。
語言實驗室的日常管理，主要可以認為是對人、物、事的管理。即有效促進人、物、事高效運作的過程。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合語言實驗室管理現(xiàn)狀，設(shè)計出了基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理模式圖(如圖1所示)。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)視角的語音室管理模式圖
基于物聯(lián)網(wǎng)的語言實驗室管理，一是需要對語言實驗室系統(tǒng)的人、物進行屬性標(biāo)識，依據(jù)靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性的不同，分別配置標(biāo)簽和傳感器。二是識別設(shè)備的安裝，針對不同的屬性標(biāo)識，安裝識別設(shè)備。三是將信號接入互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)處理中心接受、處理數(shù)據(jù)。
3 物聯(lián)網(wǎng)在語言實驗室管理中的應(yīng)用
在語言實驗室日常管理中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在三個方面得以體現(xiàn)，分別為人、物、事的管理。
3.1 人的管理
3.1.1 學(xué)生考勤
在語言實驗室門口架設(shè)RFID讀取器，同時給每個學(xué)生佩戴RFID標(biāo)簽，實驗系統(tǒng)會自動感測RFID信息，結(jié)合學(xué)生課堂學(xué)習(xí)監(jiān)控等統(tǒng)計學(xué)生的出勤情況。教師可通過網(wǎng)絡(luò)查詢學(xué)生出勤率、課堂學(xué)習(xí)信息等獲知學(xué)生上課情況。
3.1.2 教師評估
利用物聯(lián)網(wǎng)的多種數(shù)據(jù)采集終端，對課堂中教師的教學(xué)行為進行采集，隨時對教師教學(xué)管理、教學(xué)實施和教學(xué)保障工作狀態(tài)進行全方位、全天候的質(zhì)量評估監(jiān)控。并且提供多種數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對教師進行全面的分析評估，科學(xué)、公正、合理地反映教師課堂教學(xué)質(zhì)量，并幫助教師找出差距，分析原因，進一步提高學(xué)校教學(xué)水平和教師素質(zhì)，建設(shè)一支理論基礎(chǔ)雄厚，實踐能力更強的高素質(zhì)師資隊伍。
3.2 物的管理
3.2.1 構(gòu)建智能化教學(xué)環(huán)境
物聯(lián)網(wǎng)的引入使教學(xué)環(huán)境的每個物件都具有了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特性，管理員可即時捕捉、分析師生教與學(xué)的需求信息，并做出相應(yīng)調(diào)整，為師生提供更加智能化的教學(xué)支持。
例如，可在教室內(nèi)裝上有特種感知的傳感器，管理員通過管理計算機設(shè)定教室照明燈、風(fēng)扇、空調(diào)的開關(guān)和語音設(shè)備的啟動時間，上課前計算機遙控傳感器自動開啟各類設(shè)備，下課時再自動關(guān)閉，提高了管理員的工作效率。我們還可以在實驗室門口處裝上探測器，探測學(xué)生是否帶有零食、飲料等禁止攜帶入內(nèi)的物品進入實驗室，并對違規(guī)者發(fā)出警告，從而加強語言實驗室環(huán)境安全與衛(wèi)生的維持。
3.2.2 設(shè)備信息管理
傳統(tǒng)上，我們獲知實驗設(shè)備或者耗材的相關(guān)信息一般都是通過翻閱產(chǎn)品說明書。這種紙質(zhì)的說明書很容易被丟失或遭到污損，不方便保存。使用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)對實驗設(shè)備進行管理，可用電子標(biāo)簽將實驗設(shè)備的基本屬性(型號、規(guī)格、出廠日期、單價、設(shè)備號、使用地點、生產(chǎn)廠家、維修記錄等)和幫助信息等內(nèi)容存儲起來，通過閱讀器閱讀即可方便地獲知并可通過網(wǎng)絡(luò)進行管理。當(dāng)存儲的信息內(nèi)容發(fā)生變化時，用手持讀/寫卡器修改芯片內(nèi)容，更新電子標(biāo)簽，同時更新后的標(biāo)簽信息可自動通過手持機發(fā)送到設(shè)備管理服務(wù)器進行數(shù)據(jù)更新，進而減少盤點時間，提高盤點質(zhì)量。
由于實驗設(shè)備的電子標(biāo)簽存儲有大量信息及維護、維修記錄，這樣在現(xiàn)場就可以很清楚地掌握該設(shè)備的使用情況，設(shè)備維護、巡檢后的信息立刻即可錄入手持機，同時存儲在設(shè)備的電子標(biāo)簽中，這樣不僅節(jié)省了人力、物力，同時也提高了實驗設(shè)備的使用效率，使設(shè)備巡檢、維護變得簡單易行。
3.2.3 設(shè)備狀態(tài)檢測
語言實驗室管理中，設(shè)備狀態(tài)檢測是一項重要工作。設(shè)備的維修與否是建立在設(shè)備狀態(tài)檢測的基礎(chǔ)上。傳統(tǒng)的設(shè)備維修一般采用兩種方式：一種是定期維修，經(jīng)過一定時間運行后，統(tǒng)一對設(shè)備進行檢修；另一種是故障后維修，當(dāng)設(shè)備運行出現(xiàn)故障后對設(shè)備進行維修。定期維修，容易造成資源浪費，在一些不需要維修的設(shè)備上浪費時間和資源。故障后維修周期較長，不能盡快投入使用，影響正常的實驗教學(xué)進程。因此，實驗設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)測是實驗設(shè)備管理的重中之重。
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，在實驗設(shè)備中嵌入傳感器，監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，評估關(guān)鍵的運行參數(shù)，設(shè)備的這些關(guān)鍵運行參數(shù)一旦發(fā)生改變，傳感器將會立刻向物聯(lián)網(wǎng)發(fā)出警示信號，信息處理中心在收到這些信號后，設(shè)備運行狀態(tài)評估系統(tǒng)將對設(shè)備運行狀態(tài)進行評估，并反饋評估結(jié)果。管理者根據(jù)系統(tǒng)反饋結(jié)果，進行設(shè)備管理決策，決定設(shè)備維修策略。
3.3 事的管理
3.3.1 學(xué)習(xí)過程評估
物聯(lián)網(wǎng)能同步記錄學(xué)習(xí)過程，可以應(yīng)用到學(xué)習(xí)過程評估中。同時，學(xué)生可以多方面利用記錄的學(xué)習(xí)過程：如果在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對某項知識理解不透徹或有錯誤，可以利用記錄過程進行學(xué)習(xí)反思，尋找學(xué)習(xí)失敗原因；也可以利用學(xué)習(xí)記錄信息，回顧學(xué)習(xí)過程，加深對學(xué)習(xí)涉及知識的理解。
3.3.2 故障責(zé)任追蹤
語言實驗室內(nèi)每天都有不同班級的學(xué)生來上課，承擔(dān)教學(xué)任務(wù)繁多，實驗設(shè)備很容易出現(xiàn)故障，如果沒有充分的證據(jù)說明，管理員很難查出設(shè)備損壞的原因，即便查出是人為損壞，也很難追蹤到具體的責(zé)任人，以至于不能立刻采取有效的處罰措施。使用射頻跟蹤自動識別管理系統(tǒng)，由于每臺設(shè)備上都裝有射頻芯片，儲存了大量的有關(guān)設(shè)備信息，包括每次維護、維修、巡檢的記錄，而這些信息是不能隨意更改的，這就避免了一旦出現(xiàn)相關(guān)責(zé)任事故，不能明確責(zé)任的問題，使實驗設(shè)備日常維護工作變得有據(jù)可查。
3.3.3 安全管理
使用RFID技術(shù)，可以對語言實驗室設(shè)備進行實時的跟蹤管理，可以嘗試在每個實驗室門上安裝門禁模塊，該模塊包括讀頭和聯(lián)網(wǎng)接頭，其主要的功能是自動掃描進出實驗室門的物品，并將搬動時間、進出房間號等信息發(fā)給中心管理計算機。管理員可運用此技術(shù)為實驗設(shè)備預(yù)定若干命令，并設(shè)置報警裝置。這樣，當(dāng)有人將帶有電子標(biāo)簽的實驗設(shè)備帶出實驗室時，就會被門禁模塊掃描到，如果當(dāng)前位置與預(yù)定位置不相符，門禁模塊即可發(fā)出報警訊號，并將該信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行墓芾碛嬎銠C，防止私自挪用實驗室設(shè)備或發(fā)生意外情況，達到保護實驗設(shè)備安全的目的。
4 結(jié)束語
借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以使瑣碎、復(fù)雜、低效的手工管理轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵?、輕松、高效的自動化管理，極大地簡化了管理流程，降低了管理人員的勞動強度，提升了管理效率。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將成為語言實驗室智能化管理的一個重要手段。
參考文獻
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篇8
0 引 言
當(dāng)前，我國高校的實驗室管理普遍存在信息化程度低、對實驗室出入人員的考勤不夠準(zhǔn)確和效率太低，對實驗室內(nèi)部人員缺乏有效的定位以及對實驗室內(nèi)環(huán)境缺少有效監(jiān)測和預(yù)警等問題，為了解決這些問題，筆者設(shè)計了一個基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室管理平臺。
該平臺能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗室管理中的應(yīng)用，通過RFID技術(shù)實現(xiàn)對實驗室內(nèi)人員的考勤和定位管理，人員一旦進入危險區(qū)域，立刻啟動預(yù)警功能。通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)對實驗室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，包括有毒有害氣體、煙霧濃度等進行實時監(jiān)測，一旦有毒有害氣體外泄或者電源線等其他設(shè)備著火，煙感傳感器會立刻監(jiān)測到數(shù)據(jù)并啟動報警裝置。
1 基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室管理平臺設(shè)計
1.1 考勤模塊設(shè)計
在實驗室入口處設(shè)置一個考勤節(jié)點，即安裝一個固定的RFID射頻閱讀器，這樣進入實驗室的人員佩戴一個電子標(biāo)簽（或者集成到校園一卡通）進入實驗室區(qū)域時，閱讀器便會自動識讀該人員的基本信息，同時獲取的信息也將通過物聯(lián)網(wǎng)自動傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)的相應(yīng)模塊進行登記存儲。將考勤節(jié)點的刷卡記錄提取到實驗室考勤管理系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過考勤數(shù)據(jù)分析后，即可查詢我們需要的相應(yīng)時間段內(nèi)的學(xué)生個人考勤報表或班級考勤報表。
圖1所示是本系統(tǒng)中的實驗室人員考勤模塊結(jié)構(gòu)流程圖。整個模塊由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和考勤管理等三部分組成。
另外，本系統(tǒng)也分為系統(tǒng)硬件部分和軟件部分。系統(tǒng)硬件部分作為整個系統(tǒng)的信息采集部分，主要由射頻卡、讀寫器和控制器三部分組成；而軟件部分的主要功能包括信息采集、基礎(chǔ)信息維護以及信息管理。其具體功能模塊劃分如圖2所示。
2.2 定位模塊設(shè)計
實驗室內(nèi)人員定位功能將采用監(jiān)控中心、有線傳輸和無線信息檢測采集3層網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。
由圖3可見，本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)共分為3級。第1級網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控中心，由監(jiān)控主機和報警裝置組成。可通過友好的人機界面實現(xiàn)人員的監(jiān)測及管理；第2級網(wǎng)絡(luò)是有線數(shù)據(jù)傳輸平臺，主要通過CAN總線實現(xiàn)各個監(jiān)控點和監(jiān)控室的數(shù)據(jù)傳輸；第3級網(wǎng)絡(luò)的無線信息采集系統(tǒng)在實驗室內(nèi)重要據(jù)點安裝RFID閱讀器。閱讀器天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)來的射頻信號，經(jīng)過處理后，提取出個人信息，發(fā)送到監(jiān)控中心。
3 實驗室環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測和預(yù)警
以數(shù)據(jù)集中存儲、管理和設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測為基礎(chǔ)，配備相應(yīng)硬件，使用集成開發(fā)管理軟件，實現(xiàn)智能環(huán)境監(jiān)控。監(jiān)視參數(shù)主要包括有毒有害氣體濃度和煙霧濃度。
有毒有害氣體和煙感傳感器監(jiān)測數(shù)值經(jīng)過模擬量通信模塊轉(zhuǎn)換，集中由電腦主機管理，通過配套的管理軟件顯示和報告有關(guān)數(shù)據(jù)。
當(dāng)各傳感器測量結(jié)果超出范圍時，向手機或監(jiān)控軟件發(fā)出報警信號，要求管理員處理。整個實驗室環(huán)境監(jiān)測拓撲圖如圖4所示。
4 結(jié) 語
本文通過一個基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室管理平臺來實現(xiàn)高校實驗室內(nèi)的人員考勤、定位管理，同時實現(xiàn)實驗室環(huán)境的實時監(jiān)測和預(yù)警，該系統(tǒng)可以較好地解決高校在實驗室管理中存在的信息化程度低、安全隱患不能及時預(yù)警等問題，對于高校的實驗室管理具有一定的借鑒意義。
參 考 文 獻
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篇9
實驗室對設(shè)備管理的軟硬件系統(tǒng)不夠完善。如存在機房管理員對機房設(shè)備管理不智能；機房設(shè)備丟失后無法找回；計算機損壞后維護不方便；機房的安全管理等問題。
資源共享機制比較薄弱。實驗室的服務(wù)對象單一，大部分只是針對專業(yè)學(xué)生、老師。而且實驗室時間不靈活，利用率低。
實驗室管理中對教學(xué)方面的管理較薄弱。如：對教師和學(xué)生不到或者遲到的監(jiān)控；對機房環(huán)境監(jiān)控 ；對機房管理員的管理。以及學(xué)生在聽課過程中出現(xiàn)了遺漏，無法補上，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果難以提升。
二、進行以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的計算機實驗室管理方案
把物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)作為出發(fā)點，并以計算機實驗室所構(gòu)建的組織結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)背景的計算機實驗室管理系統(tǒng)。從實驗室實際管理工作中所遇到的問題出發(fā)，主要從實驗設(shè)備管理以及實驗教學(xué)管理兩個方面分析如何依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)順利解決問題，進行以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的計算機實驗室管理。
實驗設(shè)備管理
（1）資產(chǎn)管理。對實驗室資產(chǎn)管理主要包括設(shè)備申購、設(shè)備報廢、設(shè)備的遺失處理和設(shè)備的資產(chǎn)核查等多個方面的工作。
設(shè)備申購主要指的是購置機房所需設(shè)備，比方說服務(wù)器、學(xué)生機、指紋機等，需要通過招標(biāo)購置。在申購成功之后，通過RFID標(biāo)簽或者是條形碼進行標(biāo)識，把設(shè)備的廠家/型號、采購日期和維修記錄的等級這些信息上傳到實驗室的管理系統(tǒng)當(dāng)中。
設(shè)備報廢指的是在設(shè)備使用時間達到其最大壽命期限后，在設(shè)備處做出報廢確認之后，對RFID標(biāo)簽或者是條形碼進行清除，且在設(shè)備管理系統(tǒng)當(dāng)中把設(shè)備狀態(tài)修改為報廢，然后把報廢設(shè)備交給設(shè)備處進行處理。
設(shè)備遺失指的是設(shè)備被盜或者是丟失，在保衛(wèi)處或者是設(shè)備處做出核實之后，進行設(shè)備遺失的處理工作，且在設(shè)備管理系統(tǒng)中把設(shè)備狀態(tài)修改為遺失。
資產(chǎn)核查指的是在每個學(xué)期開始至結(jié)束時對設(shè)備資產(chǎn)進行統(tǒng)計，保證設(shè)備的物理存在同管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)記錄是一致的。
（2）維護管理。對實驗室的設(shè)備進行維護管理作為計算機實驗室全部工作中的重點所在，其工作質(zhì)量的好壞能夠直接影響到實驗室進行教學(xué)的實際效果。在進行設(shè)備維護時，要爭取第一時間發(fā)現(xiàn)問題所在，并在最短的時間內(nèi)徹底解決問題，以此來保證計算機實驗室能夠順利的展開教學(xué)工作。維護管理工作主要包括保修、維修以及維護這三個部分，其全部過程都會完整的保存在設(shè)備管理系統(tǒng)當(dāng)中。
報修：可以對獨立設(shè)備安裝嵌入式傳感器，在設(shè)備出現(xiàn)故障時，實驗室管理系統(tǒng)中的管理員帳戶中能查看到故障設(shè)備的位置，這樣可以避免教師或者是學(xué)生進行設(shè)備報修登記不及時的情況。
維修：在實驗室管理工作人員接收到設(shè)備故障的通知后，及時進行設(shè)備維修工作，如果沒有及時解決故障，可以通過短信平臺同設(shè)備公司的售后服務(wù)人員取得聯(lián)系并進行設(shè)備維修工作。在設(shè)備維修完成之后，還要對設(shè)備狀態(tài)做出修改，撤銷故障警報。
維護：通過實驗室工作人員對設(shè)備軟硬件與實驗室中設(shè)備進行定期的抽檢與維護。
（3）安全管理。為保證實驗室內(nèi)設(shè)備的安全，每個實驗室需配備有實時地視頻監(jiān)控、紅外線報警裝置以及門禁系統(tǒng)等多種安全設(shè)備。對于機房設(shè)備防盜管理，可以通過無線遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)來維護，它需要把獨立的設(shè)備安裝電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽會將設(shè)備的信息與位置發(fā)送給管理端，從而實現(xiàn)對設(shè)備不間斷監(jiān)管。而對于設(shè)備軟件系統(tǒng)，則需要通過專業(yè)的殺毒軟件、硬盤保護卡以及防火墻等技術(shù)措施保障系統(tǒng)的安全性。還可以安裝無線溫濕度傳感器和煙感器來監(jiān)管實驗室的環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)如火災(zāi)等情況。
（4）共享管理。
進行設(shè)備共享管理指的是在沒有進行教學(xué)行為的時間內(nèi)提供給非教學(xué)活動以場所及設(shè)備，重視實驗室中設(shè)備的網(wǎng)上共享與，主動需找同其他企業(yè)與高校之間的交流機會，使設(shè)備的經(jīng)濟效益與利用率得到提高。
共享管理主要包括在非教學(xué)時間段設(shè)備與實驗室有償租借。實驗租借主要指對外租借計算機機房，滿足租借方在實驗教學(xué)之外的任務(wù)，比方說企業(yè)培訓(xùn)、上機考試或者是學(xué)生培訓(xùn)等。設(shè)備租借一般是指實驗室殊設(shè)備的對外租借，比方說網(wǎng)絡(luò)測試儀以及服務(wù)器等等。對于設(shè)備租借的管理，都需要記錄在實驗室管理系統(tǒng)當(dāng)中，保證設(shè)備的安全性。
2. 實驗教學(xué)管理
（1）課表管理。實驗室管理員能通過實驗室的管理系統(tǒng)查詢到所管理教室的課表，從而能實時關(guān)注教學(xué)過程中出現(xiàn)的實驗室管理方面的問題。
（2）教學(xué)管理。通過教學(xué)管理的具體對象進行區(qū)分，主要包括課程管理、教師管理和學(xué)生管理三個部分。
課程管理：從實驗教學(xué)的具體計劃出發(fā)，教師把制定好的實驗教學(xué)計劃進程表、報告模板和教學(xué)大綱等相關(guān)材料提交到實驗室的管理系統(tǒng)上，以此進行教學(xué)資料庫的建設(shè)。還可以安裝wifi攝像頭，對教師當(dāng)堂課教學(xué)進行錄像，課程教學(xué)完畢后將視頻傳送到實驗室管理系統(tǒng)中，方便學(xué)生重復(fù)聽課。
學(xué)生管理：可以通安裝指紋考勤機來記錄學(xué)生遲到和缺課。還要利用實驗室的管理系統(tǒng)，為學(xué)生提供登錄賬戶，通過此賬戶登錄管理系統(tǒng)之后，可以詳細查看實驗課程的安排情況、進行作業(yè)的提交、實驗成績的查詢，還可以向老師提出疑難問題、對老師進行評價等。
教師管理：教師也可要通過指紋考勤機來實現(xiàn)考勤管理。并利用實驗室管理系統(tǒng)建立帳戶，教師能查看到課學(xué)生名單和進行實驗作業(yè)的批改工作、對學(xué)生提交的實驗報告進行查詢、解答學(xué)生提出的疑難問題以及進行學(xué)生實驗成績的提交等，使教師能夠方便的對學(xué)生具體實驗課程內(nèi)容進行管理。
總結(jié)
本文以物聯(lián)網(wǎng)具備的三層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析探討了在物聯(lián)網(wǎng)背景下可以對實驗室室管理工作進行的改進與優(yōu)化，研究了計算機實驗室實施教學(xué)管理與設(shè)備管理的新方法與新思路，創(chuàng)新了物聯(lián)網(wǎng)實驗室硬件管理支撐平臺和軟件支撐系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)，優(yōu)化出以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的實驗室室管理模式。期望在計算機實驗室進行管理的過程中能夠切實利用所有資源，使實驗室成為支撐教學(xué)與科研的有力平臺。
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篇10
在看重學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的今天，高校實驗室的質(zhì)量已經(jīng)成為彰顯高校綜合實力的重要部分，普通高校實驗室已成為教學(xué)、科研等的重要場所，高校實驗室的管理水平成為直接反映高校整體管理水平的一個方面，實驗室管理得好與壞、實力的強與弱已成為該高等院校的一種實力體現(xiàn)。通過對目前高校實驗室管理體制和實驗室儀器、人員、資金管理等方面存在問題的剖析，就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理中的應(yīng)用進行相關(guān)研究。
一、高校實驗室管理建設(shè)需依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
1.目前部分實驗室管理、建設(shè)基本上依附于某個專業(yè)或研究中心，專門為某個特定專業(yè)的學(xué)生教師服務(wù)，造成了實驗室教學(xué)、科研目的單一的情況，從而造成設(shè)備使用效率低及教學(xué)資源浪費，在一定程度上影響教師的科研、教學(xué)能力及學(xué)生的實踐、創(chuàng)新、綜合能力的提升，導(dǎo)致科研、實踐、教學(xué)三者結(jié)合的優(yōu)勢很難在教學(xué)中體現(xiàn)出來。實驗室的發(fā)展建設(shè)是需要宏觀規(guī)劃與微觀布局的。很多實驗室在建設(shè)過程中應(yīng)先進行統(tǒng)籌規(guī)劃，否則在建設(shè)過程中會導(dǎo)致實驗室目的性單一，經(jīng)常采購相似甚至基本相同的設(shè)備。在我國普通高校實驗室建設(shè)經(jīng)費普遍不充裕的情況下應(yīng)盡量避免實驗資源的嚴(yán)重浪費，以上的一些因素嚴(yán)重制約了實驗室建設(shè)發(fā)展，從而制約教師及學(xué)生的實踐能力提升。在調(diào)查了很多所普通高校、獨立院校實驗室建設(shè)情況后，發(fā)現(xiàn)了一些相似或類似的問題。在理工類專業(yè)，實驗設(shè)備在大部分實驗室供不應(yīng)求，不能滿足科研實驗的需要；而在其他一些專業(yè)實驗室中，同類設(shè)備則出現(xiàn)多年閑置或封存的狀況。大部分財經(jīng)類專業(yè)的電子商務(wù)實驗室、財務(wù)管理實驗室、ERP模擬實驗室、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室和計算機基礎(chǔ)實驗室，這些實驗室設(shè)備基本相同，都能獨立滿足本專業(yè)的科研教學(xué)要求，但實驗室的實際使用狀況卻是計算機基礎(chǔ)實驗室通常都全天運轉(zhuǎn)，而其他幾個模擬實驗室其使用率卻不足30%，這就說明教學(xué)科研資源的使用情況上沒有較為合理的規(guī)劃安排。
2.在科技高速發(fā)展的今天，實驗室設(shè)備更新?lián)Q代周期越來越小，很多設(shè)備往往很短年限就跟不上科研、教學(xué)的需求，但是大部分高校對實驗室經(jīng)費的投入?yún)s沒有進行對應(yīng)的調(diào)整，反之很多高校投入實驗室的建設(shè)經(jīng)費卻在逐年遞減。例如，很多高校使用的實驗設(shè)備尤其是微機仍是7年前，甚至是更久以前的設(shè)備，這些設(shè)備出現(xiàn)了嚴(yán)重老化，不斷出現(xiàn)故障錯誤，而且運算、調(diào)試速度越來越慢，有些甚至無法滿足教學(xué)所需的最低要求。這不但增加了實驗室的維護困難，還使得教師、學(xué)生能力提高效率低下，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。現(xiàn)在很多基礎(chǔ)學(xué)科的實驗室經(jīng)費無法得到滿足，高校較多地將經(jīng)費投入到科研實驗室，對于基礎(chǔ)學(xué)科實驗室缺少資金扶持，導(dǎo)致基礎(chǔ)實驗室條件落后、設(shè)備陳舊。隨著知識體系結(jié)構(gòu)的不斷完善、增加，很多設(shè)備無法滿足新的實驗需求，實驗儀器的性能跟不上技術(shù)的改革和發(fā)展，導(dǎo)致實驗運行結(jié)果不夠精確?？偟膩碚f，基礎(chǔ)學(xué)科實驗室同樣需要高校實驗室建設(shè)資金的傾斜。高校實驗室建設(shè)需要一門新技術(shù)來方便管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實驗室管理相互融合必將為高校實驗室建設(shè)帶來新的革命。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的運用和發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國主要用于醫(yī)療、安防、污水處理、電網(wǎng)、鐵路、橋梁等各行各業(yè)當(dāng)中，之后我們把物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)整合起來，從而實現(xiàn)事物的數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化，在這個整合后的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，由強大的計算機機群來管理整合后網(wǎng)絡(luò)中的人員、設(shè)備、設(shè)備的管理和控制，在此基礎(chǔ)上我們可以更加智能化的生活和管理。我國在1999年就啟動了物聯(lián)網(wǎng)核心傳感網(wǎng)技術(shù)研究，研發(fā)水平處于世界前列，物聯(lián)網(wǎng)在我國高校的研究，聚焦點在南郵。無錫市2009年9月與北京郵電大學(xué)就傳感網(wǎng)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展簽署合作協(xié)議，標(biāo)志中國“物聯(lián)網(wǎng)”進入實際建設(shè)階段。2010年6月10日，江南大學(xué)整合相關(guān)學(xué)科資源，推動相關(guān)學(xué)科跨越式發(fā)展，江南大學(xué)信息工程學(xué)院和江南大學(xué)通信與控制工程學(xué)院合并組建成立“物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院”，也是全國第一個物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院。2011年4月，長安大學(xué)成立了我國第一個國家級大學(xué)科技園。2010年教育部下達了高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的申報通知。物聯(lián)網(wǎng)可以是一個專業(yè)但不一定是一個學(xué)科。
三、高校實驗室利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行管理的應(yīng)用
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與我們學(xué)習(xí)生活緊密結(jié)合的影響下，高校實驗室管理工作中存才很多改進和優(yōu)化的地方，提出了實驗實訓(xùn)中心實施設(shè)備管理和教學(xué)管理的新方法和新思路，主要就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的兩個方面的應(yīng)用做詳細說明，即硬件支撐平臺和軟件管理結(jié)構(gòu)。
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孕前優(yōu)生質(zhì)控物聯(lián)網(wǎng)主要針對衛(wèi)計系統(tǒng)醫(yī)療機構(gòu)，同時可向家庭和個人提供延伸服務(wù)。系統(tǒng)集成的硬件產(chǎn)品涉及電子、計算機、機械、網(wǎng)絡(luò)等行業(yè)，其推廣應(yīng)用將對我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)具有很大的帶動作用，形成一個全新的健康服務(wù)信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。本文是筆者在該項目設(shè)計開發(fā)中的幾點總結(jié)和體會。
1 物聯(lián)網(wǎng)質(zhì)控系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計
項目涉及的目標(biāo)用戶范圍廣，包括醫(yī)療服務(wù)機構(gòu)、醫(yī)療行政部門、醫(yī)療科研機構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備運維機構(gòu)、醫(yī)療信息管理機構(gòu)等，涵蓋了這些組織機構(gòu)的醫(yī)學(xué)檢驗主要業(yè)務(wù)流程及依托信息化技術(shù)手段實現(xiàn)對這些業(yè)務(wù)流程的監(jiān)管、優(yōu)化，因此對系統(tǒng)架構(gòu)的通用性、前瞻性、可擴展性、易維護性要求較高，通用性是指本項目必須要具備與項目目標(biāo)用戶現(xiàn)有系統(tǒng)、未來待建系統(tǒng)的集成與交互；前瞻性是指本項目系統(tǒng)在實現(xiàn)技術(shù)手段上必須要有一定的前瞻性，滿足未來系統(tǒng)需求、業(yè)務(wù)、運營模式發(fā)展的需要；可擴展性是指本項目必須要在性能上，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求隨時進行擴展；易維護性是指本項目系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，應(yīng)能在短時間內(nèi)修復(fù)，不能長時間影響業(yè)務(wù)流程的運作。
本項目的系統(tǒng)架構(gòu)中包含三層，分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。
感知層是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，采集整個系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。它包括以下數(shù)據(jù)：實驗室工作環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度傳感器采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)、濕度傳感器采集室內(nèi)濕度數(shù)據(jù)；實驗室工作人員認證采用指紋儀、虹膜、身份證等身份識別工具識別；實驗室診斷試劑、檢測樣品用RFID、掃描碼等識別；實驗室工作場景數(shù)據(jù)包括用攝像頭采集工作人員狀態(tài)、試劑情況、操作流程等；實驗室設(shè)備數(shù)據(jù)包括血常規(guī)數(shù)據(jù)、尿常規(guī)數(shù)據(jù)、微生物數(shù)據(jù)等。
網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)信息的可靠傳輸：實驗室與外界信息傳輸采用有線網(wǎng)絡(luò)包括專用網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)包括移動3G/4G；實驗室內(nèi)信息傳輸采用控制總線、WIFI、藍牙、ZIGBEE等實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，對實時性要求較高的感知數(shù)據(jù)如設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等為及時有效控制采用網(wǎng)絡(luò)專線傳輸。
應(yīng)用層用戶包括專家、行政管理人員、設(shè)備運維人員、信息管理人員等，通過專家系統(tǒng)提供的相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析并進行圖形化的顯示使實驗室或上級機構(gòu)專家可實時監(jiān)控數(shù)據(jù)是否異常，及時進行干預(yù)調(diào)控；通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)行政管理人員可監(jiān)控實驗室每日工作情況包括檢驗項目開展情況、工作量等指標(biāo)，進行有效決策；通過運維系統(tǒng)實驗室設(shè)備管理部門可實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)是否正常，若發(fā)生異常系統(tǒng)自動報警，設(shè)備運維人員可第一時間進行遠程維護或趕到現(xiàn)場處理；通過信息系統(tǒng)信息管理部門可進行大數(shù)據(jù)分析挖掘以支持行政管理部門的決策。
2 與系統(tǒng)連接的實驗室設(shè)備信息采集傳輸及接口標(biāo)準(zhǔn)研制
本物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實驗室設(shè)備信息采集傳輸及接口標(biāo)準(zhǔn)是一個難點。其主要難點在于：首先，該標(biāo)準(zhǔn)需要綜合考慮各地實驗室服務(wù)業(yè)務(wù)的特征。制定的標(biāo)準(zhǔn)必須易理解、易推廣，才能被各地廣泛的認同、使用、推廣。其次，制定的標(biāo)準(zhǔn)必須有良好的擴展性和向下兼容性，否則該標(biāo)準(zhǔn)將不能很好的延續(xù)下去。這種良好的擴展性和向下兼容性不僅僅是業(yè)務(wù)層面的，還是技術(shù)層面的，所以，在制定標(biāo)準(zhǔn)的時候，需要綜合考慮未來實驗室醫(yī)學(xué)檢驗服務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，制定出良好的框架，以方便未來業(yè)務(wù)的擴展，同時能夠兼容以前的標(biāo)準(zhǔn)。因此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定是本項目的重點、難點，也是項目能否成功與否的關(guān)鍵問題。
3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)容災(zāi)備份與安全認證服務(wù)技術(shù)
實驗室質(zhì)控系統(tǒng)涉及到巨大的數(shù)據(jù)存儲和管理，為了能夠保證數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)需采用多種安全保障與備份的綜合方案構(gòu)建高可信的公共服務(wù)體系安全架構(gòu)。首先，在數(shù)據(jù)內(nèi)容的安全加密方面，數(shù)據(jù)傳輸采用SSL加密，用戶密碼采用不可逆的MD5加密算法，信息資源的加密采用不可逆的DSA加密算法；其次，網(wǎng)絡(luò)傳輸方面采用反向服務(wù)器機制，可以在防火墻設(shè)備中同時使用這兩種方式，其中反向用于外部網(wǎng)絡(luò)訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)時使用，正向或包過濾方式用于拒絕其他外部訪問方式并提供內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對外部網(wǎng)絡(luò)的訪問能力。結(jié)合這些方式提供最佳的安全訪問方式；再者，對于數(shù)據(jù)傳輸方面將采用數(shù)字簽名技術(shù)，在基于國際公認的具有商用安全強度的非對稱密鑰算法的技術(shù)上，開發(fā)基于數(shù)字簽名的婦幼健康公共服務(wù)的安全認證體系，以形成統(tǒng)一的、高效的、開放的、安全的、可控的、可認證的信息化協(xié)同平臺的安全基礎(chǔ)，確保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞和交換能夠不被盜取、不被篡改、不被抵賴。
孕前優(yōu)生實驗室質(zhì)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)符合國家重大應(yīng)用需求及產(chǎn)業(yè)扶持政策，服務(wù)于國家免費孕前優(yōu)生健康檢查這一重大民生需求，可提高基層醫(yī)療機構(gòu)的孕前優(yōu)生健康檢查服務(wù)效率和管理水平，為提高人口素質(zhì)改善國民生殖健康水平提供技術(shù)支撐環(huán)境，因此該系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計和推廣應(yīng)用具有極大地現(xiàn)實意義。
參考文獻
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篇12
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述
從“智慧地球”理念到“感知中國”概念的提出，隨著全球一體化、工業(yè)自動化和信息化進程的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)時代悄然來臨[1]。物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是通過運用射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[2]。通俗地說，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。
目前，物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。
RFID（Radio Frequency Identifaction）即射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)由讀寫器、電子標(biāo)簽和天線組成。讀寫器包括固定式讀寫器與手持式閱讀器。
ZigBee技術(shù)是一種新興的低功耗、低成本、高容錯性的短距離通信技術(shù)。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計
3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案
該系統(tǒng)是一個無線傳感網(wǎng)絡(luò)。硬件方面，預(yù)先在每間實驗室安裝門禁控制器、ZigBee無線節(jié)點、溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器。每件實驗設(shè)備、物品，實物實驗報告、作業(yè)貼有RFID標(biāo)簽。每個實驗操作平臺配備手持閱讀器。軟件方面，需要在物聯(lián)網(wǎng)的終端安裝管理系統(tǒng)的軟件。
3.2 系統(tǒng)各模塊功能
該系統(tǒng)由七大功能模塊組成。
3.2.1 管理員登錄
該系統(tǒng)軟件只允許管理員登錄后才能使用，如果不是管理員則需要先注冊。
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)管理
實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的查看和設(shè)置。
3.2.3 使用人員管理
所有人員必須使用身份卡進出實驗室，門禁控制器利用射頻識別技術(shù)識別進出實驗室的人員身份，數(shù)據(jù)庫里能夠檢測到的人員能夠直接進入實驗，而臨時人員需要進行系統(tǒng)登記后才能進入。
3.2.4 實驗室設(shè)置
遠程控制ZigBee無線節(jié)點，對實驗室的基本信息進行日常管理，顯示實驗室的動態(tài)使用狀況。為了能給學(xué)生提供寬松的實驗條件，通過開放實驗室，學(xué)生能夠預(yù)約課余時間來做實驗。如圖1所示，根據(jù)開放日期，查看學(xué)生提交的預(yù)約申請。
3.2.5 實驗教學(xué)管理
（1）教師和學(xué)生考勤管理。當(dāng)教師、學(xué)生進入實驗室，門禁控制器識別身份卡，將進入、離開的時間記錄在軟件上，實現(xiàn)教師、學(xué)生的自動考勤。
（2）實驗項目管理。為了規(guī)范實驗教學(xué)內(nèi)容，需要教師預(yù)先錄入每門實驗課程的教學(xué)計劃、實驗大綱、多媒體教案、基礎(chǔ)實驗項目、綜合實訓(xùn)項目、操作規(guī)程以及實驗示例等教學(xué)資源。學(xué)生隨時可以下載相關(guān)教學(xué)資源進行閱讀和操作練習(xí)，有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
（3）實驗過程實時監(jiān)控。對所有實驗室設(shè)備、物品的狀況進行監(jiān)控，比如實驗過程中，哪些設(shè)備能正常使用，哪些發(fā)生故障。同時還可監(jiān)控學(xué)生的實驗過程，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，教師進行集中講解，提高學(xué)習(xí)效率。
（4）實驗作業(yè)和成績管理。實驗完成后學(xué)生可以通過該RFID技術(shù)將實物實驗報告、作業(yè)或?qū)嶒灲Y(jié)果上傳到系統(tǒng)進行儲存，便于管理員、教師批改作業(yè)、統(tǒng)計分析學(xué)生實驗成績，當(dāng)課程結(jié)束時學(xué)生能夠查看自己每次的作業(yè)成績，以及該門課程的總評成績。
（5）交流討論。實驗前，教師可以通過該模塊向?qū)W生實驗管理規(guī)章制度，布置實驗任務(wù)，與學(xué)生進行實驗方法的討論，增加學(xué)生與教師、學(xué)生之間的互動。
3.2.6 實驗設(shè)備和物品管理
每件實驗設(shè)備、物品貼的標(biāo)簽上載有對應(yīng)的編號、名稱、狀態(tài)、購置日期、維修記錄等信息，實現(xiàn)了信息智能儲存功能。使用人員通過手持閱讀器識別領(lǐng)用的設(shè)備、物品上標(biāo)簽，將它們的基本信息反饋到如圖3所示的界面上，有利于實驗人員提前了解設(shè)備、物品的基本資料，還可以對它們進行定位、跟蹤，顯示使用人員身份，有效地監(jiān)管了實驗設(shè)備、物品的使用狀態(tài)，防止有人將它們?nèi)我饽贸鰧嶒炇?。另外RFID標(biāo)簽還能實現(xiàn)相同或不同實驗室的設(shè)備、物品間進行通信，高效地利用了資源。
3.2.7 環(huán)境監(jiān)測
篇13
1物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是以互聯(lián)網(wǎng)為核心并在此基礎(chǔ)上的延伸和擴展，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，并通過智能感知、識別技術(shù)，進行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)需要射頻技術(shù)，智能感知技術(shù)，無線傳感網(wǎng)絡(luò)，通信傳輸技術(shù)和云技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)來支持。
射頻識別（RFID）技術(shù)：一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它利用射頻信號及其空間耦合的傳輸特性，實現(xiàn)對靜止或移動物品的自動識別。
2物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)在實驗室開放管理的應(yīng)用
2.1實驗室安全方面的管理
實驗室在業(yè)余時間面向?qū)W生開放后，會涉及到安全方面的問題，例如，設(shè)備儀器的安全，傳統(tǒng)的做法是每個實驗室配備一個專職的實驗員，但實驗室開放的數(shù)量增多后，會涉及到人力資源的浪費。如在每個實驗室裝上視頻監(jiān)控，但視頻監(jiān)控有時會因清晰度、角度和設(shè)備故障（如視頻監(jiān)控硬盤損壞）等原因而不能做到實時的監(jiān)控。為了保障實驗室開放后的設(shè)備安全，可以利用RFID技術(shù)，在每個實驗設(shè)備上打上電子標(biāo)簽，只要設(shè)備的RFID標(biāo)簽在實驗室的有效范圍內(nèi)，就可以對設(shè)備的進行動態(tài)的追蹤和監(jiān)控。這個電子標(biāo)簽可以將實驗設(shè)備的具置記錄下來。如果發(fā)生設(shè)備的被盜等行為，而使設(shè)備的位置發(fā)生變化，那么此時電子標(biāo)簽就可以感應(yīng)此行為的發(fā)生，并可以立即通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸，通知管理員，這時管理員就可以做出相應(yīng)的處理。從而保障了實驗設(shè)備的安全。
同時還可以使用RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，來識別進入實驗室人員的情況，包括人員的身份信息、進入的時間、離開的時間等。對比傳統(tǒng)接觸式的門禁，會由于油跡、灰塵等惡劣環(huán)境而容易產(chǎn)生故障，從而導(dǎo)致識別功能的失效。而RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，可以避免這些情況的發(fā)生，RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，具有無需接觸或瞄準(zhǔn)，能在比較惡劣的環(huán)境下工作，無須人工干預(yù)便能識別。傳統(tǒng)接觸式的門禁，每次只能識別一個人的信息，不能做到批量處理，效率低下。而RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，能做到同時識別多人的信息，從而使識別的效率大大提高。實驗室管理人員可以利用RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)功能上的優(yōu)勢，來統(tǒng)計進出實驗室人員的信息，出入的具體時間，從而清楚地，快速地掌握當(dāng)前的實驗室的開放程度和使用狀態(tài)，并以此作為以后的實驗室統(tǒng)籌安排提供依據(jù)。同時，RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)還可以設(shè)置實驗室的分時段開放，即只有某一時段可以使用，其它時段則不開放。
2.2實驗室設(shè)備的管理
實驗室的設(shè)備和儀器種類繁多，有硬件的設(shè)備，也有軟件的，同時也可能包括一些細小的電子模塊。同時每臺設(shè)備的硬件和軟件配置都會有所不同。傳統(tǒng)的做法是使用人工手寫輸入登記管理的方法，這種方法需對每一件設(shè)備的配置進行詳細的記錄，這樣做不僅效率低下，維護和整理起來也不方便，一旦設(shè)備的硬件或軟件有變動，都需重新作出修改，對于實驗設(shè)備數(shù)量龐大的，人工統(tǒng)計不易整理，且效率低下，如果發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，需重新進行人工統(tǒng)計，工作量非常大。
將RFID技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用到實驗設(shè)備的管理上，不僅使設(shè)備的統(tǒng)計效率大大提高，而且能做到實驗設(shè)備資源的合理統(tǒng)籌。使用RFID技術(shù)系統(tǒng)對實驗室的設(shè)備進行管理時，可以將設(shè)備的基本屬性，如設(shè)備的基本軟硬件配置、購置年份、使用期限、使用說明信息等內(nèi)容存儲到設(shè)備的電子標(biāo)簽上，存儲在電子標(biāo)簽的信息，可以通過閱讀器和網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫進行集中式讀取和管理，當(dāng)設(shè)備的基本信息有變更或內(nèi)容發(fā)生變化時，可以很容易修改芯片的內(nèi)容進行修改，并且新的信息可以通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上進行數(shù)據(jù)的更新。
