引言

當(dāng)前，我國(guó)高校的實(shí)驗(yàn)室管理普遍存在信息化程度低、 對(duì)實(shí)驗(yàn)室出入人員的考勤不夠準(zhǔn)確和效率太低，對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi) 部人員缺乏有效的定位以及對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境缺少有效監(jiān)測(cè)和 預(yù)警等問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng) 的高校實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)。

該平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用，通過(guò) RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人員的考勤和定位管理，人員一旦 進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，立刻啟動(dòng)預(yù)警功能。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，包括有毒有害氣體、煙霧濃 度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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(huì)立刻監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)并啟動(dòng)報(bào)警裝置。

1基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1考勤模塊設(shè)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)室入口處設(shè)置一個(gè)考勤節(jié)點(diǎn)，即安裝一個(gè)固定的 RFID射頻閱讀器，這樣進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員佩戴一個(gè)電子標(biāo) 簽(或者集成到校園一卡通)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室區(qū)域時(shí)，閱讀器便會(huì) 自動(dòng)識(shí)讀該人員的基本信息，同時(shí)獲取的信息也將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng) 自動(dòng)傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)的相應(yīng)模塊進(jìn)行登記存儲(chǔ)。將考勤 節(jié)點(diǎn)的刷卡記錄提取到實(shí)驗(yàn)室考勤管理系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中, 經(jīng)過(guò)考勤數(shù)據(jù)分析后，即可查詢我們需要的相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的 學(xué)生個(gè)人考勤報(bào)表或班級(jí)考勤報(bào)表。

圖1所示是本系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)室人員考勤模塊結(jié)構(gòu)流程圖。 整個(gè)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(gè)系統(tǒng)的信息釆集部分，主要由射頻卡、讀寫(xiě)器 和控制器三部分組成；而軟件部分的主要功能包括信息釆集、 基礎(chǔ)信息維護(hù)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(jì)

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人員定位功能將釆用監(jiān)控中心、有線傳輸和無(wú) 線信息檢測(cè)釆集3層網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由圖3可見(jiàn)，本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)共分為3級(jí)。第1級(jí)網(wǎng)絡(luò)是監(jiān) 控中心，由監(jiān)控主機(jī)和報(bào)警裝置組成?？赏ㄟ^(guò)友好的人機(jī)界 面實(shí)現(xiàn)人員的監(jiān)測(cè)及管理；第2級(jí)網(wǎng)絡(luò)是有線數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái), 主要通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控室的數(shù)據(jù)傳輸；第 3級(jí)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信息采集系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)重要據(jù)點(diǎn)安裝RFID 閱讀器。閱讀器天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)來(lái)的射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò) 處理后，提取出個(gè)人信息，發(fā)送到監(jiān)控中心。

3實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警

以數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、管理和設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，配備 相應(yīng)硬件，使用集成開(kāi)發(fā)管理軟件，實(shí)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(cè)數(shù)值經(jīng)過(guò)模擬量通信模 塊轉(zhuǎn)換，集中由電腦主機(jī)管理，通過(guò)配套的管理軟件顯示和 報(bào)告有關(guān)數(shù)據(jù)。

當(dāng)各傳感器測(cè)量結(jié)果超出范圍時(shí)，向手機(jī)或監(jiān)控軟件發(fā) 出報(bào)警信號(hào)，要求管理員處理。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)拓?fù)鋱D 如圖4所示。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)高校 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的人員考勤、定位管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，該系統(tǒng)可以較好地解決高校在實(shí)驗(yàn)室管理中 存在的信息化程度低、安全隱患不能及時(shí)預(yù)警等問(wèn)題，對(duì)于 高校的實(shí)驗(yàn)室管理具有一定的借鑒意義。

圖4實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)拓?fù)鋱D

20211118_6196377dcadd4__基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)