物联网实验室范文

物联网实验室范文第1篇

关键词：物联网；实验室；关键技术；实验内容

中图分类号：TP3；G647 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0060-02

0 引 言

物联网已经在农业、交通、矿山、医院等应用领域取得了显著成果，架起人类社会和物理系统之间沟通的桥梁。教育方面，国家已经批准100多所高校开设物联网专业。这是一个新兴专业，集计算机网络、嵌入式等多门学科及RFID、网络技术、通信技术等多种前沿技术于一体，在多学科交叉、多种技术并存的情况下进行创新应用有一定难度，因此有必要建立物联网实验室同时研究多种学科和技术。有些高校已经开始招生，物联网专业课程如何设置，教材如何制订，专业课程要想达到预期效果，人才培养要想达到创新能力强、知识结构完整的标准，使得与学校开设课程配套的物联网实验室建设也成为迫切需要解决的问题。物联网作为战略新兴产业，在世界范围内发展可谓一日千里，各高校应抓住这一革命性发展机遇，采取多种方式推进高校物联网专业建设，物联网实验室建设更是迫在眉睫，应该作为高校实验室建设的重中之重。

1 关键技术

建设好物联网实验室需要依据感知层、网络传输层及应用层的多种关键技术，如计算机网络、传感器、嵌入式、电子、通信等。

1.1 ZigBee

ZigBee技术在物联网中实现无线通信功能，符合IEEE802.15.4无线标准。低功耗和使用免申请的2.4 GHz频段是ZigBee技术的突出优势。

1.2 RFID技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术多用于具有定位功能的系统中，识别卡有无源和有源之分，识别目标对象的过程中自动化程度高，无须人工干预，操作快捷方便，易于与物联网中其他技术的融合，如WSN。在RFID标准中使用最多的是ISO/IEC14443和ISO/IEC15693。笔者用到的RFID技术实现人员定位功能，涉及有源RFID芯片、读写器及后台数据库。

1.3 网络技术

物联网中的网络技术很大程度上是指物联网三层体系结构中实现数据采集的感知层传感器网络技术。物联网发展早期，曾被称为传感网，可见传感器网络技术在物联网发展中起着举足轻重的作用。传感器技术发展迅速，正朝着微型、智能的嵌入式Web传感器方向演变。在笔者现有的工作中，主要研究传感器网络组织结构及其底层协议，实现理论上的突破和实际应用中的规模化。

1.4 通信技术

通信技术主要是无线通信技术，工作频段为2.4 GHz，可依据各种协议栈实现，如ZigBee 2007/Pro协议栈。

2 主要实验

中国科学院院士姚建铨院士在参观物联网企业时强调要多培养学生的动手能力，让学生亲自上手来真正掌握物联网技术。实现这一要求离不开物联网的相关实验。表1所列是有关高校的物联网相关实验内容。

3 实验室建设的内容

根据学校特点，应建设以科研为重点，全面覆盖感知层、网络层和应用层的物联网实验室。实验室建设内容应满足学生循序渐进的学习过程，既有基础理论认知实验，熟悉组网等各项性能指标，也有信息采集、电路设计能力和设计语言编程能力锻炼平台，更少不了设计创新平台。提高物联网专业学生综合实力，掌握根据实际应用搭建平台、数据采集及通信的思路、方法和步骤，使专业人才有理论，会操作，能创新，具备广阔灵活的就业前景，提高毕业生就业成功率。图1所示是高校物联网实验室建设的主要内容。

图1 实验室建设内容

4 结 语

在物联网实验室建设过程中，要充分发挥主观能动性，主动争取主管部门支持，积极借鉴兄弟院校及企业中与实验室建设方面相关的创新点，采用多种方法扩大物联网概念普及范围，以期得到全校师生的理解和重视。物联网实验室的建设，有助于高校实现产学研一体化，有助于提高学生的创新精神及实践能力，使教师、学生、高校及物联网产业链中的各环节对象共同受益，实现一举多得。

参 考 文 献

[1] 于继明，张燕，蔡琳.高校物联网实验室建设思路[J].科学大众（科学教育），2011（3）：170-171.

[2] 王红梅.浅谈高等院校物联网教育和物联网实验室建设现状及对策[J].太原城市职业技术学院学报，2012（3）：122-123.

[3] 陈华，王姗姗.高职物联网实验室建设初探[J].计算机网络，2012（23）：65-68.

[4] 刘丽，谷照燕.高职院校物联网实验室建设研究[J].教育研究，2013（1）：64-65.

[5] 林莉，陈丽丽.高校物联网实验室建设规划[J].长春理工大学学报，2012（4）：23-24， 58.

[6] 杨从亚.高职物联网专业建设探索[J].职业技术教育，2010（35）：5-7.

[7]梁湖辉.高职院校设置“物联网”专业可行性探讨[J].成人教育，2011（3）：79-80.

物联网实验室范文第2篇

关键词 物联网 专业实验室 创新建设

0引言

在物联网教学过程中，高校大多都是注重理论教学，无法满足物联网行业的发展，对此，许多高校开始设立物联网专业实验室，进行科学整体化的物联网技术认识及实践，提高教师教学及学生学习的效果。物联网试验平台与实验项目的开设，不同于传统实验室的建设，更加的灵活及贴近现展，为避免物联网专业实验室的建设出现传统实验室的“僵化”，本文将对其创新建设进行探究，从而列举实验室建设中出现的问题，并分析出解决措施。

1高校物联网专业实验室的建设现状

物联网实验室建设是近几年才提出来的，很多高校是先申请通过后，拨一笔款交给专业的教师带队，在学校实验楼中划分出一间或几间教室置备所需的实验器材，设立专业的实验项目后再定期进行验收，与其他实验室建设并没有什么太大的不同。就物联网专业实验的内容来看，分为三大层实验，不同的实验针对的方向不同，但是高校的物联网实验室都是进行实验箱等操作，无法与现在的物联网发展进行链接，出现了传统实验建设中的“僵化”现象，虽然有在进行实验并有一定的成果，但却无法有什么突破。无论是感知层实验也好，还是网络层实验也罢，抑或是应用层实验，对于学生的实际动手能力要求都很高，并且其实验内容及过程是很灵活的，通过相应的技术例如WIFY，RF，传感器，M2M等进行融合，对特定的项目或是平台进行探究，一般来说这样的实验室是十分的灵活的，不会出现现在的疲软期，除却实验室建设方面的原因外，高校的师生也是有一定的影响的。

2物联网专业实验室建设的需求

物联网专业实验室是应时代的发展建设的，这意味着物联网专业实验室应该满足时代的一些要求。就物联网专业的特点而言，实验室应该具备多种应用系统，才能够完成相应的实验。物联网是电子，计算机，检测与通信等专业相交的交叉学科，其涉及的领域知识及技术十分的广泛，遥感器，微处理器，嵌入式技术及相应软件技术等都是主要的掌握内容，所以实际的动手能力要求很高。其专业上实验培养要求是将学生培养成熟悉各种技术的专业型人才，所以实验室建设一定要加强学生的动手能力，完善学生的理论知识，使其能够融入社会互联网行业中。

3高校物联网专业实验室建设中的问题

高校物联网专业实验室建设中主要存在三方面的问题，其一是实践能力培养不足，没有针对三层实验进行实验操作培养，基本都是以实验箱为平台进行实验操作，学生对于物联网专业相关的技术认知不足，其实验环节呈现的是“傻瓜式”的，实验参数都是提前设置好的，基本没有什么探究性的实验操作，这对学生的能力培养并没有什么太大的用处。其二是未设立开设性的环境，不具备探究性实验的系统设置，虽然实验室在建设时虽然有提前预留了二次开发空间，但由于高校选修课程的设置及实验箱平台的不足所以无法进行自主型实验及设计，这是高校物联网最专业实验中最大的缺陷，仪器采购系统及实验系统都没有统一的原则及规范性的条例，所以其制度并不完善。其三就是无法建立实验全面的实验系统，无法使学生全面进行认识物联网，存在认知误区对今后的工作产生负面作用，加之实验室的开放性力度不够，无法让学生充分地利用实验室进行实验，大部分的实验室都是有教师占用，进行课程设置，这是传统实验室留下的弊端。

4实验室建O改进措施

就目前物联网实验室的弊端可以看出，高校对于实验室的建设重视度并不高，在物联网教学中也是重理论轻实验。所以为了完成物联网专业实验室的创新建设，第一步就是加强高校对于物联网实验室的建设重视度，这不仅需要高校的建设，还需要政府及教育部门的相关政策，从而加强高校对于物联网专业的重视。其中师资建设也是其中的改进措施之一，物联网的兴起是近几年的事，其专业教师的职业意识与其他专业教师一样是不行的，物联网的教师应该充分认识到实验的重要性，虽然物联网并不是以实验为主的专业，但是实验却是十分重要的，近年来高校的改革对师资建设也存在一定的保留，所以无法全面地提升高校的实践及理论教学效果。由于传统的实验室弊端存在，所以加强物联网师资建设也是现在的重点。其三就是加强云计算等技术的课程实验建设，物联网专业实验跟现代的计算机技术，电子等存在很大的渊源，所以增加现在比较流行的互联网云功能的实验教学尤为重要，实验最好是能够与实际接轨，才能够充分地培养学生的能力，加强其社会竞争力，实现其专业化人才培养的目标。

5结语

综上所述，物联网专业实验室的创新建设不仅体现在IT、M2M等技术认识上，更在于实验内容的更新增加与实验项目的实际化，其管理制度也要增强。

参考文献

[1] 欧阳志友，孙知信.物联网专业创新型实验教学体系建设与实践[J].物联网技术，2013.

[2] 闫春娟.物联网专业实验室的创新建设[J].高校实验室工作研究，2012.

物联网实验室范文第3篇

关键词：物联网；传感器；网络；实验室

中图分类号：TP391

从“智慧地球”到“感知中国”，从新的经济增长点到政府支持鼓励的一系列措施，从国家中长期科学与技术发展规划到各高校、科研院所的研究，都可以看出物联网在当今科学技术领域的重要地位。物联网并非新技术，而是将现有的传感技术、计算机网络技术、通信技术以及自动控制技术等各种技术的高度融合。作为培养市场需求人才的各类高等院校，职业教育院校及培训机构，开设物联网相关专业及课程，或在现有专业中引入物联网技术，建设物联网相关实验室，成为当务之急。本文将从实验室建设的核心理念、特色、内容等方面对感知实验室的建设提出符合我院实践教学需求方案。

1 实验室建设核心理念

物联网实验室在教育行业的地位无容置疑，但目前各个学校实验室的发展存在着偏重单项技能和素质的培养，实验课程实用性不强，并且多为验证性实验等问题。针对以上问题，本文以“把握发展趋势，提高应用能力”为目标，提出物联网信息平台及应用实验室解决方案，其意义在于：提高教学科研水平、提高学生应用能力、促进学生就业、提升学校竞争力，其建设和发展的理念主要体现在：“充分体验、激发兴趣，应用为先、提升能力，三个层次、全面覆盖”。高职学生与普通高校的学生培养定位不同，高职院校主要培养的是应用型人才，以满足经济社会对高素质劳动者和技能型人才的需要，学生对于科研、开发等方面基础相对薄弱，因此，高职院校实验室建设应突出在应用层方向。

2 实验室建设特色

从“智慧地球”到“感知中国”，从“感知校园”到“感知实验室”。所谓“感知实验室”，一方面突出物联网是感知网络，是物与物之间的网络；二是突出学生感知实验室环境，在真实环境下去实践，去学习。在进行感知实验室建设过程中，应该着力改变实验室环境，改变实验建设思路。高职院校的教学重在培养学生的应用能力，在教学中首要问题是要激发学生兴趣，而兴趣主要来源于体验。在实践过程中，应该让学生感知到物联网的存在，而不能空洞的去讲如何去应用，如何去验证，而是当指令发出物体后，能够目睹其结果，让大家感知到网络的作用，电脑、网络和实物联系在一起的效果。因此，物联网感知实验室的建设应该体现“在现实中学习、在开放的环境中学习、在应用中学习”等特色。

3 实验室建设内容

3.1 实验室系统组成

感知实验室由智能安全系统（防盗报警系统、视频监控系统、门锁门禁系统），环境控制系统（制冷取暖系统、通风控制系统、除尘控制系统、智能灯光控制系统）、智能家具控制系统（窗帘控制系统、窗户控制系统、电视控制系统等），智能识别与条码系统、智能供电系统五个子系统组成。

智能安全系统：进行身份识别与认证管理，非法用户进入时报警，刷卡或指纹识别系统进入实验室、开启管理设备，以及对实验室设备及人员动作情况进行监控；以及电子标签识别功能，对室内设备设施出入实验室进行监控。

环境控制系统：利用温度、温度、光等传感器对环境进行全面感知，根据环境探测结果，启动制冷取暖系统、通风控制系统、除尘控制系统、智能灯光控制系统等，对室内环境进行全面控制，以达到理想的环境状态。

智能家具控制系统：通过电脑、遥控器或手机对家电、门窗等进行控制，体验物与物相连的效果。

智能识别与条码系统：对室内设备进行电子标签标注，以便于管理与使用。

智能供电系统：在物联网应用中，网络传输是以传感网络为主体，在传感网络中最大的难题是供电问题，节点分布分散，难以实现有源电源，在实验室内部可采用有源供电。

3.2 实验室系统功能

认知与体验功能：物联网是一个空洞的概念，大家对其非常模糊，通过对整个实验室的体验，可感知到物联网的存在，物与物相连的整个过程以及智能控制的实现，提高学员对物联网的认知能力，明确物联网领域实用性所在。

系统集成化功能：绝大部分物联网实验室是以实验箱或实验台为主体，只能进行模块化的实验，系统集成化低，缺乏关联性。在本实验室中，可进行集成化系统的开发，提供系统化教学方案，能使学员了解系统开发的整个流程，整体设计理念与思想，实用性强。

多功能化：在此实验室内包括智能安全系统、环境控制系统、智能家具控制系统、智能识别与条码系统以及智能供电系统，通过对这些系统的使用与验证性开发，能够培养实用性多方位人才。

三层覆盖功能：利用传感器、RFID进行数据采集，通过无线传感网络进行数据传输，使用电脑、遥控器或手机终端设备进行控制，三层覆盖，实现数据采集、网络传输、终端控制过程系统化。

3.3 实验室系统工作流程

本实验室是一个全面感知、全智能控制的实验室，人员进入时进行身份识别，身份正常允许进入，关闭报警系统，启动供电系统，对室内设备进行供电，进入全面工作状态；感知设备启动，进入全面感受知，对室内环境进行监控，根据环境情况来开启灯光、通风、除尘、排湿、取暖、制冷等相关设备，控制室内环境。

室内人员可通过电脑、遥控器或手机等对室内所有的设备（电视、空调、窗帘、窗户等）进行控制，体验智能控制效果。监控系统对其进行全面监控，保证设备设施安全。

人员离开实验室，智能控制系统将自动关闭实验室，关闭门窗，关闭供电系统，开启警报系统。具体工作流程图如图1所示。

4 结束语

物联网有着极大的发展空间，它必将成为中国及世界经济的一个新的增长点，它将极大地影响和改变着人类的生活方式。目前我国大多数高校，特别是作为直接服务于市场经济的高职院校，物联网专业建设尚不完善，实验室建设几乎都是实验箱式的实验环境。因此建设感知实验室是物联网教学必须的，也是可行的。

参考文献：

[1]梁湖辉.高职院校设置“物联网”专业可行性探讨[J].成人教育，2011.

[2]冯秀彦，朱昊，张红瑞.浅析多媒体技术在远程技术教育中的作用[J].成人教育，2011.

物联网实验室范文第4篇

关键词:物联网;实验室建设;传感器;RFID芯片;探究

自2009年8月总理提出“感知中国”这一物联网建设议题以来，物联网技术连同其在各个领域的应用受到了人们越来越广泛的关注。物联网，被誉为是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息化产业的浪潮。作为互联网、移动通讯网等应用的增长点，将会大大促进信息化的应用，不仅仅可以提高经济效益，还可以为国家的经济发展提供技术动力，为产业行业开拓了又一潜力无穷的发展机会。随着信息技术和物联网的发展和普及，物联网涉及各类产业和人们生活的方方面面，将大大提升互联和智能方面的特性，使实现智慧地球的梦想成为可能［1－2］。物联网技术在高校实验室管理中的应用，综合运用了现均已趋成熟的RFID、WSN技术、智能技术、纳米技术等知识，将实验室中的所有物品，包括仪器设备、办公用品、实验耗材、实验环境、实验人员等，与网络连接起来、与移动信息网连接起来，真正实现实时的远程控制，物联网技术的新时代必将为人们带来生活上、工作上的全新体验［3］。

1物联网技术概念

“物联网”技术是指通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，以有线或无线的方式把任何物品与互联网连接起来，以计算、存储、分析等处理方式构成所关心事物的动态和静态的信息知识网络，用以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络［4］。物联网的用途非常广泛，遍及城市管理、数字家庭、定位导航、现代物流管理、食品安全控制、零售、数字医疗、防入侵系统［5］等诸多的领域。

2高校实验室管理现状

高校实验室管理目标可以分为安全性、高效性、精确性、经济性、便捷性等。目前，高校实验室管理最常用的方法还是主要依赖于相关实验管理人员的定点管理以及实验室制度规章的硬性约束这两大措施，而这需要大量的实验室管理人员并投入巨额的维护经费，通过在实验室管理中应用物联网技术可以大大降低人员费用的开支。

3基于物联网技术的高校实验室管理方案

3.1建立中央处理单元

中央处理单元是整个系统的核心，它要能提供强大的数据分析和处理功能，在以下各个模块间起到桥梁的作用，能将各模块的信息进行实时交换、处理、分析并反馈。通过物联网及其他专业技术将实验室中各仪器设备与中央处理单元相结合，便可实现实验室管理员与仪器设备之间的人机互动:管理员可对仪器设备进行信息更新、维护安检、使用预约以及过程监控等操作;仪器设备也可向实验室管理员报告其实时运作状态、环境安全等。

3.2建立设备管理模块

为有需要的仪器设备安装一个RFID标签，相当于赋予每一台设备一个“身份证”。通过读写装置可以非常方便地读取设备的详细信息，例如，名称、规格、型号、生产厂家、经销商等;还可以通过读写装置写入需要添加的内容，例如，单位、实验室地点、注意事项等。另外，设备的维修保养是相当重要的一个部分，可以随时通过中央控制单元或便携式的读写装置将设备的维修记录详细地标注在RFID标签中，需要时便可十分快捷地获取到维修信息，并且，通过设置中央控制单元，可定期定时地提醒管理人员对仪器设备进行检修。由于每次巡检和维护的结果都记录存储于芯片而且这些信息是不能够随意更改的，这就可以避免如果出现和实验设备相关的责任事故，不能明确人为责任还是设备责任的问题时，使实验设备日常维护工作变得有据可查［6］。设备管理模块大大简化了繁重的入库和检修工作。

3.3建立物资管理模块

实验的进行常常都伴随着实验物资的大量消耗，通过设计相应的物资管理模块，通过传感器等检测装置，一旦实验室中某种物资的存储量低于系统设定的最低值时，该模块将信息传递给中央处理单元，中央处理单元再通过移动网络发送信息至实验室管理员的智能手机、平板等移动终端上，内容包含该种存储物资的剩余数量及所需数量等，以方便实验室管理员及时添加物资或向商家发出补货订单。

3.4建立过程监测模块

实验的顺利进行需要实验人员的正确操作，但实验过程中，往往由于粗心大意等原因造成不可估量的损失，这在电子教学实验室中尤为常见。大量专业知识匮乏的学生经常会因错误的操作造成实验仪器的损坏，例如，过载、欠压等。通过实验监测模块，实验指导者可预置必须要用到的实验元件，如热继电器，通过比较实时操作与预置的情况是否一致，该模块一旦检测到实验人员在实验过程中未接入该元件或连接错误时，会自动断开使电路无法运行避免造成仪器损坏，并将信息反映给实验指导人员，方便找到错误原因且及时更正。这将大大提高仪器设备的使用寿命，省去大量的维修及购买经费。实验过程数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者，实现实验教学的数字化、网络化与智能化［7］。

3.5建立人员监测模块确保进入实验场所人员的安全有序是实验室管理的重要环节。在实验室入口处安装一个固定的RFID射频阅读器，并给相关的师生配备一个电子标签(电子标签可进一步设计与校园一卡通集成)，这样一来，当师生进入实验室时，阅读器便会非常方便地读取该人员的基本信息，例如，姓名、学号、联系电话等，同时相关信息也将通过物联网发送至中央处理单元登记存储。若需要相关考勤的记录，便可通过中央处理单元调用数据库中的记录，非常快捷的导出考勤表等详细内容，省去了大量烦琐的签到工作。而该模块一旦监测到非授权人员擅自进入实验室时，便可立即发出警报并发送信息至实验室管理人员的移动终端，管理员便可第一时间采取应对措施，这对于需要重点保护保密的实验室有非常好的效果。

3.6建立环境监测模块

不少实验室对于实验环境有着不低的要求，而环境监测不光可以帮助实验顺利进行，还可以在出现安全问题，如火灾、漏气等情况时第一时间启动应急措施。环境监测模块可以安装温度、湿度、气体、光电传感器等，并与110联网，通过中央处理单元的反馈，中央处理单元或实验人员即可做出相应的控制。而该模块一旦监测到实验室出现火灾、漏气等险情时，中央处理单元将立即启动消防系统并报警，同时发送信息至实验室管理人员的移动终端，使安全问题在第一时间得到有效控制。

4结束语

本文通过构建一个基于物联网的模块化设计实验室管理平台，来实现高校实验室内的硬件管理、人员检测及安全监测等内容，该系统可以较好地改进高校在实验室管理中存在的信息化程度低、管理工作繁重复杂等问题，对于高校智能实验室建设具有一定的借鉴意义。

作者:徐晓坷 陈惠明 李玉荣 单位:南京林业大学

参考文献:

［1］黄峥，古鹏.物联网实验室建设研究与探讨［J］.实验技术与管理，2012，29(2):191－195.

［2］朱勇，张昕明，王宁.基于射频识别技术的物联网专业综合实验研究［J］.实验技术与管理，2012，29(6):17－19.

［3］ZORAIM.FromToday'sInternetofThingstoaFutureIn-ternetofThings:aWirelessandMobilityRelatedView［J］．IEEEWirelessCommunications，2010，1536－1284:44－51.

［4］杨刚，沈沛意，郑春红，等.物联网:理论与技术［M］.北京:科学出版社，2010，5.

［5］徐迪威，蔡建新.物联网及其应用剖析［J］.计算机工程与应用，2011，47(15):229－231.

［6］魏衍亮.国外企业对医疗RFID芯片的专利化经营及其借鉴［J］.自动识别技术与应用，2005(3):36－37.

物联网实验室范文第5篇

【关键词】物联网；检测/校准实验室；信息化管理

1.引言

物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感器设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。物联网的定义包含了两重意思：第一，物联网的核心和基础是互联网；第二，用户端从互联网延伸和扩展到了物与物之间的信息交换和通信[2]。

物联网通过大量的传感器、RFID、二维码等信息源，获得实时性、周期性的数据信息，实现全面的感知，并利用云计算等对海量信息进行分析、处理，对物实施智能化控制和管理。

在2009年总理提出“感知中国”[3]以来，物联网受到全社会的极大关注，物联网行业快速发展，相关技术不断成熟。在国内，基于RFID的一卡通、物流、门禁、考勤等系统，大大方便了我们的生活。

检测/校准实验室是按照检测和校准实验室能力的通用要求[4]建立并运行，从事按照规定的程序/条件，为确定给定产品的一种或多种特性/量值，进行处理或提供服务所组成的技术操作等相关工作。检测/校准实验室作为检测/校准的服务机构，为我国的国民经济提供有力的支撑和保障。

同时，为了提高实验室自身检测/校准水平，保障结果报告的有效性、准确性、真实性，更需要依托物联网的感知、协同、控制等前沿技术，保障检测/校准环境、优化实验仪器设备的配置、实时监测实验仪器与实验样品的运行等。

2.检测/校准实验室的现状和不足

目前，我国检测/校准实验室基本上已经建立起内部办公网络、检测检验信息查询系统、GSM短信系统、安防系统、门禁和考勤系统、仪器设备电子台帐、实验样品电子标签管理系统等，基本上实现了信息化。但这些信息管理系统只是针对单独某一项事务，无法对实验室的实验环境、仪器设备、实验样品、现场人员、库房等进行综合信息管理。

实验室门禁和考勤系统未与外来人员管理相结合，检测/校准实验室的人员除了实验室内部人员外，还包括送检厂家人员、现场咨询人员等，根据检测和校准实验室能力的通用要求的规定，实验室不允许与检验无关的人员进入，外来人员或者客户进入检验室，必须在保证其他客户机密的情况下经相关部门同意后，在有关人员陪同下方可进入，不允许外来人员单独滞留在检测场所。但现场管理中很难杜绝实验室外的人员不经意间闯入实验场所，甚至影响实验的正常测试结果。

仪器设备和样品管理大多采用手工贴标，然后录入的方式管理，这种方式效率低、准确性差，不能动态管理。同时，实验仪器设备在实验室内的不同房间内的分布离散、管理难度大、维护保养不及时，信息获取被动，对设备数量和种类繁多的实验室，管理人员无法快速寻找设备。许多实验设备还经常被外借或私自挪用，往往不按时归还，增加了实验设备的管理难度和管理成本。且实验设备的说明书等信息均是纸质的，易丢失、易破损，不易管理和查询。

由于实验样品的流动性、形状不规则性、检验流程的多样性、入库及出库的不确定性等原因，实验现场和库房管理已经是令各个检测/校准实验室头痛的问题。

实验室进行检测/校准服务时，对实验的温度、湿度、照明等环境控制具有严格的规定，现在基本采用手动控制方式，控制精度差，易受到外部干扰超出控制范围。实验室的照明、设备供电、大型设备开关无法实现自动调节，资源浪费严重。

送检厂家及人员对送检进度需实时了解，而现在基本上是实验人员测试后手动输入到对外的信息查询系统后实现，这种方式不但不能实时更新送检进度，而且增加了实验人员的工作量，且容易误登记、漏登记。

3.基于物联网的检测/校准实验室构建

在实验室原有内部局域网的基础上设置数据服务器、Web服务器、实时通讯服务器及外网出口等后台网络层系统，增加射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、状态传感器等感知层设备，新建或改造环境控制、检测检验信息查询、GSM短信、安全防护、门禁和考勤、仪器设备状态识别与控制、实验样品状态识别等应用层设施。并通过对系统数据整合，导入特定的检测检验程序、文件流转控制程序等，可实现是整个实验室的物、人、环境、实验流程、实验过程、实验结果的全面管理。具体见图1。

3.1 实验仪器设备管理

针对现有仪器设备管理的不足，建立仪器设备的动态信息库，见图2。

将实验仪器设备加装RFID标签或者传感器，对实验仪器设备进行定位，必要时可采集仪器设备的运行状态，当仪器设备发生异常时，可自动报警并通知专人处理。对一些具有危险性的实验设备或检测过程，实验人员可进行远程操作实时采集实验数据。同时所有数据均上传至数据服务器存储，实现实验数据的长期持续获取。

3.2 人员管理

将实验室的各个房间或者区域按照对外来人员的允许进入程度分类，对实验室内部人员及外来人员分级管理，某一级别人员只能进入其相应级别的区域。当其进入未被允许的区域时，传感器会自动报警，并将信息传送给相关人员处理。同时，结合门禁系统和考勤系统，形成完善的人员管理机制。

3.3 实验环境管理

对实验室重点区域的温度、湿度、照明等信息实时采集，当某区域的某个指标趋近实验要求的限制值时，应报警并开启相应的处理设备进行处理。譬如，1号实验室的温度趋近实验环境要求的上限值时，系统会自动开启1号实验室的制冷设备或加大其制冷能力，并将信息传送给环境管理人员、安全管理人员及在1号实验室进行检测的检验人员处理。

3.4 实验样品管理及送检进度状态信息化管理

在实验样品加装RFID标签或条形码的基础上，在应用层导入实验样品的检测流程及流转过程，设置流程节点，每个节点完成后，可经过激光扫描等触发方式使检测流转至下一节点，所有节点信息可向相关负责人和客户并在数据服务器存储，实现相关负责人及送检厂家对送检进度的实时查询。样品入库和出库时设置节点，使库房管理人员对库存样品有实时和动态的掌握，同时对库存样品（送检厂家来不及领取或实验室有留样要求的情况）与其对应的检测报告/证书领取等信息整合，可以实现对需出库样品进行预先管理。

3.5 实验室安全防护管理

可在实验室布置红外及烟温探测节点实时监测，对于档案室等重点监测部位可适当密集不知探测节点，监测参数一旦超出正常值，即可启动消防装置和防灾隔离装置，并将异常位置和异常信息传送至管理中心，实时报警，并通过通讯服务器传送至实验室安全管理人员及主管领导。

4.数据挖掘应用

在实现整个实验室全面监测管理的基础上，可以深层挖掘数据，对数据进行分析、归纳、处理，可以对实验室的内部管理有质的推进。

比如：根据实验仪器设备的使用频次和开机时间的统计，可以评估是否需要增加实验仪器；根据实验仪器设备的使用地点统计，可评估实验仪器的最佳存放地点；根据不同实验仪器设备的平均无故障时间，可以对比不同厂家及型号的仪器设备的优劣，为后续的设备采购提供数据支撑。

同理，根据实验样品在送检过程中的流转路线进行统计，可以优化样品检验流程及检验流水线的配置；根据实验样品各个检验节点的流转时间进行统计，可以分析各个环节及不同检验人员对送检周期的影响等。

5.结语

随着数字化与智能化时代的来临，检测/校准实验室基于物联网技术管理是发展我国现代检测/校准业务实验室的必由之路，对推动我国实验室管理的规范化、高效化、智能化起到重要的作用。

当然，海量数据传输拥堵或故障、传感网络的可靠性、电磁干扰等潜在的风险[5]，也是基于物联网技术的实验室管理中所必须应对的。

参考文献

[1]Lu Yan，Yan Zhang，LaurenceT Yang，Huangsheng Ning.The Internet of Things：From RFID to the Next Generation Pervasive Networked Systems[M].New York：Auerbach Publications，2008.

[2]吴峥，周春月.基于物联网的智慧实验室[C].第十七届全国青年通信学术年会论文集，2012：206-209.

[3].政府工作报告[N].人民日报，2010-03-04.

[4]GB/T 27025-2008检测和校准实验室能力的通用要求[S].

物联网实验室范文第6篇

关键词: 物联网 实验室 ZigBee无线网络技术

一、物联网的定义及发展

“物联网”(Internet of Things)指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网是一个未来发展的愿景,其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。能够实现人在任何时间、任何地点、使用任何网络、联系任何人或物,以达到信息交换的自由。

目前,世界各国都在物联网研究方面投入巨资,我国也不例外。早在10年前,中科院就启动了传感网研究。现如今,物联网更是被提升为国家战略,已进入快速发展时期。总体来看,物联网发展已成为国家层面技术及产业创新的方向之一,重视物联网的研究和开发,推进物联网产业化、规模化发展的技术环境已基本具备。物联网技术的发展带动了经济社会形态、创新形态的变革,推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新形态的形成。

二、ZigBee技术的优势及应用

ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。IEEE802.15.4和ZigBee从一开始就被设计用来构建包括恒温装置,安全装置和煤气读数表等设备的无线网络。这是由其主要技术优势决定的:

(1)数据传输速率低:只有10k字节/秒到250k字节/秒,专注于低传输应用。

(2)功耗低:在低耗电待机模式下,两节普通5号干电池可使用六个月到两年,免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势。

(3)成本低:ZigBee数据传输速率低,协议简单,大大降低了成本,且免收专利费。

(4)网络容量大:每个ZigBee网络最多可支持255个设备。

(5)时延短:通常时延都在15毫秒至30毫秒之间。

(6)安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法。

(7)有效范围小:有效覆盖范围10~75米之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。

(8)工作频段灵活:使用频段为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国),均为免执照频段。

一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗及系统成本都在增加。相对于现有的种种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点,也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。

三、物联网实验室建设方案

高职院校自主研制物联网实验室,应主要包括温度传感器节点、多媒体传感节点、RFID节点,以及多种传感器节点实验室。搭建物联网融合实验室,包括网络传输节点、传感器节点、数据处理和控制节点,实现完整的物联网系统功能。另外还可以与不同行业的相关企业合作,建立校外实训基地。

1.系统硬件设计

系统硬件,通过上位机向串口发送命令到协调器,协调器接收到数据后,分析并将命令再发送到受控的智能终端控制其动作,最终完成要求并返回终端的状态信息。各种实验室设备可在信息交互的基础上实现互相操作,相互协作和远程控制的功能。系统创新性在于提出了万能联动功能,即任何传感器可以和任意执行器之间产生联动。温湿度传感器可以联动打开空调,或者打开除湿器;入侵探测器报警可以联动打开灯光;光照传感器将检测到的光照强度来判断是否打开照明灯,或者打开电动窗帘等操作。

2.系统软件设计

本系统开发环境是IRA7.30B,采用的协议栈为TI的Z-STACK。系统将解调器通过串口和上位机相连,通过人机交互的方式对实验室的传感器和环境参数进行采集。必须知道每个传感器节点的网络地址,这就需要每个传感器设备在加入网络后把网络地址发送给协调器,协调器收到传感器的网络地址后建立地址表存储起来,以便用户要求采集数据时依据地址表来采集每个传感器的数据。

(1)协调器节点软件设计

ZigBee协调器在运行之前需要配置相关的网络参数和设备参数,供后面使用。在加电之后,ZigBee协调器首先应当扫描信道,选择合适的信道和网络标识建立网络,然后允许其他设备加入网络,到这里ZigBee协调器的初始化工作结束。进入正常操作状态之后,zigBee协调器需要管理网络中的设备,包括处理它们的加入和离开;ZigBee协调器需要处理来自其他设备的绑定请求,为不同设备之间的数据转发建立相关绑定信息;它还需要能够处理各种设备和服务查询请求;还需要能够发送和接收数据。

当协调器收到信息时,根据数据的第1个标识字符来判断是传感器的网络地址还是传感器采集的数据。若是传感器的网络地址,则把该网络地址存储在地址表里,然后把网络地址通过串口发给上位机,由上位机做进一步处理;若是传感器采集的数据信息,则需通过标识符进一步判断;如果用户是数据采集请求,则把该数据显示给用户。当用户通过上位机监测系统发送数据请求时,传感器的网络地址会通过串口发给协调器,协调器根据该网络地址进行数据采集。

(2)传感器节点软件设计

设备上电后将扫描信道,加入合适的PAN网络,加入网络后将把16位网络地址发给协调器。设备工作时将周期地轮询路由器,看是否有采集数据命令信息。若有,则采集数据并把数据发给协调器,否则继续侦听信道。在进入正常操作状态之后,ZigBee终端设备往往只是简单地发送和接收数据,它们并不处理网络管理等功能,大多数时候都处于休眠状态。

在建立这样一个平台后,我们便可以依照研究目的的不同,更改传感器及应用程序,为进一步的无线传感器实验室建设打下坚实的基础,推动物联网技术的发展,真正地实现“物物相连,感知世界”。

参考文献:

[1]郎为民.大话物联网.人民邮电出版社,2012:05.

物联网实验室范文第7篇

关键词:物联网;实验室;管理

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)21-5741-02

Laboratory Management Based on the Internet of Things

WANG Jin

(Guizhoou Industry Polytechnic College, Guiyang 550008, China)

Abstract: This article describes the traditional management of university laboratories drawbacks exist, through the use of advanced RFID technology to improve things networking laboratory management, to the basic data on the experimental materials, experimental procedure and experimental equipment to conduct full life cycle system management. Ultimately reduce labor intensity, improve operational efficiency.

Key words: the internet of things; laboratory; management

实验室建设是高校教育事业赖以生存和发展的前提,实验室物品是高校实验室建设的重要内容,因此,实验室物品管理的好坏将关系到高校教育质量能否得到保证,加强实验室管理是教学和科研顺利开展和完成的重要保障。[1]

一般来说,实验室人多,物品多且杂,长期以来,实验室物品都是依靠手工建立台帐、标签等来进行管理,效率低下,容易出错,更新困难,而且不便于使用计算机软件管理,更不便于使用互联网来进行动态的管理。借助先进技术进行实验室物品管理是解决这一问题的最好途径。物联网技术就是这样一种解决问题的先进技术。

1 物联网技术概念

物联网概念的定义有很多种,根据其具体含义概括如下:“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念,即“物物相连的互联网Internet ofThings”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。其定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接。进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。其由全球产品电子代码(EPC)、射频识别系统以及信息网络系统三大部分组成。[2]

射频识别(RFlD),是一种利用射频非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预,可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。通常RFlD系统包括三个部分:电子标签、阅读器、数据处理平台、系统软件等。

RFlD系统的工作原理是:RFlD标签进入读写器发出的电磁射频信号后,通过自身藕合电路感应获得能量读取存储在芯片中的产品数据信息(被动式标签),或者通过自身储电设备中的能量主动发送某一频率的信息(主动式标签),阅读器读取标签所发送的产品信息并解码后,送至计算机进行数据处理。

2 基于RFID技术的实验室管理

2.1 实验物品基本信息管理

传统上,我们获知实验设备或者耗材相关信息的方式都是通过产品说明书得到。这种纸质的说明书容易丢失、污损。而且限于篇幅,此类说明书大多较为简略不利于实验操作。如使用RFlD系统系统对实验设备进行管理,可用电子标签将实验物品的基本属性和帮助化信息等内容存储起来,通过阅读器即可方便地获取实验物品的基本信息并可通过网络进行管理。这些基本信息包括型号、规格、单价、出厂日期、设备号、使用单位、使用地点、维修纪录、生产厂家等多种信息。传统的纸质标签就无法将全部信息表示,且当部分内容变化时(如使用地点),无法更改标签信息,只能重新制作标签。不但费工费力,还会造成标签内容和数据库记录的不一致,导致管理混乱。统一使用电子标签后,每个仪器将带有一个具有存储芯片的模块,上述所有的仪器信息将全部存储在模块中。当仪器的内容发生变化时,用手持读/写卡器将很容易地修改芯片的内容,完成电子标签内容的更新,同时新的信息可自动通过手持机发送到仪器管理服务器进行数据更新。还可以使用手持式RFlD阅读器对实验室中低质耗材进行快速而准确的盘点操作,大大减少传统盘点中出现的遗漏等差错,减少盘点所花费的时间,提高盘点的质量。

2.2 实验过程管理

使用RFlD系统可以对实验设备进行实时的跟踪管理,如许多实验设备常用于演示教学,会被借出到不同的教室使用。如不能动态地掌握这些设备的流向,指定合理的分配方案,会导致不必要的冲突。传统手工方式的管理就会因为不能及时掌握设备流向而出现此类问题。现在只需在每个实验室出入的门上要安装门禁模块,这个模块包括了读头和联网接头,模块重要的功能是自动扫描进出门的实验物品,并将其时间,进出房间号等信息直接发给管理计算机。这样,当带有电子标签的实验设备进出实验室时,就会被门禁模块扫描到,并将该信息通过网络传输到管理计算机。就可实时反映在网络上。运用此技术还可以为实验设备预定若干安放位置,并可将当前位置与预定位置相比较,并设置报警,可防止私自挪用或意外情况发生,达到全方位、实时有效监管。RFID电子标签存储容量大,目前典型的数据容量可达兆字节,且可以重复读写,这就为随机存储实验设备的技术档案提供了可能。这样,通过手持式RFlD阅读器就能在实验时读取实验步骤、操作要点、使用帮助等,帮助实验者正确地完成实验。与相关技术结合,可实现对实验设备使用的动态控制,当使用不当时能自动警告并中断实验过程,避免不必要的损失。实验者可以远程控制异地纳入物联网的实验器材:实验过程数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

2.3 实验设备信息生命周期管理

正常维护巡检对于保证实验设备的完好是至关重要的,传统的维护巡检往往缺乏计划性,较为盲目,一般只是在实验结束后进行,而设备规定的维护时间间隔也要靠设备维护人员自己掌握,往往不能够做到较为严格。通过应用RFID系统可以使设备巡检、维护变得简单易行,这样可以对实验设备巡检维护的次数,同时由于每台实验设备上的电子标签都存储有设备的大量信息以及维护维修的情况,这样可以在现场就可以明确该设备的使用情况,大大缩短维护巡检的时间,提高维护巡检的工作效率。设备维护巡检后的信息在现场可以录入手持机,同时存储于设备上的电子标签,这样不仅节省了人力物力,也同时提高了实验设备使用效率。并使学校用于设备维护的成本降低。应用射频跟踪自动识别管理系统,由于每台设备上都附有射频芯片,可以储存大量的设备信息,同时还有每次维护、维修、巡检的相应记录。这样可以预防由于不确定原因造成原设备建档档案损坏和遗失造成的设备信息资料的丢失的损失。而且每次巡检和维护必须做到对每一台实验设备的情况进行了解维护,并作相应的信息存储操作,这样可以避免对设备巡检和维护工作的疏漏。由于每次巡检和维护的结果都记录存储于芯片而且这些信息是不能够随意更改,这就避免如果出现和实验设备相关的责任事故,不能明确人为责任还是设备责任的问题,使实验设备日常维护工作变得有据可查。[3]

3 结束语

教育事业的发展,将使得实验室的数量和规模不断扩大,实验物品的种类和数量不断增加,将会加大实验物品管理上的难度。借助物联网技术,通过RFID技术和计算机网络技术的完美结合,将可以使得以前琐碎、复杂的手工管理转变成为简单、轻松的自动化管理模式,极大的减轻了劳动强度,提升了工作效率。

参考文献:

[1] 周新力.高校扩招后加强实验室物资管理的措施[J].邵阳学院学报(自然科学),2002(1).

[2] 谈峰.基于RFID技术的物流跟踪系统研究与实现[D].浙江大学计算机科学与技术学院硕士学位论文,2008.

物联网实验室范文第8篇

国外金融危机引起的增长低迷还没有消退，但大量围绕电力、通信、交通、环境的智慧型基础设施依然加紧实施。基础性的关键技术研究不断进步，如美国加州大学、麻省理工学院、奥本大学、宾汉顿大学、克利夫兰大学等在极低功耗无线传感网络、自组织传感器网络、传感器网络系统的应用层设计、基于IP的移动网络和自组织网络方面、结合无线传感器网络等方面开展研究，新加坡国立大学在无线传感器网络方面进行研究，物联网标准也在加快研究。另外，RFID技术、GPS/GIS技术的应用持续升温，IPv6、M2M、3GPP等技术的研究渐趋成熟，近距离无线通讯、传感器网络、泛在网络等网络技术也随物联网技术应用而快速成长，这也显示了物联网技术研究的不断进步。国内最早于1999年启动传感网工程，由中科院对物联网技术工程项目进行专门研究。近年来有更多的科研院所参与了物联网的研究，在物联网无线传感器网络节点方面研究突出的有南京邮电大学的UbiCell系列节点、中国科学院计算技术研究所的GAINS系列节点、香港科技大学的无线传感器网络节点；在无线传感器网络的软件及平台方面突出的有：南京邮电大学无线传感器网络研究中心开发的基于移动的无线传感器网络中间件平台、南京邮电大学的无线传感器网络集成开发平台MeshIDEMeshIDE、中国科学院宁波计算所的无线传感器网络分析与管理平台。在物联网理论研究方面提出许多具有创新性的想法的有，南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学。归纳总结上述研究不难看出，第一类属于基础性研究，如标准、节点、网络、平台等等，这类研究会对今后物联网应用提供支撑；第二类属于技术应用研究，如RFID、GPS/GIS、IPv6、M2M、3GPP等等，技术比较成熟，但更需要要研究整合应用；第三是理论方面研究，也有待于实践的验证。然而，上述三方面都不属于完整的物联网系统研究，该课题正好是要从一个完整的物联网出发去对物联网系统进行研究。

二、研究目标和内容

课题的研究，是根据智慧实验室建设的环境对感知、控制的具体要求以及使用人的功能要求，研究设计在小规模试验的环境下建立一个可供体验、实训、研究的物联网技术支撑平台及网络架构。1.研究智慧实验室建设传感网网络架构，根据新校区智慧实验室建设，各智慧教室的空间分布情况及功能分布情况进行相关的研究设计，提出完整的传感网网络架构方案。2.物联网技术支撑平台，研究传感及控制系统集成模块、管理系统模块及智能处理模块三个部分集成为一个整体的物联网，构成物联网技术支撑平台方案。该课题研究的核心内容是由感知及控制系统集成模块、管理系统模块及智能处理模块三个部分集成后形成的物联网。该系统不仅将三个部分叠加到一起，还将三个部分有机的集成，特别是智能处理模块要达到智能化的功能，要随时访问另外两个模块的数据，并根据访问的数据分析处理做出准确的判断，输出控制信号到控制系统交给执行机构执行。因此，要解决的重点问题是构成由三个系统模块组成的有机集成系统——物联网。要突破的难点问题是如何按照智慧实验室建设环境下对感知、控制的具体要求及使用人的功能要求，设计出有机集成的三个系统模块方案，并使其达到功能要求的智能化。

三、研究方法和实施步骤

1.准备阶段，完成课题研究方案的设计、论证与申报；确定课题组成员及其分工，建立课题研究网络，完善课题管理办法；进行课题支撑理论的学习与培训，制订课题实施预案；建立原始档案。2.设计阶段，根据初步方案进行系统的设计，系统设计中修改初步方案中不合理的内容，确定实施方案。3.编程阶段，根据实施方案设计数据标准、底层数据库及三个模块的程序流程图，并建立系统模型；根据设计阶段的实施方案中标准、数据库及程序流程图，并依据模型进行三个模块的系统编程。4.调试阶段，三个模块分别编程，并且相互连接，以及进行相应的模拟仿真调试；在仿真调试没有问题的情况下，分块连接各智慧教室设备进行分别调试，对照前述的功能及关系进行系统集成调试。5.总结阶段，系统分析过程资料，提炼、整合研究成果，撰写课题研究工作报告和结题报告，形成课题成果。6.前期研究及资料准备，从2009年起，我校对物联网系统开始进行研究，并主持2011年的校级重点课题《关于物联网发展方向的跟踪及相关专业设置的研究》，成果之一就是物联网智慧校园体系结构的设计。团队根据对物联网研究的成果、对物联网发展方向的研究及物联网人才需求的调查研究，成功申报了贵州商专物联网应用技术新专业。课题成果构成实训中心物联网技术的应用系统方案，该课题的后续课题可升级为学校实训中心系统，在前面的基础上升级为智慧校园系统。主要用作物联网应用技术专业的实训系统，同时也作为亮点供校内外师生体验物联网的概念，还可作为物联网研究的系统平台。

物联网实验室范文第9篇

【关键词】物联网高校实验室建设

一、关于物联网实验的建设目标

高校的物联网实验室目前基本上存在以下三个问题：（1）学生亲手实践的空间较小，难以培养自己独特的创新能力；（2）学生易走进物联网认识的误区，因为借助不了实际应用的物联网实验系统；（3）缺乏开放的实验室管理制度。

二、高校物联网实验室的建设构想

在建设高校物联网实验室时从以下三个问题来入手：（1）解决学生亲手实践的空间较小，难以培养自己独特的创新能力的问题。现在在高校普遍存在的问题是，学生的亲手动手实验的条件被大大地限制，一般专业课的实践都是借助实验箱来作为实践平台。这类的傻瓜型实验，学生刚开始时可能会引起一些兴趣，但是这种感觉不会维系很长时间，长久下去学生的创新思维与能力就会被淹没。（2）避免学生因为借助不了实际应用的物联网实验系统，而走进物联网认识的误区。目前，在理想的物联网实验室建设技术上，还没有一套完全健全、成熟的技术方案。比如说像物联网中同步性和安全性问题、寻址问题等都没有得到较好的解决，始终成为了阻碍物联网实验室的开发和设计。（3）建立合理开放的实验室管理制度。高校实验室并不是对学生无条件地开放，一般多为教师所用，这也是教育心理学上的一个弊端。高校安排的实验教师在等级、薪资待遇、升值机会等方面都不如教师，这就导致了实验室工作管理人员不会上心，失去了认真工作的动力。

三、高校物联网实验室的建设内容

3.1构建多层次的实验体系

物联网是一门联系到物理、数学等基础性学科和无线通讯、计算机网络、RFID等专业性学科等诸多知识交织在一起的交叉性的学科。因此要想完全学好或是教好这门学科并不能仅凭单独的一两门课程的知识，在外部条件下必须依赖于设备优良的实验室器材和实验环境。所以建议设计一套科学的课程群实验的新体系，这样便于学生在理解和掌握物联网等理论知识的同时，更好地掌握其技术性的原理以及操作细则，更多那个计划足额生在动手动脑过程中迸发的创新性思维。

3.2科学性的物联网管理和实验系统配置

这项改革主要是将物联网管理分成两大部分，一是由教师们组成的教学团队，二是有由长期从事试验系统配置和设计的工作人员组成的科研团队。让两者分清自己的工作任务，相互之间合作共赢，一起管理和运用好物联网实验室。另外，关于器材的申报任务就叫可科研团队中的有经验的工作人员统一定制，并取得教学团队成员的商量与意见。最后设备的管理和维护还需要所有人共同的努力，学生于老师都有义务保护好自己的实验室，我各自的学习和工作共同营造优质的环境。

3.3努力争取实验室提供开放的机会

实验室内的仪器虽然贵重，但是长期搁置不用也就浪费了大好的资源。传统的实验室开放管理制度明显满足不了学生的需求，所以建议倡开将开放时间定义为是实验时间和实验内容的开放。也就是说当学生未能完成自己的实验任务可以在实验室内继续重做，另外，开放的内容比一定是老师硬性规定的，可以依据各个学生自己的情况，选择自己薄弱的实验课程。

四、高校物联网实验室建设对教学的意义

作为一项开放性实验教学，同时也作为一项新的教学模式，物联网实验室的教学效果还不能够完全体现出来。但是我们相信随着今后教育体制改革的不断深入，像物联网实验室这类的开放式的教学模式一定会成为教学的主流方法。

五、结语

总而言之，想要管理好高校的物联网实验室并非一朝一夕能够完成的。它涵盖了操作人员的综合素质高效管理制度、学科设计等诸多相关的复杂问题。所以，建设完备的高校物联网实验室还需要我们的共同努力，坚持严谨科学的创新精神一定能取得最后的成功。

参考文献

[1]孟力，卢祁.物联网―――战略性新兴产业.中国仪器仪表，2010，10：21-25

[2]丁轲，李广录，等.地方高校实验室管理存在的问题及改革对策.实验室科学，2010，13（5）：135～138

物联网实验室范文第10篇

关键词：物联网；语言实验室；管理模式

Research on language lab management mode based on the internet of things

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

语言实验室是培养学生外语听、说、读能力的重要场所，语言实验室的管理水平直接影响外语教学设备资源效益的发挥，关系到高校外语教育质量。因此，加强语言实验室的管理是外语教学、科研顺利开展的重要保障。长期以来，语言实验室都是采用人工管理的方式，效率低且容易出错，在实验室环境卫生保持、设备运行状态监测、设备故障责任追踪、设备安全保障、学生出勤情况统计等方面尚存在不少亟待解决的问题。考虑借助物联网这一先进技术对语言实验室进行管理，达到解决当前语言实验室管理中种种难题的目的。

1 物联网的内涵

物联网(The Internet of Things，简称IOT)指将各种信息传感设备，射频识别装置、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等装置与互联网相结合而形成的一个巨大网络，从人与人之间的连接沟通扩展到人与物、物与物之间的连接沟通。物联网可以让设备终端与网络连接起来，进行信息交换和通讯，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，主要有由全球产品电子代码、射频识别系统和信息网络系统三大部分组成。

在这个网络中，物品之间无需人的干预就能够进行“交流”，其实质是利用一种能够让物品“开口说话”的技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享，而RFID正是这种能够让物品“开口说话”的技术。在“物联网”构想中，RFID标签中存储着规范且具有互用性的信息，通过无线网络自动采集到中央信息系统，实现物品的识别，进而通过开放性的互联网络进行信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

物联网运行过程可分为三步：

第一步：标识物体属性，包括静态和动态属性。静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测。

第二步：物体属性读取和转换。识别设备实现属性读取，并将属性信息转换为适合网络传输的数据格式。

第三步：信息的传输和计算。物体信息通过网络传输到信息处理中心，信息处理中心实现相关计算。

物联网充分将新一代IT技术运用到各行各业之中，将感应器嵌入到电网、铁路、桥梁、供水系统和油气管道等各种物体中，然后将之与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。在这个网络中，能力超强的中心计算机群能够对整合网络内部的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制，在此基础上，人类能够以更加精准和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”的状态，进而提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然的关系。

2 基于物联网的语言实验室管理模式

物联网能够实现人类社会与物理系统的有效整合，能够实现对整合系统内的人员、设备进行实时的信息采集和管理控制，可以对系统内的行为进行动态追踪，极大地提高了系统的自动化、智能化程度。语言实验室的管理是一个复杂、系统的工作，尤其是语言实验室的日常管理，采用人工管理的形式，效率低下、问题频出。笔者探讨基于物联网的语言实验室管理模式，利用物联网技术改善语言实验室的日常管理工作。

语言实验室的日常管理，主要可以认为是对人、物、事的管理。即有效促进人、物、事高效运作的过程。在物联网技术的基础上结合语言实验室管理现状，设计出了基于物联网的语言实验室管理模式图(如图1所示)。

图1 物联网视角的语音室管理模式图

基于物联网的语言实验室管理，一是需要对语言实验室系统的人、物进行属性标识，依据静态属性和动态属性的不同，分别配置标签和传感器。二是识别设备的安装，针对不同的属性标识，安装识别设备。三是将信号接入互联网，数据处理中心接受、处理数据。

3 物联网在语言实验室管理中的应用

在语言实验室日常管理中，物联网技术在三个方面得以体现，分别为人、物、事的管理。

3.1 人的管理

3.1.1 学生考勤

在语言实验室门口架设RFID读取器，同时给每个学生佩戴RFID标签，实验系统会自动感测RFID信息，结合学生课堂学习监控等统计学生的出勤情况。教师可通过网络查询学生出勤率、课堂学习信息等获知学生上课情况。

3.1.2 教师评估

利用物联网的多种数据采集终端，对课堂中教师的教学行为进行采集，随时对教师教学管理、教学实施和教学保障工作状态进行全方位、全天候的质量评估监控。并且提供多种数据处理结果，对教师进行全面的分析评估，科学、公正、合理地反映教师课堂教学质量，并帮助教师找出差距，分析原因，进一步提高学校教学水平和教师素质，建设一支理论基础雄厚，实践能力更强的高素质师资队伍。

3.2 物的管理

3.2.1 构建智能化教学环境

物联网的引入使教学环境的每个物件都具有了数字化、网络化、智能化的特性，管理员可即时捕捉、分析师生教与学的需求信息，并做出相应调整，为师生提供更加智能化的教学支持。

例如，可在教室内装上有特种感知的传感器，管理员通过管理计算机设定教室照明灯、风扇、空调的开关和语音设备的启动时间，上课前计算机遥控传感器自动开启各类设备，下课时再自动关闭，提高了管理员的工作效率。我们还可以在实验室门口处装上探测器，探测学生是否带有零食、饮料等禁止携带入内的物品进入实验室，并对违规者发出警告，从而加强语言实验室环境安全与卫生的维持。

3.2.2 设备信息管理

传统上，我们获知实验设备或者耗材的相关信息一般都是通过翻阅产品说明书。这种纸质的说明书很容易被丢失或遭到污损，不方便保存。使用物联网中的RFID技术对实验设备进行管理，可用电子标签将实验设备的基本属性(型号、规格、出厂日期、单价、设备号、使用地点、生产厂家、维修记录等)和帮助信息等内容存储起来，通过阅读器阅读即可方便地获知并可通过网络进行管理。当存储的信息内容发生变化时，用手持读/写卡器修改芯片内容，更新电子标签，同时更新后的标签信息可自动通过手持机发送到设备管理服务器进行数据更新，进而减少盘点时间，提高盘点质量。

由于实验设备的电子标签存储有大量信息及维护、维修记录，这样在现场就可以很清楚地掌握该设备的使用情况，设备维护、巡检后的信息立刻即可录入手持机，同时存储在设备的电子标签中，这样不仅节省了人力、物力，同时也提高了实验设备的使用效率，使设备巡检、维护变得简单易行。

3.2.3 设备状态检测

语言实验室管理中，设备状态检测是一项重要工作。设备的维修与否是建立在设备状态检测的基础上。传统的设备维修一般采用两种方式：一种是定期维修，经过一定时间运行后，统一对设备进行检修；另一种是故障后维修，当设备运行出现故障后对设备进行维修。定期维修，容易造成资源浪费，在一些不需要维修的设备上浪费时间和资源。故障后维修周期较长，不能尽快投入使用，影响正常的实验教学进程。因此，实验设备的运行状态监测是实验设备管理的重中之重。

物联网环境下，在实验设备中嵌入传感器，监控设备运行状态，评估关键的运行参数，设备的这些关键运行参数一旦发生改变，传感器将会立刻向物联网发出警示信号，信息处理中心在收到这些信号后，设备运行状态评估系统将对设备运行状态进行评估，并反馈评估结果。管理者根据系统反馈结果，进行设备管理决策，决定设备维修策略。

3.3 事的管理

3.3.1 学习过程评估

物联网能同步记录学习过程，可以应用到学习过程评估中。同时，学生可以多方面利用记录的学习过程：如果在学习过程中，学生对某项知识理解不透彻或有错误，可以利用记录过程进行学习反思，寻找学习失败原因；也可以利用学习记录信息，回顾学习过程，加深对学习涉及知识的理解。

3.3.2 故障责任追踪

语言实验室内每天都有不同班级的学生来上课，承担教学任务繁多，实验设备很容易出现故障，如果没有充分的证据说明，管理员很难查出设备损坏的原因，即便查出是人为损坏，也很难追踪到具体的责任人，以至于不能立刻采取有效的处罚措施。使用射频跟踪自动识别管理系统，由于每台设备上都装有射频芯片，储存了大量的有关设备信息，包括每次维护、维修、巡检的记录，而这些信息是不能随意更改的，这就避免了一旦出现相关责任事故，不能明确责任的问题，使实验设备日常维护工作变得有据可查。

3.3.3 安全管理

使用RFID技术，可以对语言实验室设备进行实时的跟踪管理，可以尝试在每个实验室门上安装门禁模块，该模块包括读头和联网接头，其主要的功能是自动扫描进出实验室门的物品，并将搬动时间、进出房间号等信息发给中心管理计算机。管理员可运用此技术为实验设备预定若干命令，并设置报警装置。这样，当有人将带有电子标签的实验设备带出实验室时，就会被门禁模块扫描到，如果当前位置与预定位置不相符，门禁模块即可发出报警讯号，并将该信息通过网络传输到中心管理计算机，防止私自挪用实验室设备或发生意外情况，达到保护实验设备安全的目的。

4 结束语

借助物联网技术，可以使琐碎、复杂、低效的手工管理转变为简单、轻松、高效的自动化管理，极大地简化了管理流程，降低了管理人员的劳动强度，提升了管理效率。由此可见，物联网技术必将成为语言实验室智能化管理的一个重要手段。

参考文献

[1] 王宝云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,23(12):1-6.

[2] 沈苏彬,毛燕琴,范曲立,等.物联网概念模型与体系结构[J].南京邮电大学学报,2010,30(4):1-8.

[3] 王瑾.基于物联网的实验室管理技术[J].电脑知识与技术,2010,21(6):5741-5742.

[4] 季拥政.基于物联网技术的图书馆管理[J].河南图书馆学刊,2011,31(2):78-80.

[5] 李卢一,郑燕林.物联网在教育中的应用[J].现代教育技术,2010,20(2):8-10.