基于物聯(lián)網(wǎng)的智能計算機實驗室管理系統(tǒng)設計論文
隨著社會的發(fā)展，計算機水平的不斷進步，物聯(lián)網(wǎng)技術進入了我們的視野。物聯(lián)網(wǎng)逐漸成為新一代信息技術的重要組成部分，展現(xiàn)出了其強大的功能，對于推動整個信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要作用。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術
互聯(lián)網(wǎng)在最近幾十年飛速發(fā)展，其已經(jīng)應用在了各行各業(yè)當中，越來越多的企業(yè)、學校、家庭離不開互聯(lián)網(wǎng)的使用。為了滿足不斷增長的市場需求，不斷符合社會發(fā)展的進程，智能化、便捷化的物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上應運而生，物聯(lián)網(wǎng)技術是在互聯(lián)網(wǎng)技術、電信技術和IT技術基礎上融合產(chǎn)生。就國內而言，對于物聯(lián)網(wǎng)的定義為：通過射頻識別技術、紅外感應、藍牙等信息技術傳感器，根據(jù)指定的協(xié)議，把我們需要用到的任何物體與互聯(lián)網(wǎng)進行連接，然后進行通信和數(shù)據(jù)交換并達到智能化識別、監(jiān)督和管理的一種網(wǎng)絡。也就是說，通過感應系統(tǒng)，對于實物進行感知，感應系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，把感應到的東西與互聯(lián)網(wǎng)交互，實現(xiàn)信息的交換，實現(xiàn)智能化的要求。
2 系統(tǒng)的框架結構設計
2.1 全面的感知
計算機實驗室管理系統(tǒng)為了方便管理，對于各種信息、出現(xiàn)的問題能夠及時分享和解決，就必須對所有的計算機成員安裝基于藍牙、紅外以及無線射頻識別(Radio FrequencyIdentification，RFID)技術的傳感器，實時地交互各個計算機的信息，實現(xiàn)對每臺計算機的監(jiān)控。就目前而言，很多機房開始研究ZigBee通信模塊，這種模塊最大的優(yōu)點就是低功耗、低速率、低成本以及復雜程度低，可以完全實現(xiàn)雙向無線通訊，完全可以滿足計算機實驗室的智能化管理。
2.2 智能化處理
對于數(shù)據(jù)，我們一般會在應用層進行智能化處理，這樣對于數(shù)據(jù)的處理更加方便、高效，通過各類搭載Web瀏覽器的終端設備的應用層，用戶要想對實驗室管理系統(tǒng)進行管理和控制，只需要通過Web瀏覽器訪問相應站點來實現(xiàn)。
2.3 可靠的傳遞
對于信息的采集，我們前文也已經(jīng)說到，依靠傳感器等感知設備來采集信息，通過物聯(lián)網(wǎng)來保存到電腦之中。然后通過網(wǎng)絡來進行信息的傳遞和共享，實現(xiàn)真正的信息交互，這些功能的實現(xiàn)，必須還要依靠一臺數(shù)據(jù)庫服務器和Web站點服務器。數(shù)據(jù)庫服務器的作用主要是與傳感器等感知設備進行數(shù)據(jù)交互;對于Web來說，主要是把交互到數(shù)據(jù)庫管理器的信息發(fā)布到局域網(wǎng)或園區(qū)網(wǎng)上，實現(xiàn)信息的傳遞和共享。對于很多學校計算機實驗室來說，可以實現(xiàn)信息的共享，讓學生更加直觀、更加高效地學習各種知識，了解各項試驗數(shù)據(jù)，對于試驗有一個直觀的認識。
3 設計原則
整個計算機實驗室管理系統(tǒng)的設計應該遵循的原則：
(1)先進性、整合性原則。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎上，實現(xiàn)機器之間、人與機器之間、機器與網(wǎng)絡之間的互相聯(lián)系，這樣可以大大提高整個系統(tǒng)的先進性、實用性，大大提高了整個系統(tǒng)的效率。同時，這種形式大大提高了智能管理水平，實現(xiàn)了實驗室群組管理理念。
(2)可擴展性原則。對于當前的系統(tǒng)管理，要開放性管理，跨平臺應用，這樣才能提高整體控制的多樣性，大大提高控制能力。
(3)安全性原則。學校管理系統(tǒng)也是非常重要的內部系統(tǒng)，要大大提高安全性能，提高可靠性。
(4)實用性原則。對于系統(tǒng)的設計，要根據(jù)老師和學生的需求，具體情況具體分析，要以教學為目的，講求實用。
4 功能設計
4.1 站
任何網(wǎng)站，甚至各個企業(yè)都需要一個站，站不僅可以起到發(fā)布信息，宣傳主題功能，還是整個系統(tǒng)的注冊和登錄認證平臺。站是一個門面，極大地展現(xiàn)了實驗室或教學管理的內涵，同時，也是一個組織的外衣，是一個形象的展示。
對于學校來說則是“應用導航”的設立目的，讓師生可以明確自己的任務，直接根據(jù)提示獲取所需要的資料。同時，具備信息發(fā)布功能的站，不僅是學校公布最新信息的地方，還能使師生了解學校的規(guī)章制度以及各項活動的舉辦情況，是整個學校的信息門戶。
4.2 開放預約管理系統(tǒng)
預約，是學生或者老師進行某種試驗或者需要學校配合的某種項目進行的提前預訂。系統(tǒng)支持兩種開放預約的形式，一種是集體預約，另一種就是個人預約，如果個人預約與集體預約發(fā)生沖突，那么集體預約優(yōu)先于個人預約。
4.3 實時監(jiān)測和智能控制系統(tǒng)
計算機實驗室作為公共財物，設備的安全、準確、可靠是實驗室必須具備的條件，是保證學生學習、試驗的根本，所以，智能監(jiān)測和智能化控制系統(tǒng)是保證試驗正常進行的根本。整個計算機實驗室依托物聯(lián)網(wǎng)技術，對實驗室內部的供電、安防、消防等方面進行全方位的控制和檢測。
5 系統(tǒng)的主要流程分析及實現(xiàn)
對于傳統(tǒng)的計算機實驗室管理系統(tǒng)來說，主要是基于B/S或C/S架構，這是傳統(tǒng)的基本方法。在以前，如果想要對計算機實驗室進行視頻監(jiān)控、門禁、溫濕環(huán)境檢測等方面進行管理的話，必須配套各項專門設備。
實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，必須配備一臺數(shù)據(jù)庫服務器和一臺Web站點服務器，把整個機房內的所有儀器設備連在數(shù)據(jù)庫服務器上，例如一些基于紅外、藍牙以及RFID技術的各種傳感器設備，因為只有安裝這些傳感器才能檢測各個機器的各項情況，以及收集他們的各項數(shù)據(jù)和信息。
6 結語
基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室智能控制系統(tǒng)的設計，要把握好設計原則，以教學為目的，提高實驗室的智能管理水平。同時，對于實驗室各項性能要嚴格監(jiān)控。設備之間的智能連接對于設備的維護和維修都有重要作用。
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