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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能計算機(jī)實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計論文
隨著社會的發(fā)展，計算機(jī)水平的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入了我們的視野。物聯(lián)網(wǎng)逐漸成為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，展現(xiàn)出了其強(qiáng)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(shù)
互聯(lián)網(wǎng)在最近幾十年飛速發(fā)展，其已經(jīng)應(yīng)用在了各行各業(yè)當(dāng)中，越來越多的企業(yè)、學(xué)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(jìn)程，智能化、便捷化的物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電信技術(shù)和IT技術(shù)基礎(chǔ)上融合產(chǎn)生。就國內(nèi)而言，對于物聯(lián)網(wǎng)的定義為：通過射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)、藍(lán)牙等信息技術(shù)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(jìn)行連接，然后進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換并達(dá)到智能化識別、監(jiān)督和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。也就是說，通過感應(yīng)系統(tǒng)，對于實物進(jìn)行感知，感應(yīng)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，把感應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 全面的感知
計算機(jī)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(jī)成員安裝基于藍(lán)牙、紅外以及無線射頻識別(Radio FrequencyIdentification，RFID)技術(shù)的傳感器，實時地交互各個計算機(jī)的信息，實現(xiàn)對每臺計算機(jī)的監(jiān)控。就目前而言，很多機(jī)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(fù)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(jī)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(yīng)用層進(jìn)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(shè)備的應(yīng)用層，用戶要想對實驗室管理系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，只需要通過Web瀏覽器訪問相應(yīng)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(shè)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(luò)來進(jìn)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(wù)器和Web站點服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的作用主要是與傳感器等感知設(shè)備進(jìn)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(xué)校計算機(jī)實驗室來說，可以實現(xiàn)信息的共享，讓學(xué)生更加直觀、更加高效地學(xué)習(xí)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(rèn)識。
3 設(shè)計原則
整個計算機(jī)實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該遵循的原則：
(1)先進(jìn)性、整合性原則。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)機(jī)器之間、人與機(jī)器之間、機(jī)器與網(wǎng)絡(luò)之間的互相聯(lián)系，這樣可以大大提高整個系統(tǒng)的先進(jìn)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(kuò)展性原則。對于當(dāng)前的系統(tǒng)管理，要開放性管理，跨平臺應(yīng)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(xué)校管理系統(tǒng)也是非常重要的內(nèi)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(shè)計，要根據(jù)老師和學(xué)生的需求，具體情況具體分析，要以教學(xué)為目的，講求實用。
4 功能設(shè)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(rèn)證平臺。站是一個門面，極大地展現(xiàn)了實驗室或教學(xué)管理的內(nèi)涵，同時，也是一個組織的外衣，是一個形象的展示。
對于學(xué)校來說則是“應(yīng)用導(dǎo)航”的設(shè)立目的，讓師生可以明確自己的任務(wù)，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(xué)校公布最新信息的地方，還能使師生了解學(xué)校的規(guī)章制度以及各項活動的舉辦情況，是整個學(xué)校的信息門戶。
4.2 開放預(yù)約管理系統(tǒng)
預(yù)約，是學(xué)生或者老師進(jìn)行某種試驗或者需要學(xué)校配合的某種項目進(jìn)行的提前預(yù)訂。系統(tǒng)支持兩種開放預(yù)約的形式，一種是集體預(yù)約，另一種就是個人預(yù)約，如果個人預(yù)約與集體預(yù)約發(fā)生沖突，那么集體預(yù)約優(yōu)先于個人預(yù)約。
4.3 實時監(jiān)測和智能控制系統(tǒng)
計算機(jī)實驗室作為公共財物，設(shè)備的安全、準(zhǔn)確、可靠是實驗室必須具備的條件，是保證學(xué)生學(xué)習(xí)、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(jìn)行的根本。整個計算機(jī)實驗室依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對實驗室內(nèi)部的供電、安防、消防等方面進(jìn)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(jī)實驗室管理系統(tǒng)來說，主要是基于B/S或C/S架構(gòu)，這是傳統(tǒng)的基本方法。在以前，如果想要對計算機(jī)實驗室進(jìn)行視頻監(jiān)控、門禁、溫濕環(huán)境檢測等方面進(jìn)行管理的話，必須配套各項專門設(shè)備。
實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，必須配備一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和一臺Web站點服務(wù)器，把整個機(jī)房內(nèi)的所有儀器設(shè)備連在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，例如一些基于紅外、藍(lán)牙以及RFID技術(shù)的各種傳感器設(shè)備，因為只有安裝這些傳感器才能檢測各個機(jī)器的各項情況，以及收集他們的各項數(shù)據(jù)和信息。
6 結(jié)語
基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室智能控制系統(tǒng)的設(shè)計，要把握好設(shè)計原則，以教學(xué)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(yán)格監(jiān)控。設(shè)備之間的智能連接對于設(shè)備的維護(hù)和維修都有重要作用。
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