朱根良　林引盈

摘要：該文通過分析高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理工作特點(diǎn)，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)總結(jié)一種B/S模式的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的科學(xué)和統(tǒng)一的信息化管理，提高管理水平和效率。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)驗(yàn)設(shè)備； RFID；管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2012）30-7381-03

1 高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理的特點(diǎn)及問題

1.1 特點(diǎn)

隨著國家對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的不斷投入，各個(gè)高校的實(shí)驗(yàn)室數(shù)量不斷增加，實(shí)驗(yàn)設(shè)備資產(chǎn)也日益增多，幾千萬甚至上億實(shí)驗(yàn)設(shè)備資產(chǎn)的高校不在少數(shù)。這樣高速的發(fā)展給實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理工作直接帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)。如果還是使用傳統(tǒng)的手工統(tǒng)計(jì)、紙質(zhì)文件記錄存檔這樣主要依靠人力來進(jìn)行管理的方式已難以滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理的需求。如何準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)和高效的管理實(shí)驗(yàn)設(shè)備成為很多高校急需改善和解決的重要問題之一。

1.2 問題a

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理相對(duì)獨(dú)立，難以做到資源共享

各院系的實(shí)驗(yàn)設(shè)備多以供本院師生使用為主，使用和管理上相互獨(dú)立，彼此之間也難以了解設(shè)備詳細(xì)情況。這就可能造成各院系之間的實(shí)驗(yàn)室資源分配不平衡，使得有的院系設(shè)備使用率較低甚至閑置而有的院系的設(shè)備資源卻極為短缺。校級(jí)職能部門也因無法實(shí)時(shí)掌握各院系的實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)，從而無法及時(shí)進(jìn)行宏觀的把握和調(diào)配。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用情況難以統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用情況多以手工登記為主，統(tǒng)計(jì)方式簡陋而繁瑣，可能存在疏漏甚至造假，不利于準(zhǔn)確全面的反映設(shè)備使用情況。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍不穩(wěn)定

實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍不穩(wěn)定、流動(dòng)性較大且缺編情況嚴(yán)重[1]是一個(gè)普遍存在的問題。如果在實(shí)驗(yàn)室人員變動(dòng)時(shí)沒有及時(shí)做好相關(guān)材料的移交，則有可能造成設(shè)備管理上的混亂甚至造成設(shè)備的遺失。同時(shí)新上崗的設(shè)備管理人員，在管理崗位上因得不到相關(guān)培訓(xùn)，所以工作能力有限且缺乏規(guī)范性。如果沒有一套清晰的管理的思路，也容易造成短期的工作上的混亂。

2 物聯(lián)網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)簡介

現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)是指把所有物品通過射頻識(shí)別RFID、傳感器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)GPS等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，也是指通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。其主要特征是通過信息傳感設(shè)備等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳送與交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制 [2] 。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)介紹

無線射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。經(jīng)過多年的發(fā)展，RFID技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，它作為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分之一，被廣泛應(yīng)用于物流管理、圖書管理、門禁系統(tǒng)等行業(yè)領(lǐng)域。這種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理中可以極大的提高管理效率。對(duì)于設(shè)備的清點(diǎn)、定位以及外借等工作可以起到事半功倍的作用。

RFID系統(tǒng)主要包括標(biāo)簽、讀寫器和應(yīng)用軟件三部分。標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理[3]。因此管理者只要持有一臺(tái)小巧的標(biāo)簽讀寫器即可對(duì)實(shí)驗(yàn)室一定范圍內(nèi)的所有帶RFID標(biāo)簽的設(shè)備進(jìn)行快速清點(diǎn)和定位工作。在幾部分組件中，標(biāo)簽是數(shù)量最大的部分，標(biāo)簽的質(zhì)量好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)性能。常用的標(biāo)簽有低頻、高頻、超高頻等多種技術(shù)。在幾種不同頻段的標(biāo)簽中，超高頻標(biāo)簽最為適合大量設(shè)備的管理。因?yàn)樗喿x距離大、作用范圍廣、數(shù)據(jù)傳送速度快、數(shù)據(jù)保存時(shí)間長，且可單次批量讀取多個(gè)電子標(biāo)簽。

實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境監(jiān)控對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備管理也是重要的環(huán)節(jié)。一些對(duì)溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)比較敏感的實(shí)驗(yàn)室或庫房需要此類的傳感器進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握室內(nèi)的溫濕度情況，并通過相應(yīng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)來進(jìn)行微調(diào)。以此來保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備能在良好適宜的工作環(huán)境中長期運(yùn)作或存儲(chǔ)。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)可采用以JAVA為核心的系統(tǒng)，支持跨平臺(tái)的應(yīng)用，整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)要符合數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和Web層分開的系統(tǒng)三層架構(gòu)體系?？梢栽谌魏我粚舆M(jìn)行更方便的應(yīng)用擴(kuò)展，應(yīng)用的開發(fā)采用組件的技術(shù)，通過組件快速實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和靈活的應(yīng)用。

在應(yīng)用層管理員可以根據(jù)實(shí)際情況自由設(shè)置實(shí)驗(yàn)室，并向其中添加實(shí)驗(yàn)設(shè)備。因數(shù)據(jù)層開放了與固定資產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，所以也可從其他系統(tǒng)導(dǎo)入設(shè)備信息。設(shè)備的日常管理和租借主要依靠設(shè)備查詢、租借管理、保修管理和環(huán)境監(jiān)控模塊來完成。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊為用戶提供了一個(gè)對(duì)設(shè)備不同信息的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，便于對(duì)工作做出總結(jié)和思考。

用戶在終端可通過WEB層使用瀏覽器便捷的對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行訪問；應(yīng)用層支持標(biāo)準(zhǔn)的J2EE中間件，可以選擇企業(yè)級(jí)中間件WebSphere或WebLogic等；底層數(shù)據(jù)層充分運(yùn)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的事物處理能力和檢索能力，在數(shù)據(jù)庫之間通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)信息交互和索引的創(chuàng)建，對(duì)底層數(shù)據(jù)的訪問采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，提供了與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫如固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)等的對(duì)接可能。對(duì)用戶來說沒有多種不同數(shù)據(jù)需要分別處理，是一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M成

根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理工作的特點(diǎn)及需求，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，采用如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。WEB應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)的部署平臺(tái)，必要時(shí)可通過服務(wù)器集群的方式做冗余及負(fù)載均衡。管理者通過采用手持RFID讀寫器掃描，可定期實(shí)時(shí)的匹配實(shí)驗(yàn)設(shè)備的電子臺(tái)帳，并且在客戶端還配備了RFID標(biāo)簽打印機(jī)，根據(jù)用戶定義好的編碼規(guī)則，為實(shí)驗(yàn)設(shè)備等其他資產(chǎn)打印RFID標(biāo)簽，實(shí)行電子化管理和電子化盤查。實(shí)驗(yàn)室整體環(huán)境則由環(huán)境參數(shù)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。安檢門禁是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全邊界控制，通過對(duì)進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行RFID標(biāo)簽掃描來達(dá)到安全管理的目的。

4 總結(jié)和展望

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理中的應(yīng)用是個(gè)具有長遠(yuǎn)意義的研究課題。本文基于物聯(lián)網(wǎng)的特性和高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理的特點(diǎn)及需求，主要分析研究了高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用方案。但總體研究偏理論化，實(shí)踐不夠。不過卻表達(dá)了作者做為實(shí)驗(yàn)工作第一線上的實(shí)驗(yàn)人員，迫切的希望能通過這樣的系統(tǒng)將實(shí)驗(yàn)室相關(guān)工作變得更加科學(xué)規(guī)范的心愿。相信隨著我國高校實(shí)驗(yàn)室的不斷建設(shè)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，這種需求會(huì)變得更加強(qiáng)烈，這種應(yīng)用會(huì)變得越加廣泛和成熟。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尹立蘋，劉雁紅.大型儀器管理中存在的問題及其對(duì)策[J]計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2008（1）：63-64.

[2] 高常水.我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].中國科學(xué)基金，2012（4）：205-209.

[3] 陳亭.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)在生產(chǎn)線上的應(yīng)用[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2009.

[4] 權(quán)曉紅，楊景濤.基于WEB的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].甘肅科技，2007（6）：47-48.