周春月， 閆子淇

（北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院，通信與信息系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044）

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)研究

周春月， 閆子淇

（北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院，通信與信息系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044）

為使高校實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)于不斷變革發(fā)展的環(huán)境，滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)、管理、服務(wù)的開放性和協(xié)同化需求，實(shí)現(xiàn)“引領(lǐng)創(chuàng)新、培養(yǎng)人才”的教學(xué)目標(biāo)，探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用模式和內(nèi)容，提出了“智慧實(shí)驗(yàn)室”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，即利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及嵌入式技術(shù)來構(gòu)建一個虛實(shí)結(jié)合、軟硬兼顧、內(nèi)外相聯(lián)的實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源管理信息化、管理教學(xué)高效化、實(shí)驗(yàn)室服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的三位一體設(shè)計(jì)目標(biāo)?；凇爸腔蹖?shí)驗(yàn)室”的概念，提出了系統(tǒng)的三級體系架構(gòu)模型，并對模型中各層功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)討論。

物聯(lián)網(wǎng);智慧實(shí)驗(yàn)室;智慧服務(wù)

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生自主性和研究性學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識、工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力等重要任務(wù)。近年來，在高校校園信息化建設(shè)的大力推動下，實(shí)驗(yàn)室的信息化程度得到顯著提高。但同時，單一的信息系統(tǒng)管理模式仍無法完全滿足教學(xué)、科研等活動日益增長的需要。未來的高校實(shí)驗(yàn)室需要依托數(shù)字化校園環(huán)境，充分利用先進(jìn)的感知、協(xié)同、控制等前沿技術(shù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源配置，為實(shí)驗(yàn)室管理、教學(xué)、環(huán)境提供資源高度可控、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的智慧化服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)是近年來發(fā)展迅猛的技術(shù)領(lǐng)域之一，其相關(guān)技術(shù)能為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室智慧化提供強(qiáng)有力的支撐。

1 智慧實(shí)驗(yàn)室概念及背景

1.1 高?？蒲袑?shí)驗(yàn)室信息化現(xiàn)狀

目前，我國高校的實(shí)驗(yàn)室大多歸口實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處或211工程建設(shè)辦公室統(tǒng)一管理，從設(shè)備的招標(biāo)采購到臺帳管理基本都引入了信息化系統(tǒng)，部分高校還建立了大型儀器設(shè)備的共享平臺。但在設(shè)備使用的具體地點(diǎn)，如學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房，對儀器設(shè)備的日常維護(hù)和損耗維修依然停留在紙質(zhì)記錄和人工管理的方式上，缺乏布局上的整體性和連貫性。高校實(shí)驗(yàn)室的信息化還存在以下亟待解決的問題。

(1)設(shè)備管理非自動化。教學(xué)儀器和設(shè)備分布離散、管理難度大、無專人管理和保養(yǎng)等;信息獲取被動，存在空間障礙，對設(shè)備數(shù)量和種類繁多的實(shí)驗(yàn)室，管理人員難以準(zhǔn)確快速定位、跟蹤設(shè)備使用和維護(hù)。

(2)安全管理非智能化。實(shí)驗(yàn)室安全管理難以形成穩(wěn)固的體系，對各類潛在危險的警告系統(tǒng)尚不完善，只能依賴于管理人員的責(zé)任心。隨著大量開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，對于人員的智能監(jiān)控的要求越來越高。

(3)環(huán)境管理非低碳化。機(jī)房的溫濕度、粉塵、噪聲等指標(biāo)未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控和管理;實(shí)驗(yàn)室照明、設(shè)備供電、機(jī)器用電難以實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)，造成資源浪費(fèi)。

(4)資源管理非共享化。不同院系實(shí)驗(yàn)室之間存在著資源利用和分配不協(xié)調(diào)，資源共享難以實(shí)現(xiàn)，存在設(shè)備“孤島”現(xiàn)象。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)與智慧校園

1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)概念及特點(diǎn)

近年來，物聯(lián)網(wǎng)已被定位為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展新的增長點(diǎn)。以“全面感知、泛在互聯(lián)、智慧應(yīng)用”為特征的物聯(lián)網(wǎng)概念不斷深入人心，其中與實(shí)現(xiàn)“泛在互聯(lián)”相關(guān)的通信技術(shù)是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一［1］。

物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是泛在網(wǎng)絡(luò)融合協(xié)同的一種網(wǎng)絡(luò)工作模式，是泛在網(wǎng)絡(luò)及信息化在行業(yè)應(yīng)用角度的一個重要體現(xiàn)。它是由智能感應(yīng)設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)具有以下三個重要特征［2］。

(1)全面感知。物聯(lián)網(wǎng)通過部署海量的RFID、傳感器、二維碼等信息源，隨時隨地獲取物體的信息，包括用戶位置、周邊環(huán)境、個體愛好、身體狀況、情緒、環(huán)境溫度、濕度，以及用戶業(yè)務(wù)感受、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等。

(2)可靠傳遞。物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)有的各種有線/無線通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時準(zhǔn)確地傳遞出去，是實(shí)現(xiàn)異地感知的基礎(chǔ)，同時適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議。

(3)智能處理。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器與智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、加工和處理，對物體實(shí)施智能化的控制和管理。

1.2.2 校園智慧化

作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的最前沿，眾多高校及科研院所已成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最早、最為廣泛的地方之一［3］。在國內(nèi)高校中，現(xiàn)已較為廣泛應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于RFID的校園一卡通系統(tǒng)，在校園師生的門禁、就餐、借閱、超市購物以及考勤等日常工作和學(xué)習(xí)提供了便捷的生活方式。近年來，一些高校又提出了“智慧校園”的設(shè)想，即在現(xiàn)有的校園網(wǎng)基礎(chǔ)上，構(gòu)建應(yīng)用更加廣泛的校園物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、科研、校務(wù)治理、校園文化與網(wǎng)絡(luò)的高度融合、無處不在。

實(shí)驗(yàn)室作為高校人才培養(yǎng)的實(shí)踐基地，具有“引領(lǐng)創(chuàng)新、培養(yǎng)人才”的特殊職責(zé)，更需要依托智慧校園的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)滿足學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研、管理與服務(wù)的要求，提供細(xì)微、貼切、立體、能夠感受到的智慧環(huán)境、綜合服務(wù)、優(yōu)化管理、科學(xué)決策、資源共享的開放性、協(xié)同化實(shí)驗(yàn)室。

1.3 智慧實(shí)驗(yàn)室的概念

智慧實(shí)驗(yàn)室(Smart Laboratory)作為智慧校園的重要組成部分，是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，利用新一代信息技術(shù)為廣大師生提供一個全面的智能感知實(shí)驗(yàn)環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能化、安全化、可視化管理，資源的互聯(lián)、人員的互動協(xié)作以及開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源、教學(xué)資源、科研資源的高度信息共享。

智慧實(shí)驗(yàn)室=實(shí)驗(yàn)室+物聯(lián)網(wǎng)+智慧化設(shè)備，它基于物聯(lián)網(wǎng)建立開放的、創(chuàng)新的、協(xié)作的、智能的綜合實(shí)驗(yàn)室信息服務(wù)平臺，教師、學(xué)生和管理者全面感知不同的教學(xué)資源，獲得互動、共享、協(xié)作的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和科研工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教育信息資源的有效采集、分析、應(yīng)用和服務(wù)。智慧實(shí)驗(yàn)室的最高階段就是用戶間、實(shí)驗(yàn)室間、用戶與實(shí)驗(yàn)室、用戶與信息資源間的通信都由實(shí)驗(yàn)室智慧化地完成，無需人工干預(yù)，達(dá)到“智慧”狀態(tài)。

目前國內(nèi)部分高校也在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室或智能實(shí)驗(yàn)室，但其設(shè)計(jì)角度大多局限于某些領(lǐng)域本身，比如以人工智能為主或是以智能計(jì)算為主，但不能夠廣泛推廣應(yīng)用到各類型高校實(shí)驗(yàn)室中。而本文提出的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)旨在結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，分析構(gòu)建智慧實(shí)驗(yàn)室的宏觀環(huán)境和建設(shè)需求，提出具有普適性和完整性的智慧實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用模式。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建

2.1 建設(shè)智慧實(shí)驗(yàn)室的硬件基礎(chǔ)

目前我國多數(shù)高校已具備相當(dāng)完善的校園網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)也有大規(guī)模的覆蓋，各類實(shí)驗(yàn)室也都連接入網(wǎng)，其中少數(shù)實(shí)驗(yàn)室還擁有自己的網(wǎng)絡(luò)平臺，說明基本具備了實(shí)現(xiàn)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧實(shí)驗(yàn)室的硬件條件。物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)將依附于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并再進(jìn)一步增設(shè)泛在感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互聯(lián)、設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

圖1 智慧實(shí)驗(yàn)室層次架構(gòu)模型

2.2 智慧實(shí)驗(yàn)室層次架構(gòu)模型

智慧實(shí)驗(yàn)室層次架構(gòu)模型采用類似于物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)，從上至下依次為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和綜合應(yīng)用層，如圖1所示。

2.2.1 感知層構(gòu)建

感知層依靠大量的分布于實(shí)驗(yàn)室之中的感知設(shè)備來采集并向網(wǎng)絡(luò)層傳送各類數(shù)據(jù)信息。這些設(shè)備主要包括RFID設(shè)備、傳感器設(shè)備以及智能M2M終端。

RFID作為物聯(lián)網(wǎng)概念中的核心技術(shù)，具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，完全可以將其在物流領(lǐng)域中的成功經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到智慧實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建中。集成了RFID讀寫芯片的設(shè)備可以作為感知層的主體，與多種傳感器設(shè)備相配合，織構(gòu)成一張覆蓋全實(shí)驗(yàn)室的感知網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)有的感知設(shè)備中，RFID設(shè)備的優(yōu)勢明顯，發(fā)揮的作用也比較大。其中，低頻RFID設(shè)備可用來進(jìn)行刷卡考勤、身份識別等應(yīng)用，高頻RFID設(shè)備可通過實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)的多標(biāo)簽識別技術(shù)，應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)設(shè)備監(jiān)管中。RFID設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)為可通過有線、無線方式接入實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)，將采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。

眾多的傳感器設(shè)備是感知層必不可少的組成部分，起到感知各種物理變量，如溫度、濕度、距離、壓力、電流等的核心作用，而智能化的傳感器之間又能組成靈活的傳感網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)逐層傳遞。

設(shè)計(jì)成熟的SIM(Subscriber Identity Module，身份識別)模塊也可作為感知端納入到感知層中。由于它兼具數(shù)據(jù)存儲和串行通信的功能，在智慧實(shí)驗(yàn)室管理中，它更多地是發(fā)揮消息通知作用，也可用來傳輸少量穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流。

攝像頭等多媒體網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備用以輔助傳感器型設(shè)備，使得實(shí)驗(yàn)室信息管理可視化、立體化。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)建

網(wǎng)絡(luò)層作為物聯(lián)網(wǎng)的中間層，借助于互聯(lián)網(wǎng)、無線寬帶及電信骨干網(wǎng)，承載著感知數(shù)據(jù)的接入、傳輸與運(yùn)營等重要工作，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層可能構(gòu)建于“多網(wǎng)融合”后的骨干網(wǎng)絡(luò)之上，也可能是各類專網(wǎng)［4］。網(wǎng)絡(luò)層中所涉及到的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信與頻管技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入與組網(wǎng)技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的校園網(wǎng)、WLAN以及移動2G/3G網(wǎng)絡(luò)和為實(shí)驗(yàn)室定制搭建的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將成為網(wǎng)絡(luò)層的主體。各網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間協(xié)同工作，各顯其能。

2.2.3 應(yīng)用層構(gòu)建

感知層和網(wǎng)絡(luò)層最終服務(wù)于應(yīng)用層。正是應(yīng)用層提供的大量可靠、快捷、智能的服務(wù)應(yīng)用，才顯示出實(shí)驗(yàn)室的智慧性。應(yīng)用層旨在構(gòu)建一個多服務(wù)綜合平臺，實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理、資源管理、環(huán)境監(jiān)控等諸多應(yīng)用的智慧大融合，它們之間將不再是獨(dú)立分治的結(jié)構(gòu)，而是集成于統(tǒng)一平臺之上，形成開放的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)。

智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)平臺可以充分地對“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”、“實(shí)驗(yàn)資源”、“實(shí)驗(yàn)環(huán)境”以及“實(shí)驗(yàn)人員”等方面進(jìn)行可視、集中、高效地管理。學(xué)生可以通過平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約、查看培養(yǎng)計(jì)劃、下載學(xué)習(xí)資源和瀏覽課程信息，教師可借助平臺完成排課、過程監(jiān)測和考務(wù)管理等以往非常繁瑣的操作。實(shí)驗(yàn)室管理員在平臺上可一目了然地掌握實(shí)驗(yàn)室各類資源的信息，包括教學(xué)設(shè)備的狀況、設(shè)備端口的占用情況以及定期生成的設(shè)備巡檢報告，大大簡化了實(shí)驗(yàn)室管理員的常規(guī)工作量。實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境錯綜復(fù)雜，涉及電氣、門窗、溫濕度等各個方面，對安全性的要求非常高，但傳統(tǒng)的以人為主體的安全管理模式對于實(shí)驗(yàn)室管理員來說很難做到實(shí)時地心中有數(shù)。智慧實(shí)驗(yàn)室平臺可使這些環(huán)境狀況集中可視化管理，管理員掌控環(huán)境信息就不再是難事。實(shí)驗(yàn)室最終的服務(wù)對象還是人員，但是以往對人員的管理還很薄弱，這里的人員包括通常意義上的教師、學(xué)生以及SNS用戶、設(shè)備商等等，對實(shí)驗(yàn)室的管理加上對人員的管理便是智慧實(shí)驗(yàn)室平臺的管理目標(biāo)［5-10］。

2.3 智慧實(shí)驗(yàn)室運(yùn)作機(jī)制

智慧實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建促進(jìn)了集教學(xué)實(shí)驗(yàn)、科研創(chuàng)新、競賽活動、畢業(yè)設(shè)計(jì)四位一體的綜合性平臺的產(chǎn)生，如圖2所示。

圖2 智慧實(shí)驗(yàn)室四位一體關(guān)系圖

智慧實(shí)驗(yàn)室為教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供更高效的保障。傳統(tǒng)方式下，教師和學(xué)生只是借助實(shí)驗(yàn)室的空間與教學(xué)資源，教學(xué)過程與實(shí)驗(yàn)室本身并無高度融合。智慧實(shí)驗(yàn)室則為教學(xué)過程的前期課程安排、中期實(shí)驗(yàn)資源管理與實(shí)驗(yàn)過程監(jiān)測和后期課程考核與評估提供了全面的智慧應(yīng)用。在教學(xué)過程中，教師感受到智慧應(yīng)用為其教學(xué)提供的便利，學(xué)生也感受到智慧應(yīng)用為其學(xué)習(xí)過程提供的立體化幫助。

智慧實(shí)驗(yàn)室能為競賽活動、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供更豐富的條件。以往，參加競賽活動或是準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生很難找到合適的場地進(jìn)行設(shè)計(jì)，而僅有的場地所能提供的資源條件也是極為有限。智慧實(shí)驗(yàn)室作為開放式的資源平臺，可以為學(xué)生的競賽活動、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供足夠的軟硬件資源上的支持，同時提高了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的利用率，避免了資源浪費(fèi)的情況。

智慧實(shí)驗(yàn)室為科研創(chuàng)新提供更廣闊的平臺?？蒲袑?shí)驗(yàn)室作為研究生的主要培養(yǎng)平臺，可進(jìn)行科研創(chuàng)新的驗(yàn)證及理論應(yīng)用于實(shí)際的轉(zhuǎn)化。智慧實(shí)驗(yàn)室以其資源的高度豐富與前沿性技術(shù)為科研助推。實(shí)驗(yàn)室能為科研創(chuàng)新提供條件，科研創(chuàng)新的成果又能完善實(shí)驗(yàn)室，形成良性的正反饋。

教學(xué)、科研、競賽及畢業(yè)設(shè)計(jì)等活動通過智慧實(shí)驗(yàn)室緊密結(jié)合在一起，相互支撐、相互促進(jìn)。以往，本科生與研究生所能直接接觸的機(jī)會并不多，往往本科生在專業(yè)上的一些奇思妙想能帶給研究生科研上的靈感，而研究生的豐富經(jīng)驗(yàn)又能為本科生提供有意義的指導(dǎo)。智慧實(shí)驗(yàn)室為不同的研究人群提供溝通與交流的平臺，實(shí)現(xiàn)科研想法的分享，使不同人群受益［11-13］。

3 規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)制

智慧實(shí)驗(yàn)室基于協(xié)同、集中的思想，為實(shí)驗(yàn)室管理提供了方便的平臺。智慧化的應(yīng)用將室內(nèi)門窗電氣安全、進(jìn)出人員安全與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控集中到一起，杜絕了以往諸多管理系統(tǒng)分而治之的情形，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室集中化管理。

同時，實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化運(yùn)作，除了高效、智慧化管理，人員也需要遵守嚴(yán)密的管理制度。有許多實(shí)例表明，由于實(shí)驗(yàn)室管理混亂或是管理員的疏忽而造成了實(shí)驗(yàn)室的重大損失，究其原因是對人員管理的不到位。在智慧實(shí)驗(yàn)室層級架構(gòu)中，實(shí)驗(yàn)室工作體系與管理機(jī)制和實(shí)驗(yàn)室信息及安全標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范在“智慧外圍”起到了加強(qiáng)作用。這樣操作規(guī)范的實(shí)驗(yàn)人員與智慧化的管理方式相配合，將智慧化優(yōu)勢發(fā)揮到極致［14-16］。

4 結(jié)語

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還處于起步階段，它的建設(shè)和完善還將是一個漫長的過程，但智慧實(shí)驗(yàn)室是未來高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)展建設(shè)的必然趨勢。毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)給學(xué)校帶來相當(dāng)大的便利和巨大的發(fā)展前景，但同時也面臨著許多挑戰(zhàn)，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息安全問題、基礎(chǔ)設(shè)施和管理機(jī)制尚不完備等。如何有效地推動物聯(lián)網(wǎng)在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上發(fā)揮作用，促進(jìn)實(shí)踐教育教學(xué)發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，所涉及的范圍也不僅僅是技術(shù)問題，還將帶來更多的創(chuàng)新應(yīng)用和服務(wù)，引起校園教學(xué)環(huán)境及管理模式的變革。希望本文的探討能夠起到拋磚引玉的作用，為智慧校園及智慧實(shí)驗(yàn)室的研究者提供一些參考。

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Research on the Structure of Smart Laboratory Based on the Internet of Things Technology

ZHOU Chun-yue，YAN Zi-qi
(Key Laboratory of Communication＆ Information Systems，School of Electronic and Information Engineering，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China)

In order to make the university laboratory to adapt to the changing environment of development，to meet the openness and synergy needs of experimental teaching，management，and service，and to achieve its instructional objectives that is“l(fā)eading innovation，training talents”，the paper discusses the application patterns and contents of the Internet of things technology in laboratory management in universities，It puts forward the design ideas of the“Smart Laboratory”system that is to build a comprehensive laboratory information system.whose The design goals is to serve the teachers and the students efficiently by using of the Internet technology，network technology and embedded technology.Based on this concept，the paper puts forward a three-layer structure model of the Smart Laboratory，and discusses the design on different layers in the model.In addition，the Smart laboratory operation mechanism and management mechanism are also discussed at the end of paper based on the consideration of the sustainable development and security of it.

internet of things;Smart Laboratory;intelligence service

TP 393

A

1006－7167(2014)05－0239－05

2013－07－18

“通信工程專業(yè)綜合改革試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目”與北京交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究課題(13040802)資助

周春月(1973－)，女，黑龍江大慶人，博士，高級工程師，教師，主要研究方向?yàn)橄乱淮ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全。

Tel.:010-51688676;E-mail:zhouchunyue@hotmail.com