朱 莉

（渤海船舶職業(yè)學院，遼寧興城125105）

隨著高職院校教育體制的不斷改革和信息技術的高速發(fā)展，各高職院校更加注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力和思維創(chuàng)新能力，促進學生知識和能力協(xié)調發(fā)展。但由于高職院校計算機實驗室多采用人工管理模式，管理技術和安防系統(tǒng)相對落后，已不適應當前校園信息化發(fā)展的要求，也難以滿足不斷增長的實踐需求。對此，基于物聯(lián)網(wǎng)的“智慧”應用，將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到計算機實驗室管理當中，提出一種先進的計算機實驗室管理模式，即集網(wǎng)絡化、智能化、自動化于一體的開放式管理模式。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的技術特點

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分，它在原有互聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上進行了延伸。按聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟制訂的總體產(chǎn)業(yè)標準，通過各種信息傳感設備和應用技術，如各類傳感器、激光掃描系統(tǒng)、ZigBee無線組網(wǎng)技術、藍牙BLE技術、全球定位GPS系統(tǒng)、射頻識別RFID技術等，在嚴格的信息安全保密系統(tǒng)的規(guī)范下，采集設備返回的各種實時信號和信息，進行定位、識別、跟蹤、監(jiān)控，實現(xiàn)人、物、網(wǎng)的全面連接和自動處理，以更加智能的方式來管理生產(chǎn)和生活。物聯(lián)網(wǎng)具有連通性、物物相聯(lián)、智能化的特點，為各個領域的實際應用提供服務，如智能公交、智能校園等。[1]

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構

物聯(lián)網(wǎng)的體系結構沿用了互聯(lián)網(wǎng)的分層體系結構，從功能和技術上進行了多方位的擴展。從技術架構上，通常把物聯(lián)網(wǎng)分為3個層次：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層處于體系的最底層，主要是通過硬件感知設備識別目標物體并采集相關信息；網(wǎng)絡層則起到了感知層和應用層聯(lián)接紐帶的作用，負責為應用層傳遞感知層采集的信息，包括有線和無線通信網(wǎng)絡、私有網(wǎng)絡、云計算等；最上層的應用層是與用戶交互的接口，與各領域的具體需求相結合，從而實現(xiàn)用戶對整個物聯(lián)網(wǎng)的操作和控制。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)的安全防護

物聯(lián)網(wǎng)的安全屬于信息安全的一個子集，主要分為物理安全、運行安全、數(shù)據(jù)安全及內容安全4個層次，因此安全要素主要體現(xiàn)在傳感器、傳輸系統(tǒng)及處理系統(tǒng)等方面，包括可用性、可控性、可識別性與安全性。其中可用性是從根本上保障設計出來的物聯(lián)網(wǎng)是可以使用的，且有一定的容錯性，對于規(guī)則之外的操作能判別出錯誤，并有合理的處理方法；可控性指采取措施來保證物聯(lián)網(wǎng)不會因為發(fā)生錯誤而帶來不可預計的風險；可識別性是指構建完整的信任體系，保證使用的所有數(shù)據(jù)、信息、操作都是值得信賴的，完整可用，真實有效；安全性不僅是指網(wǎng)絡系統(tǒng)安全可靠，數(shù)據(jù)和信息可以準確地送達，還需要構建完整的加密體系來保證機密數(shù)據(jù)和個人隱私的安全。[2]

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在計算機實驗室管理中的應用

2.1 環(huán)境監(jiān)測與管理系統(tǒng)

應用物聯(lián)網(wǎng)技術，可以在計算機實驗室中安裝多種傳感器組成環(huán)境感知系統(tǒng)，實現(xiàn)對實驗室環(huán)境狀態(tài)的感知與監(jiān)測。其中常見的有溫濕度傳感器、可燃氣體傳感器等，還可以根據(jù)實驗室的功能特點和環(huán)境特點進行有針對性的設置。

溫濕度傳感器可以對實驗室內溫度和濕度實時監(jiān)測，計算機設備對溫度和濕度有嚴格的要求，尤其是服務器和交換機?？梢圆捎枚〞r器中斷的方法，每隔一段時間進行一次數(shù)據(jù)的采集，時間越短實時性越好。通過應用程序設定相應的安全值范圍，當溫濕度超過或低于一定值的范圍時，則啟動相應的溫濕度控制設備（如空調、風扇等）進行調節(jié)，避免設備在不合適的溫濕度環(huán)境下長時間運行，縮短使用壽命或增加損壞率。

可燃氣體傳感器可對實驗室內煙霧濃度和可燃性氣體實時監(jiān)測，包括煙霧、甲烷、液化氣、氫氣等，當濃度超過設定值時，傳感器的電導率隨空氣中煙霧和有害氣體濃度的增加而增大，利用電路將電導率的變化轉換為相對應的輸出信號，同時發(fā)出聲音或光線警報，通知管理人員及時處理，減少突發(fā)事故造成的損失。

2.2 門禁管理系統(tǒng)

門禁主要安裝在實驗室門戶上，通過對人員權限設定智能控制開關門，實現(xiàn)對實驗室進出人員數(shù)據(jù)的自動采集、統(tǒng)計以及數(shù)據(jù)的查詢過程，這樣管理人員可以方便地統(tǒng)計人員進出情況，無需人工干預。主要硬件設備包括主控芯片、電源板、讀卡器、射頻卡、門控器、電子鎖等。當持卡人進入讀卡器的范圍內時，讀卡器讀取射頻卡的信息，并將信息發(fā)給主控芯片與數(shù)據(jù)庫中預存內容對比，判斷卡片是否有效，包括時間范圍、地點范圍、人員權限的判定等，認證完成后門控器進行相關操作，如滿足條件打開電子鎖、如無效則出現(xiàn)錯誤提示，電子鎖繼續(xù)保持鎖定狀態(tài)，同時保存事件信息并上傳到服務器，以便統(tǒng)計查詢。[3]

2.3 智能監(jiān)控系統(tǒng)

隨著信息技術的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在各個領域得到了廣泛應用。面向計算機實驗室的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的重要應用，主要實現(xiàn)數(shù)字化、分布化、智慧化實時控制的監(jiān)控網(wǎng)絡，其核心技術是通信方式?，F(xiàn)階段主要通信方式有：電話固網(wǎng)傳輸、互聯(lián)網(wǎng)傳輸、紅外線數(shù)據(jù)通信、藍牙、WI-FI、ZigBee無線網(wǎng)絡以及NFC近場通信等。目前已經(jīng)有很多基于這些技術的遠程監(jiān)控產(chǎn)品，它們都有各自的優(yōu)缺點，可根據(jù)實驗室的實際情況選擇。不論選用哪種技術，都需要滿足采集畫面精度高、全時段監(jiān)控、可上傳備份數(shù)據(jù)、可遠程操控等條件。

2.4 設備管理系統(tǒng)

設備管理系統(tǒng)主要采用RFID無線射頻識別技術實現(xiàn)計算機實驗室內設備的統(tǒng)一化、自動化、智能化管理。與傳統(tǒng)的條形碼識別方式相比，RFID技術無需直接物理接觸、無需管理人員手工操作，便能夠實現(xiàn)信息的自動輸入和處理。RFID技術同時還具有操作方便、存儲量大、識別速度快、抗污損能力強、抗干擾性強、可重復使用、安全性高等優(yōu)點，為管理人員高效快捷地管理實驗設備提供了解決方案。

計算機實驗室設備管理項目主要包括設備的添加、維修、外借、報廢等。首先需要為實驗室中每臺設備配上電子標簽，電子標簽分為有源和無源兩種，有源電子標簽識別距離遠，無源電子標簽在價格和體積上更具優(yōu)勢。[4]

首先將設備的基本信息儲存到對應的RFID芯片中，如時間、型號、維護記錄、生產(chǎn)廠家等，并確定唯一的設備編號和RFID編碼，管理人員根據(jù)具體情況將實驗室的設備分配到不同的實驗室中去，當電子標簽處于讀寫器感應范圍內時，讀寫器通過電磁波激活電子標簽并讀取其中的信息，將信息通過網(wǎng)絡發(fā)送到應用系統(tǒng)進行處理，被處理后的信息再傳給相關數(shù)據(jù)庫，完成數(shù)據(jù)信息的重新寫入，通過數(shù)據(jù)報表可以從不同角度進行統(tǒng)計，這樣管理人員隨時都可以知道實驗設備改變位置后的去向、使用情況、故障發(fā)生的原因和維修情況。

3 結語

高職院校計算機實驗室管理中存在制約實驗室建設和發(fā)展的問題，要結合多項物聯(lián)網(wǎng)技術的實驗室管理模式，加強對實驗室內部環(huán)境、實驗設備管理及人員的實時監(jiān)控，簡化管理人員操作，提高設備使用效率，減少數(shù)據(jù)錯誤，加強設備安全性，提高實驗教學質量，使實驗室管理更為規(guī)范。