基于物聯網技術實驗室管理的探討

鐘建國

浙江水利水電學院機械與汽車工程學院　浙江杭州　310018

基于物聯網技術實驗室管理的探討

鐘建國

浙江水利水電學院機械與汽車工程學院浙江杭州310018

物聯網技術在當今社會發展得比較迅速，是高校發展信息化和數字化的一大趨勢。通過分析物聯網技術的特點和當今高校實驗室管理的現狀，探討實驗室管理中存在的問題，實驗室安全問題；通過物聯網技術的簡單設計改善實驗室管理和安全現狀。對于進一步提高高校實驗室管理和安全有一定的指導意義。

物聯網；實驗室管理；監測數據；標簽

《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》提出，要優化學科專業布局和人才培養機制，鼓勵具備條件的普通本科高校向應用型轉變。隨著高等教育教學改革的深入進行，學校更加注重培養學生的實踐能力和創新能力等條件［1］。很多院校不僅在平時的上課中多加強學生的實踐動手能力，而且也相繼建立了開放型實驗室，讓學生自己進入實驗室，部分非實驗管理教師也是有實驗室的鑰匙，這就給實驗室的管理和安全帶來了一個個問題。實驗教學管理、安全管理以及資產安全管理增加了很大困難，同時也增加了實驗管理人員的值班工作量和工作強度，在某種程度上制約了實驗室的建設與發展。因此，釆取有效的措施提高實驗室的安全管理水平，是管理者面臨的當務之急。在此，提出了一種基于物聯網技術的實驗室管理模式以解決這問題。

采用物聯網技術最根本的目的是對提升實驗室管理的高效化，實現對設備的高效率科學化管理，減少人力、物力、財力的投入，提高實驗設備管理速度和準確性，提高實驗室的安全管理。

1　目前實驗室存在的問題

目前，各高校的實驗管理基本還是采用傳統管理方式，設備管理是采用設備卡片或紙制標簽，通過手工方式管理。傳統的設備標簽只能提供設備的名稱、購買時間、型號、規格等信息，而且標簽是通過膠水粘上的很容易脫落，脫落之后就需要重新制作，這就導致設備管理人員的工作量提升。另外，人工手寫效率低，容易出錯，人工管理的設備紙質標簽更換比較困難，具體設備及化學試劑的注意事項和使用方法等無法查詢。具體問題有如下幾點。

（1）實驗室設備信息不透明，造成設備購置重復。各二級學院對所需的實驗室設備調研力度不夠，對實驗設備的具體功能沒有進行很好摸底了解，對設備相對于整個學期的利用率沒有充分考慮，僅僅根據某門課程的實驗或一個科研項目的需要而定，有的是只想到需要這個數據才買設備。這樣勢必會造成所選設備功能不齊全，很難做到設備共享，進而導致設備的重復購置。

（2）對實驗設備未能進行實時查詢、動態跟蹤監管和安全監控，導致設備丟失時有發生，給學校教學帶來嚴重影響，造成不必要的損失［2］。現高校開放實驗室陸續地增加，小的工具和設備很容易丟失，導致實驗設備的缺少。

（3）建立和管理臺賬煩瑣。先要將一項項條目輸入系統，然后再制作卡片。新采購的實驗設備入賬每次均要通過大量的手工操作進行分類登記，工作繁重，容易出錯［2］。有時會出現設備歸類錯誤，導致查找設備很困難，設備查詢不到，固定資產信息對應不上。

（4）設備的臺賬和盤點工作比較復雜。學校實驗設備管理規定，每學年都要對實驗室資產進行清查，主要是為了督促實驗室設備的使用情況，盤點時要花大量的人力物力進行實驗室資產賬物卡的核對，費時費力，效率低下、出錯率高。如果通過系統清查也會出現設備和現有的資產管理系統對應不上，原來存在的設備可能會出現系統里面沒有，明明已經不在系統里面還是有這個設備，導致賬物混亂現象。

（5）實驗室設備管理混雜。由于實驗室設備不能完全根據類型、種類等進行分類，在做實驗或實訓的時候尋找工具比較的困難，常常不知道放在何處。

（6）部分設備的技術參數和配置信息很難管理。設備的參數和信息記錄說明書里面或者在數據庫表和電子文檔里面，系統實施或維修需要時，查詢很麻煩，大大降低了工作效率，增加了維護維修成本，降低了實驗設備的使用時間。

（7）實驗室一進出人員監控困難。另外，實驗室的窗戶和門是否關了，實驗設備電源是否在使用后都切斷了，實驗室的燈或者電源總閘有無關閉等問題都不能及時的反應，需要工作人員實地查詢才能知道。

2　物聯網技術能解決的問題

對于以上實驗室存在的問題，通過物聯網技術得以改善或者解決的。

（1）通過物聯網技術可以把實驗室的設備信息都記錄在系統里面，只要是學校的在職在編人員都能查到這個設備的信息。負責實驗室建設人員，只要查詢準備需要購買設備的功能，就會相應的跳出這個設備的信息，可以避免不必要的重復購買。

（2）通過物聯網技術可以監控實驗室設備的運行情況，使用人員，運行時間等數據，只要開關設備或者移動設備系統都會記錄。

（3）通過物聯網技術系統實時存在的數據，上級管理人員可以檢查設備的臺賬，可以進行設備的盤點，使整個實驗室的設備賬物正常齊全，減少了管理人員的煩瑣工作。

（4）通過物聯網技術可以對于進入實驗室的人員進行權限控制，外來的人員是進不去的，不具備資格的人員也是進入不了的。還有設備的使用也是有權限的，能夠進入實驗室的人不一定能夠開啟這個設備，需要經過二次授權的。這樣就大大增加了實驗室的安全。

3　物聯網技術應用于實驗室管理的探討

實驗室中最主要的是設備的使用管理，人員的出入以及實驗實訓情況的管理，實驗室的用電門窗等安全管理。一般要花費大量的人力資源，對設備的維護保養以及檢修等。如果通過跟物聯網技術相結合這樣管理模式，實驗室的管理和使用效率就會大大的提升。

圖1　一般實驗室管理體系框架圖

可以通過物聯網技術的特點，設計出實驗室設備的使用與管理的有效方法，提高實驗室設備管理和使用的能力，減少實驗室管理人員的工作量，提升實驗室設備的設備正常率，了解實驗室設備的狀況，提高實驗室的安全管理。

3.1實驗室設備運行監測的設計

通過對流過設備的電壓或者電流的采集，掌握設備的具體運行狀況，是否運行的參數，把這個信息發送給物聯網中控單元，分析具體情況。

3.2實驗室設備狀態數據收集設計

通過實驗設備的運行之后的各個參數，與物聯網中控單元輸入的正常數據進行對比，了解設備的具體狀況是否正常，了解設備的有故障時大概的故障點［3］。

3.3實驗室設備信息管理設計

通過實驗室設備的使用數據以及維修保養等數據的收集，職能部門可以很清楚的看到這個設備的使用情況，設備的基本信息，為設備的良好使用打下基礎。

3.4實驗室設備安全使用設計

每臺實驗設備都配有標簽讀取器，需要使用這臺設備的人員只有使用標簽才能啟動這臺設備。當其他人員去通過RFID（射頻識別技術）標簽使用設備時，該系統就會報警，并及時通知實驗管理人員，防止意外事故的出現。

3.5實驗室安全管理的設計

實驗室的安全管理出來設備的安全使用外，其實還有就是實驗室本身的管理，這里所包含的是實驗室的門、窗、燈等。因為這些東西沒有處理好會造成實驗室一定的安全隱患，如設備丟失，燈光線路自燃等。還有有些學校的對實驗室的管理考核也會重點檢查門窗電。所有我們可以通過物聯網這個技術，可以把信息傳到實驗管理人員，讓管理人員及時地知道實驗室的實時狀況。對實驗室的安全管理就起到很大的最用了。

根據上述設計和物聯網技術的特點，可以確定實驗室設備使用與管理的基本框架圖（如圖2所示）。

圖2　物聯網技術實驗室設備使用與管理的基本框架圖

3.6物聯網管理監控數據的應用

通過以上系統的建立，可以把實時的數據儲存起來。如實驗室設備使用數據，實驗人員維護和檢查實驗室數據，實驗室門窗電燈等情況的數據，都能夠儲存起來。

（1）根據系統儲存的數據，實現實驗室設備使用的績效考核，職能部門可以很清楚地看到這個設備的使用情況，設備的基本信息，為設備的良好使用打下基礎。

（2）可對實驗室管理人員的績效考核，通過對實驗室門窗電等情況的數據收集，可以對實驗室人員安全管理實驗室等級的考核。

（3）實驗室的安全數據可以直接向保衛部門輸出預警，保衛部門可以及時的發現實驗室安全隱患。

（4）學校也可以通過這些數據對分院進行定期考核實驗室的安全等級。

4　結束語

現代社會信息化與數字化大力地發展，對于物聯網技術的發展是起到至關重要的作用。如果該技術能夠很好地應用到高校的各個部門當中，不僅大大提升了設備管理與教學研究的工作效率，使操作更具靈活性和便捷性，而且能整合與優化教學資源，節省大量開支，還能加強實驗室的安防體系，實現節能降耗。如果該系統能夠很好地開發，應該是能夠達到預期的效果的。

［1］ 禹璽，董蘊華.基于RFID技術的開放型實驗室管理系統的設計［J］.甘肅科技，2009（6）：95.

［2］ 邵曉強，吳軍強.基于物聯網RFID技術的智能型實驗設備管理系統研究［J］.電腦知識與技術，2012（6）：693.

［3］ 崔升廣.基于物聯網技術的實驗室智能管理系統設計與實現［J］.遼寧省交通高等專科學校學報，2014（6）：31.

Discussion on Laboratory Management Based on Internet of Things Technology

Zhong Jianguo
School of Mechanical and Automobile Engineering， Zhejiang University of Water Resources and Electric Power， Hangzhou， 310018， China

the Internet of things technology in today's social development is more rapid， is the development of information technology and digitization of a trend. The laboratory safety management in Colleges and universities more problems， through the analysis of the status quo of the Internet of things technology characteristics and current management of laboratory in Colleges and universities， to explore the problems existing in the management of laboratory， laboratory safety， through networking technology and simple design to improve laboratory management and security situation. It has certain guiding signifcance for further improving the laboratory management and safety.

internet of things； laboratory management； monitoring data； label

2016-03-10

鐘建國，在職碩士研究生，助理實驗師。

浙江省高校實驗室工作研究項目（編號：YB201546）；2015年浙江水利水電學院校級科研計劃項目“基于物聯網技術實驗室安全管理研究”。