探索物聯網技術在經管類實驗中心管理中應用前景

摘要：物聯網.是融合計算機、互聯網和傳感器等技術用于物體與物體之間的信息實時智能化收集、傳輸、處理。傳統意義上的經管類實驗中心大多是按照計算機房形式布置，擺放著數量眾多的電腦等設備，設計上存在實驗室軟硬件配置參差不齊，清點入賬工作繁重容易出錯等問題。同時實驗中心面向全校各個分院開放；各實驗課程需要的軟件種類不同以及上課的學生人數不均衡，這就導致了實驗中心在課程安排上無法使全部實驗室都得到合理使用。而且實驗中心下設的實驗室眾多，再加之課余時間對全校師生開放；實驗室消防安全也易出現監管死角。采用物聯網相關技術能有效監控各種設備儀器使用情況，便于實驗中心資產自查和儀器維護，也利于合理安排實驗課程提高實驗室使用效率，也便于各實驗室消防安全管理。

關鍵詞：物聯網

經管類實驗中心

RFID

實驗設備管理

實驗課程預約系統

一、物聯網技術概述

物聯網是虛擬的計算機互聯網向現實世界的延伸。這一概念最早由美國麻省理工學院教授Kevin Ashton在1999年提出。它是建立在信息技術的基礎上，利用了傳感器、射頻識別技術、嵌入式芯片以及條形碼等技術，實現人與物、物與物、人與人實時進行便捷高效交互的平臺。

物聯網作為信息產業界繼計算機互聯網與移動互聯網后又一次浪潮，它標志著信息技術未來的發展方向，從而被各國政府和各大跨國企業所重視。以IBM為例，于2009年金融危機在全球蔓延的時候IBM.提出“智慧地球”這一概念。它核心理念是通過運用信息技術改進政府、企業與個人之間交互方式；具體措施是利用物聯網連接公共水利、交通、供電等系統；通過采集的數據動態管理各種生產活動，實現資源的合理配置和使用，從而使整個地球更“智慧”運行。不僅是各大跨國企業在推廣物聯網，各國政府也在積極投入資源參與物聯網的研究和應用。就在IBM提出這個概念后不久，美國總統奧巴馬在公開場合支持“智慧地球”的思路。同年6月歐盟也迅速做出反應，提出《歐盟物聯網行動計劃》。同年7月，日本的IT戰略本部發布了至2015年中長期IT發展戰略“i-Japan戰略2015”。我國物聯網戰略提出相對較晚，信息產業部到2011年才發表了《物聯網“十二五”發展規劃》。雖然我國物聯網發展起步晚，但是由于物聯網用途眾多，對改善人民生活意義重大，國家出臺相關政策扶持物聯網的發展和研究。

二、傳統經管類實驗中心管理中存在的問題

1.實驗室使用效率不平衡

經管類實驗主要通過各種實驗軟件來虛擬仿真現實商業運營環境，然而現階段無法在把全部需要的軟件都裝到每個實驗室。因為各個實驗室內的計算機軟硬件配置不同，而且有些軟件商對允許安裝其軟件客戶端電腦的數量有所限制。這就導致實驗室的利用率分布極為不均衡，同時還導致了每個學期課程安排上難度大大提高。經常出現幾個實驗室安排的課程特別多，甚至出現課程排不下的情況，這又加劇了實驗室內各種設備的損耗，而其他一部分實驗室一個學年里都沒有被安排幾次實驗課，使得設備出現空置的情況。

2.實驗室的低耐久耗材管理困難

財會類專業實驗需要用到各種票據和賬冊等耗材，每學年參加實驗的學生人數不確定性和開展的實驗科目數量不確定性都給實驗中心耗材的采購及管理帶來了難題。過多采購會造成資源浪費，如果采購數量過少又會影響實驗課的正常進行。同時，實驗室內電腦鼠標、鍵盤、耳機等設備也屬于低耐久的消耗品，單純靠人工檢查難以及時發現損耗情況。而且在實際實驗室運行過程中，這類電腦外部設備是最易被損壞的。中心人員在實驗室巡查時經常發現鼠標、鍵盤連接線針腳斷裂，鍵盤按鍵缺損，鼠標按鍵失靈，耳機線斷裂等情況，這種情況是一般機房管理軟件所難以及時發現的。

3.實驗室設備信息不能實時更新

實驗室建設是一個循序漸進的過程，各實驗室的建設時間不同，實驗室內軟硬件設施采購時間不同，每個學期實驗室利用情況不同，所以實驗室各類設備信息量非常龐大。這導致了實驗室設備信息僅通過人工登記和更新等手段需要消耗大量工作時間，從而影響實驗室管理效率。而且傳統經管類實驗室中設備信息是記錄信息卡，然后粘貼在設備上的，容易出現書寫錯誤、漏寫信息等情況。信息卡一般是紙質，所以很容易被損壞，而且信息卡上可書寫的面積較小，能記載的信息容量較小。信息卡還存在一個缺點，信息一旦登記上去，就難以更改。如果發生設備信息更新情況，就必須重新制作信息卡，同時還必須及時更新設備臺賬里信息，否則容易在設備管理中造成困擾。

三、物聯網技術在經管類實驗中心管理中的應用前景

1.合理安排實驗室課程及其他實驗資源

運用物聯網技術，中心管理人員可以在學期開始之前就將實驗室預約情況公布在實驗中心網站上，方便老師盡早掌握實驗室預約情況。根據實驗中心公布的信息，老師可以綜合考慮實驗室預約情況、學生的課程安排時間表和自身授課計劃等因素來更合理地預約實驗室，提高實驗室利用效率。通過預約系統長期的運行，中心管理人員可以從系統收集實驗室預約情況的原始數據，再運用軟件分析課程預約情況，進而根據分析結果提前合理配置實驗室各類軟硬件資源。中心人員可以通過運用了物聯網技術的信息管理系統實時調取實驗室使用情況，例如每個學期實驗課時數和軟件使用情況等數據；也能通過系統提供的分析功能了解到某一個實驗室幾年中的運行情況和設備更新維護情況。這樣就能夠為中心年度總結和申報實驗室建設項目提供數據服務。物聯網技術提供的軟件運行情況查詢功能還可以讓老師在實驗課堂上實時監控學生的實驗進度并及時發現實驗中的問題，進而完善實驗課程設計。通過物聯網技術跟蹤和收集現實中企業大量經營數據，并據此設計改進實驗內容可提高實驗的真實性和全面性。同樣根據信息系統提供的數據分析，中心管理耗材的人員可以在學期開始之前就預訂好實驗所需耗材減少相關資源浪費。以物聯網為基礎的信息管理系統可以為老師和中心管理人員安排臨時更改或者增加的實驗室課程提供依據，也方便了經管類實驗中心進一步對校內其他院系的實驗課程開放其計算機和場地資源。在確保網絡安全的情況下，實驗中心能夠對校外其他合作院校開放軟件資源，實現實驗資源共享，增強實驗中心對外影響力和聲譽。

2.提高經管類實驗室設備管理效率

中心管理人員能夠通過物聯網技術（主要是RFID技術）實時監控實驗室設備。RFID（射頻設別）是一種利用無線電信號甄別特定物體同時能夠讀寫其數據，而且識別設備無需與目標物體進行任何機械或者光學接觸。RFID技術主要優勢展現在以下幾點。首先它掃描速度極為迅速，一臺RFID射頻設別設備可以同時識別多個RFID標簽。在實際實驗室管理中，可以有效的加快實驗室設備巡查速度，快速甄別出需要維修的設備，進而提高中心管理人員工作效率。其次REID標簽體積小巧，由于該技術在讀取上沒有收到尺寸與形狀的制約，無需為提高讀取精度而設計特定尺寸和印刷品質的紙張。這就方便中心管理人員將RFID標簽粘貼在各類實驗設備上，并不用擔心是否影響設備外觀和正常使用。再者，RFID標簽比起傳統的紙質信息卡，具有防水、防油和防化學品侵蝕的特點；同時比起易折損的條形碼，RFID標簽利用芯片存儲數據從而避免污損。這特性減少中心管理人員更新標簽的頻率，便于長期運行，降低了實驗中心運行成本。第四，REID標簽還支持對內部存儲數據進行新增、修改、刪除等操作。中心管理人員可以十分便捷地修改標簽內部數據從而對設備狀態進行更新。第五，RFID信號不受障礙物限制，還具備一定穿透性。這樣使得中心管理人員能夠在一般人正常情況下難以進入的狹小場所例如服務器林立機房輕松獲取設備信息。同時，這一特性也可以讓維護人員就能在不打擾正常實驗室上課的情況下，在實驗室外了解內部各種設備的信息，方便實驗室設備巡查。第六，RFID芯片可存儲的數據比起通常條形碼高出一個數量級，隨著其技術不斷發展，其芯片存儲能力還會不斷擴展。這樣實驗中心內各種設備詳細信息都可以存儲在RFID標簽里，不再受到存儲容量限制。最后，RFID標簽內存儲的信息是經過加密不易被篡改和偽造，這樣確保了實驗中心信息安全。

3.優化經管類實驗室環境減少碳排放

學習環境對學生的學習效率有著顯著的影響，實驗室環境是學習環境的重要組成部分。普通經管類實驗室布置有大量計算機，計算機啟動后源源不斷地向室內排放熱空氣，并且在多年使用后計算機內還會積聚塵埃通過機箱內部散熱風扇隨之排入實驗室。這導致了實驗室內空氣混濁悶熱，容易使得學生在做實驗時注意力不集中，甚至打瞌睡等現象。不僅是熱空氣和灰塵會影響學生的學習效率，強烈的光線照射在電腦屏幕上也會干擾師生視線。通常實驗室的各種環境因素例如溫度和光線亮度都是通過實驗中心管理人員或者在實驗室里的師生進行人工調節，因而容易存在調節滯后和隨意等缺點。物聯網技術能夠在各類設備和實驗中心的各種管理系統以及軟件之間發揮信息收集和交換的作用。當有物聯網技術支持下，一旦實驗室光線亮度小于系統設定數值后，通過安放在實驗室內的傳感器將信息傳輸到后臺自動化管理系統進行處理。后臺系統可以根據實驗室外部環境情況自動選擇打開實驗室內的日光燈或者拉開窗簾。同樣當實驗室內溫度和濕度超過或者低于系統設定值時，溫度傳感器將指令發送給后臺系統，自動開啟空調或者調節空調運行模式等措施，讓實驗室—直保持實驗室內師生感覺最為舒適的溫度與濕度。這樣避免了師生在使用實驗室過程中，錯誤使用照明設備或者過度調整室內溫度，從而使實驗室減少能源消耗更加環保降低碳排放。

4.簡化經管類實驗中心管理人員日常工作

通常情況下，實驗中心管理人員主要職責是實驗室課程安排、實驗室消防安全、實驗室設備巡查和維護、實驗室升級改造項目申報。教師基于物聯網技術采集的數據妥善安排實驗計劃，再通過實驗室中心網站上預約系統自主預約實驗室。這樣減少了中心人為干預，中心管理人員僅在課程安排有沖突的情況下介入進行協調。引人物聯網技術后，實驗室各種設備的使用過程都可以回溯，一旦設備發生故障也有據可查，減少了管理人員檢查設備時間，能快速對設備進行維修。REID技術使得管理人員可以方便查詢到實驗室內設備信息，也方便了其針對各個實驗室的情況撰寫實驗室設備更新或者實驗室改造計劃。通過對各實驗室的門進行改造，安裝有RFID技術的門禁系統，系統就能實時對出入實驗室的人員和物品進行管理，只允許部分人員包括上課的師生、實驗中心管理人員、來中心參觀的本校或者外院領導及保潔人員能進入實驗室。中心人員可以將各實驗室內的全部設備儀器粘貼RFID標簽，可以實時掌握設備流向。當帶有RFID標簽的設備被非法移出實驗室時，門禁系統將自動發送報警信息給中心管理人員計算機上，從而降低實驗室設備被盜或者擅自挪用的風險，特別是計算機上諸如內存條和鼠標易遭盜取的小物件。

四、結束語

經管類實驗中心是高校經管類專業實踐教育的重要載體，也是師生進行相關領域科研創新的主要場所。因而經管類實驗中心能否進行系統、科學、高效的管理對于提高我國高校經管類學科的實踐教學水平有著極其重要意義。物聯網能夠與實驗中心現有的信息管理平臺進行銜接，使得中心管理人員可以更便捷地管理中心全部實驗設備和各個實驗室消防及安全。任課老師能夠更直觀地了解實驗室預約情況并合理安排實驗計劃。學生能夠在更舒適的實驗環境中專心進行實驗從而培養能力。隨著物聯網技術不斷發展，它能夠融入到實驗教學現有的各種軟硬件系統中，形成一個匯集數據收集統計分析、實驗課程信息發布、實驗室安全管理等功能的經管專業實驗教學與管理的輔助軟件體系。然而如何使物聯網充分融入現有的學校軟件環境和實驗教學系統發揮其數據串聯作用，還是需要從學校乃至更高層面進行頂層設計規劃。總之，物聯網技術使虛擬網絡與現實中實驗中心內的物件有機地聯系起來，并加速經管類實驗中心的信息化進程。

作者簡介

徐加瑋，1984—，男，漢族，浙江省嘉興市人，嘉興學院經濟管理實驗中心，助理實驗師，英國博爾頓大學、商業信息系統專業、自然科學碩士，