基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高職院校智慧實驗室研究

周興旺

摘 要： 高職院校實驗室需要不斷適應(yīng)時代的發(fā)展與變革，滿足新時代對實驗室服務(wù)、管理和教學(xué)的基本要求，保障協(xié)同化與開放性，才能夠完成“培養(yǎng)人才、引領(lǐng)創(chuàng)新”的基本目標(biāo)。本文的研究中探索了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校智慧實驗室建設(shè)中的應(yīng)用內(nèi)容與使用模式，提出了系統(tǒng)的設(shè)計理念，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式技術(shù)等先進技術(shù)共同構(gòu)建實驗室系統(tǒng)，在保證內(nèi)外相連、軟硬兼顧、虛實結(jié)合的同時，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)、高效化管理與信息化資源共享等功能。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)；高等職業(yè)學(xué)校；智慧實驗室；智慧服務(wù)

引言

高等職業(yè)學(xué)校擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、提升學(xué)生工程素質(zhì)、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、促進學(xué)生研究精神、挖掘?qū)W生自主性學(xué)習(xí)等多方面的任務(wù)。隨著近些年科學(xué)技術(shù)的不斷進步和高職院校信息化建設(shè)的不斷推進，各學(xué)校的實驗室信息化程度也在不斷提高。受到單一信息系統(tǒng)難以滿足學(xué)校教學(xué)與科研需求的影響，尋求數(shù)字化發(fā)展渠道，構(gòu)建智慧平臺成為發(fā)展的主要方向。智慧化的服務(wù)需要優(yōu)化當(dāng)前實驗資源配置，充分利用先進科技手段，整合協(xié)調(diào)教學(xué)環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為近些年快速發(fā)展的技術(shù)手段，能夠為智慧化實驗室建設(shè)提供大力支持，本文將對這一問題進行剖析。

1.智慧實驗室的概念及背景

1.1高職院校科研實驗室信息化現(xiàn)狀

當(dāng)前，大部分高職院校的科研實驗室已經(jīng)納入到統(tǒng)一管理中，從招標(biāo)采購到臺賬管理都融入了共享平臺，但是對于設(shè)備的日常維護方面管理還不夠到位，缺少連貫性與整體性。一些問題亟待解決。如：資源管理共享化不到位，不同部門間實驗室資源共同利用程度不高，資源共享效果差，“孤島”現(xiàn)象普遍存在；環(huán)境管理低碳化不到位，對實驗室資源的節(jié)約工作管理不到位，資源浪費情況時有發(fā)生，實驗室多項指標(biāo)難以統(tǒng)一監(jiān)管；安全管理智能化不到位，實驗室安全管理工作尚未形成體系，系統(tǒng)風(fēng)險規(guī)避機制不夠完善，管理人員責(zé)任心有所欠缺；設(shè)備管理自動化不到位，很多管理信息依然處在被動獲取狀態(tài)，對實驗室設(shè)備的自動化管理上不能夠滿足需求。

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

物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前我國信息產(chǎn)業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要戰(zhàn)略性增長點，具有“智慧應(yīng)用、泛在互聯(lián)、全面感知”的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合協(xié)同的工作模式。物聯(lián)網(wǎng)由應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)與智能感應(yīng)設(shè)備共同構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)人、物之間的多重自動信息交互與處理。物聯(lián)網(wǎng)具有感知全面、傳遞可靠、處理智能的特點。能夠?qū)⒅悄苡嬎愫吞幚砼c網(wǎng)絡(luò)傳感器結(jié)合在一起，充分運用模式識別和云計算等先進技術(shù)，完成對大量信息的處理與加工，實現(xiàn)智能化的管理與控制物體。通過泛在網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的實時、準(zhǔn)確傳遞，借助異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及各類協(xié)議高效完成傳遞工作。全面獲取所需信息，實現(xiàn)全方位、多角度信息收集效果。

1.2.2校園智慧化

各大高校作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究前沿，也成為了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的最早區(qū)域。當(dāng)前的高職院校中，廣泛應(yīng)用的RFID校園一卡通已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)校園內(nèi)所有的購物、借閱、就餐和門禁功能，給學(xué)生的日常學(xué)習(xí)與工作提供了便捷。智慧校園是在校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過校園物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)校務(wù)、科研、學(xué)習(xí)與校園文化在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下深度融合。實驗室作為人才培養(yǎng)的基地，需要依托智慧校園環(huán)境，完成實驗教學(xué)的管理與教學(xué)，立足于立體、貼切、細(xì)微的技術(shù)體驗，實現(xiàn)科學(xué)決策與資源協(xié)調(diào)開放共享的智慧實驗室。

1.3智慧實驗室的概念

智慧實驗室是智慧校園的重要組成部分之一，主要建立在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，給廣大師生提供綜合信息服務(wù)與智能環(huán)境感知的實驗平臺。實現(xiàn)實驗室的可視化、安全化、智能化管理，通過人員協(xié)作與資源互聯(lián)實現(xiàn)實驗室科研資源、教學(xué)資源、設(shè)備資源等的開放共享。

2.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧實驗室構(gòu)建

2.1建設(shè)智慧實驗室的硬件基礎(chǔ)

當(dāng)前大多數(shù)高等職業(yè)院校的校園網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)較為完善，實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)的基本全覆蓋，各實驗室的網(wǎng)絡(luò)接口也比較齊全，部分實驗室甚至已經(jīng)構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)平臺，進行智慧實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)硬件條件已經(jīng)初步具備。

2.2智慧實驗室的層次構(gòu)架

智慧實驗室的層次構(gòu)架自上而下依次為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和綜合應(yīng)用層。感知層負(fù)責(zé)移動基站、攝像頭、收集、傳感器設(shè)備等的控制，網(wǎng)絡(luò)層主要包括了校園網(wǎng)、WLAN、傳感器網(wǎng)絡(luò)等，綜合應(yīng)用層主要服務(wù)于實驗的環(huán)境、人員、資源和教學(xué)。

2.3智慧實驗室的運作機制

智慧實驗室的構(gòu)建可以促進學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計、科研創(chuàng)新、教學(xué)實驗和相關(guān)競賽活動，豐富學(xué)生實踐學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓理論知識在實驗室中得到驗證。將科研創(chuàng)新與學(xué)習(xí)過程緊密的結(jié)合在一起，相互促進、相互支撐。改善以往學(xué)生理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)聯(lián)系不緊密的問題。

3.規(guī)范的實驗室管理機制

基于集中與協(xié)同的思想，智慧實驗室給實驗室的管理工作構(gòu)建了便捷的平臺。智能化的應(yīng)用促進了室內(nèi)電氣安全、人員安全與設(shè)備安全的改進，杜絕了各部分分別管理過程中的問題。但是智慧實驗室的作用發(fā)揮需要嚴(yán)格的制度保障，研究人員應(yīng)當(dāng)在工作體制和管理制度上加深探索，不斷完善。

4.結(jié)語

當(dāng)前從技術(shù)角度分析，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還不夠完善，對系統(tǒng)的整體構(gòu)建和智慧實驗室的最終實現(xiàn)還需要不斷的研究和努力。但是可以肯定的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會給學(xué)校實驗室的發(fā)展和進步帶來巨大的動力和廣闊的前景，在巨大機會彰顯的同時也產(chǎn)生了諸多的挑戰(zhàn)，需要有關(guān)部門高度重視，不斷創(chuàng)新服務(wù)與應(yīng)用，進一步推動智慧校園和智慧實驗室的發(fā)展與實現(xiàn)。

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