基于物聯網的語言實驗室管理

謝天年

摘要：語言實驗室在外語教學、專業技能、人才培養及科研項目輔助中，起到不可或缺的重要支撐作用。語言實驗室種類多，分布廣，但管理人員少，管理手段停留在傳統的人工管理階段。近幾年，物聯網，大數據，云計算等先進技術的興起，將其引入語言實驗室管理中，構建基于物聯網的語言實驗室管理平臺，將有效提高實驗室管理的效率，提高實驗設備的使用率，并且有助于實驗室及設備的安全。

關鍵詞：語言實驗室;物聯網;管理平臺

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）30-0143-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

玉林師范學院外國語學院的語言實驗室，涵蓋商務英語綜合實驗室，報關管理崗位實務實驗室，報檢管理崗位實務實驗室，視聽說語言實驗室，商務英語單證實驗室，商務英語函電實驗室，同聲傳譯實驗室，跨境電商實訓室，咖啡屋，東方益學課堂，創吧等18個實驗，實踐及實訓場所。這些場地分布在不同樓棟，樓層，設備品種多，功能各異。但管理員只有三位，且停留在人工管理的傳統管理階段。這對實驗室的設備管理，實驗管理及數據管理都是非常費時費力且容易出錯的。物聯網技術的引入，將能大大提高地域分散的實驗場地的管理效率。

1物聯網概述

1995年，微軟總裁比爾·蓋茨首次提出物聯網概念，即萬物通過網絡與人互聯。做到人可以隨時隨地操控物聯網上的設備。遠程做飯，遠程醫療，遠程生產……都將一一實現。近年來，隨著我國的5G網絡普及，物聯網迎來了發展及實現的契機。各種物聯網產品如雨后春筍，蓬勃發展。利用現有的物聯網產品，足以搭建一個智能化的實驗室管理平臺。從而實現高效的，安全的實驗設備管理，實驗人員記錄，實驗數據收集整理等工作。下面就涉及的物聯網設備及配套軟件一一做介紹。

1.1智能門禁系統

智能門禁系統通過人臉識別，指紋識別，遠程控制，密碼識別以及刷卡開門等豐富的技術手段，讓實驗室的大門不僅可以實現隨時隨人開門，還可以有效記錄每個時間段，有哪些老師和學生進入了哪個實驗室進行實驗。智能門禁系統的指令配置及收集的信息由服務器進行管理。服務器通過網絡與手機App互聯，方便管理員按課表對師生進行授權，臨時預約的實驗室使用，也可以通過App進行遠程開門。一方面極大地減輕了實驗室管理人員的體力付出。另一方面，也可以有效地避免因為管理員奔跑于不同樓棟樓層而造成的遲到晚到現象，從而影響師生的按時授課學習。

1.2電子標簽射頻識別技術RFID

外語教學中使用的實訓實驗設備種類繁多，使用頻率高，維修維護工作繁重。引入射頻識別技術RFID，為每一臺設備貼上電子標簽，將可以大大提高設備管理的效率。例如，一臺pc貼上電子標簽后，只需用配套的閱讀器一掃，就可以知道這臺pc的購置時間，生產廠商，供貨商，配置等基本信息。后期的使用時間，維修維護信息也可以寫入電子標簽中，并且可以通過對維護信息的統計，知道每一類pc的硬件使用壽命情況，在配件采購的時候，可以更有針對性的采購相應的零配件。另外，射頻識別技術的引入，將實驗設備的資產管理提升到智慧化智能化時代。其次，電子標簽可選配定位功能，當設備離開原來的位置，將會通過App預警，這可以有效的預防設備丟失。就算被盜，也可以根據定位信息找回。

1.3紫蜂（ZigBee）技術

ZigBee，也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸的無線網上協議，底層是采用IEEE 802.15.4標準規范的媒體訪問層與物理層。主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網上節點、支持多種網上拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。

基于紫蜂技術的ZigBee傳感器終端，是構建智慧化實驗室的重要組成部分。例如，煙霧傳感器與滅火裝置結合，可以第一時間檢測到失火的發生，可以在起火的初期把火災消滅在起始階段。溫濕度傳感器與空調鏈接，當濕度過大影響設備使用時，啟動抽濕除濕功能，預防設備短路。紅外傳感器與安防監控相結合，紅外傳感器檢測到有人活動的時候，就打開安防監控，無則關閉設備。這樣就可以有效避免監控設備24小時不間斷工作，造成電浪費，監控存儲硬盤浪費及設備做無用功的老化過程。從而延長了設備使用壽命并節約了資源。

2 5G網絡及大數據平臺

不管是智能門禁系統，電子標簽還是應用紫蜂技術的傳感器，它們收集及處理的數據都是實時的，海量的。這要求先進的5G技術與傳統的寬帶網絡相結合，才足以支撐這龐大的數據流量。而個人的微型計算機或智能手機也只能作為前臺操作控制端使用。后臺的數據處理還得依靠大數據平臺。

5G網絡跟4GLTE網絡一樣，屬于蜂窩網絡。但它有更高的數據傳輸速度，理論上可達10Gbit/s。另外，5G網絡的突出優點是它的響應時間低于1毫秒。高速低延遲的5G網絡，讓物聯網有了堅實的技術基礎。

大數據是近幾年方興未艾的IT行業新寵。依托云計算，海量的數據變成豐富多彩的信息資產。依靠玉師計算機學院的大數據處理中心，外院的物聯網實驗室管理平臺就解決了數據處理的后顧之憂。

3管理平臺構建

基于物聯網的語言實驗室管理平臺，主要有四大功能模塊。一是實驗室教學使用管理系統，二是預約準入管理系統，三是資產設備管理系統，四是智能環境監控系統。

3.1實驗室教學使用管理系統

本系統管理每個實驗室的教學課程及實訓，通過客戶端發送每個實驗室的功能及教學資源給科任老師，以學期計劃為導向，合理安排每個實驗室的教學課程及實訓，并為部分臨時安排的補課或培訓講座做好預約服務。系統收集實驗項目，實驗人數等實驗數據。

3.2預約準入管理系統

本系統根據課程及實訓安排，提前做好相應的師生準入機制。結合智能門禁的人臉識別系統，對授權進入實驗室的師生開放實驗室。在正式實驗開展之前，對師生進行實驗室安全教育，操作技能指導。做好師生使用設備的信用記錄及違規記錄。系統開放網上預約功能，對臨時安排實驗室使用的師生，經管理員審批后放行。

3.3資產設備管理系統

本系統跟國有固定資產系統有很大區別。固定資產系統的產品信息從入庫日起，到淘汰時刪除，期間信息量不變。只包含采購日期、采購合同編號、產地、品牌、型號、配置、生產廠家及供應商等基本信息。而實驗室管理中所采用的資產設備系統，配合物聯網中的電子標簽功能，能提供的設備信息更豐富，也包含固定資產系統所不錄入的耗材信息等，且實時更新。例如，設備的維修信息，什么時候更換過什么配件，軟件是否增加或升級，具體功能，應用范文及操作手冊等，都在系統中清楚顯示。另外，耗材庫存多少，哪些耗材需要加購等信息，也清楚的提供給管理員及使用實驗室的師生。

3.4智能環境監控系統

傳統的視頻監控系統在使用上，功能單一，僅僅起到監視錄像功能，且24小時不間斷工作，耗電量大，攝像設備及錄像硬盤資源浪費嚴重。而配合紫蜂傳感器終端打造的智能環境監控系統，一方面，通過紅外感應器，感應到有人員活動就啟動錄像功能，沒有就進入休眠狀態，有效地節約了電力使用及設備損耗;另一方面，根據煙霧傳感器、溫濕度傳感器等終端傳回的信息，可以智能的控制實驗室的消防器材，空調機等。就算寒暑假無人在實驗室值班，也能根據實際情況確保實驗室的設備安全。語言實驗室不使用化學生物試劑，有毒有害物質的感應器就沒有必要安裝，以節約成本。

4結束語

本文就語言實驗室的智能化管理需求，基于物聯網技術提出了架構設計。這套物聯網實驗室管理體系，將大大提高實驗設備的有效利用，確實減輕管理員工作負擔，進一步加強實驗室安保安全，并能有效節約資源，管理便捷，方便廣大師生使用實驗室，更好地利用實驗室。

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【通聯編輯：聞翔軍】