基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧化實訓(xùn)室管理平臺設(shè)計

王雪峰 魯磊 劉成 楊磊 周寧

摘 ?要：實訓(xùn)室是高職院校重要的實踐教學(xué)場所，作為承擔(dān)實訓(xùn)項目教學(xué)的重要載體，實訓(xùn)室在實現(xiàn)高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的過程中占有極其重要的地位。結(jié)合當(dāng)前熱門的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)室管理特點設(shè)計并開發(fā)一套結(jié)合采用B/S結(jié)構(gòu)和C/S結(jié)構(gòu)的智慧化實訓(xùn)室管理平臺。該平臺可實現(xiàn)對實訓(xùn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、開放預(yù)約、智能門禁考勤、實訓(xùn)信息大數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計分析等全方位的信息化管理。提供更為便捷的智慧化管理，為教師及在校學(xué)生提供更好的教育教學(xué)和智能可控的學(xué)習(xí)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：實訓(xùn)室;智慧化管理;物聯(lián)網(wǎng)

中文分類號：TP277 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2022）05-0175-05

Design of Management Platform for Intelligent Training Room Based on the Internet of Things

WANG Xuefeng， LU Lei， LIU Cheng， YANG Lei， ZHOU Ning

（Anhui Vocational and Technical College， Hefei ?230011， China）

Abstract： Training room is an important practical teaching place in higher vocational colleges. As an important carrier of practical training project teaching， training room plays an extremely important role in the process of realizing the talent training goal of higher vocational education. Combined with the current popular Internet of things technology and based on the management characteristics of the training room of Anhui Vocational and Technical College， a set of intelligent training room management platform combining B/S structure and C/S structure is designed and developed. The platform can realize all-round informatization management of training basic data， open reservation， intelligent access control and attendance， training information big data mining and statistical analysis. Provide more convenient intelligent management， and provide better education and teaching and intelligent and controllable learning environment for teachers and students.

Keywords： training room; intelligent management; Internet of things

0 ?引 ?言

實訓(xùn)室作為實踐教學(xué)中的重要場地，在實踐教學(xué)中扮演著重要的角色。隨著高校實訓(xùn)室規(guī)模的不斷擴大，實訓(xùn)室管理工作也變得越來越繁重和復(fù)雜。

為提高實訓(xùn)室信息化管理水平，擬建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧化實訓(xùn)室管理平臺。物聯(lián)網(wǎng)通過各種信息傳感設(shè)備，實時采集需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種所需的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成一個巨大網(wǎng)絡(luò)[1]。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制[2]。整個建設(shè)將依照“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、突出重點、資源共享”的原則[3]，緊密結(jié)合學(xué)院實際情況及發(fā)展規(guī)劃，提高業(yè)務(wù)管理監(jiān)控效率，以實訓(xùn)教學(xué)統(tǒng)一管理與互動為宗旨，提高實訓(xùn)室資源利用效率，加強實訓(xùn)開放等信息化建設(shè)，服務(wù)于師生，進一步滿足實訓(xùn)室使用者和管理者的需求。

1 ?當(dāng)前實訓(xùn)室管理存在的問題

實訓(xùn)室是高職院校重要的教學(xué)和實訓(xùn)場地。目前我院的實訓(xùn)室共有20余間，現(xiàn)有的實訓(xùn)室尚未完全采用信息化管理，在管理上缺乏科學(xué)合理的方案和舉措，實訓(xùn)室的利用率和維護管理均存在較大的提升空間。新的高校實訓(xùn)室管理內(nèi)容應(yīng)該更全面，如對實訓(xùn)室建設(shè)規(guī)劃的管理、對實訓(xùn)室教學(xué)資源配置的管理、對項目開放政策的應(yīng)用、對實訓(xùn)規(guī)格定位的研究、對實訓(xùn)教學(xué)改革的探討等多方面的內(nèi)容，這些內(nèi)容也會影響實訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量[4]。以下是我院實訓(xùn)室管理現(xiàn)狀的問題匯總：實訓(xùn)教學(xué)排課工作量大、煩瑣無序、靈活性差，開放實訓(xùn)難以管理，缺乏有效監(jiān)督，管理模式落后，管理效率低下，儀器設(shè)備和耗材統(tǒng)計困難，數(shù)據(jù)上報流程復(fù)雜，檔案資料管理落后，實訓(xùn)室信息相互獨立，數(shù)據(jù)共享交換困難，實訓(xùn)室缺乏規(guī)范化、流程化、系統(tǒng)化的管理。

2 ?具體技術(shù)目標(biāo)

2.1 ?實訓(xùn)室管理

實現(xiàn)院系專業(yè)、多個實訓(xùn)教學(xué)中心以及多個實訓(xùn)室的一體化管理，主要包括教學(xué)實訓(xùn)、開放實訓(xùn)、創(chuàng)新實訓(xùn)、實訓(xùn)室開放和實訓(xùn)成績統(tǒng)計。

2.2 ?實訓(xùn)室預(yù)約

通過電腦、手機、平板電腦等途徑進行開放實訓(xùn)預(yù)約。具體包含開放實訓(xùn)預(yù)約、創(chuàng)新實訓(xùn)預(yù)約、實訓(xùn)室開放預(yù)約、儀器預(yù)約、創(chuàng)新基地預(yù)約等。

2.3 ?實訓(xùn)課表顯示

實現(xiàn)在大廳LED大屏、觸摸查詢一體機、門戶網(wǎng)站、手機終端等多個信息發(fā)布媒體上輸出查詢課表安排。包含實訓(xùn)課表、教師課表、用房課表、開放課表、機房課表等。

2.4 ?門禁管理系統(tǒng)

實現(xiàn)實訓(xùn)室刷卡、指紋、人臉識別等多種方式的實時動態(tài)認(rèn)證、身份識別、學(xué)生簽到、考勤。具體包括智能門禁、實訓(xùn)開門、身份識別、上課簽到、進出考勤等。

2.5 ?視頻監(jiān)控管理

實現(xiàn)實訓(xùn)室門禁、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)電控一體化聯(lián)動，實現(xiàn)對實訓(xùn)過程監(jiān)控、對實訓(xùn)儀器使用安全監(jiān)控。具體包含樓道監(jiān)控、實訓(xùn)室監(jiān)控、實訓(xùn)儀器監(jiān)控、實訓(xùn)過程監(jiān)控、實訓(xùn)行為監(jiān)控。

2.6 ?物聯(lián)網(wǎng)電控

實現(xiàn)實訓(xùn)室整體電源控制和分路電源控制、儀器預(yù)約、刷卡開啟實訓(xùn)儀器電源、與門禁聯(lián)動。具體包含儀器預(yù)約、刷卡電控、遠(yuǎn)程通電、遠(yuǎn)程斷電等。

2.7 ?設(shè)備耗材管理

實現(xiàn)實訓(xùn)室資產(chǎn)、設(shè)備、低值耗材一體化管理。具體包括大型儀器共享管理、資產(chǎn)設(shè)備管理、低值易耗品管理等。

2.8 ?數(shù)據(jù)報表管理

實現(xiàn)實訓(xùn)室一體化數(shù)據(jù)查詢、匯總、上報。具體包括資產(chǎn)報表、耗材報表、實訓(xùn)室使用報表、數(shù)據(jù)上報等。

2.9 ?計算機機房管理

實現(xiàn)計算機機房的上機一體化管理、監(jiān)控。具體包括上機課表、上機預(yù)約、設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、行為監(jiān)控等。

2.10 ?信息發(fā)布管理

實現(xiàn)實訓(xùn)室信息發(fā)布、信息交流和查詢。具體包括管理門戶網(wǎng)站、多媒體觸摸查詢、LED大屏輸出、可視化電子地圖等。

2.11 ?資源管理

實現(xiàn)實訓(xùn)室資源的發(fā)布、共享、交流。具體包括新聞發(fā)布、郵件管理、教學(xué)資源管理、論壇管理、互動交流等。

2.12 ?輔助教學(xué)管理

利用新興的輔助教學(xué)手段輔助教學(xué)工作開展。具體包括建設(shè)錄播實訓(xùn)室和微格實訓(xùn)室等新興輔助教學(xué)設(shè)施，對于實訓(xùn)教學(xué)、課程記錄、資源保存及再學(xué)習(xí)均有很大的幫助。

2.13 ?智慧化實訓(xùn)室建設(shè)方案

智慧化實訓(xùn)室建設(shè)方案應(yīng)遵循以下原則：先進性和適用性、開放性和拓展性、兼容性、智能性、交互性。

3 ?總體的建設(shè)要求

實現(xiàn)進入實訓(xùn)室的身份識別、實訓(xùn)室門禁考勤、實訓(xùn)教學(xué)、開放預(yù)約管理、實訓(xùn)室管理、耗材管理、實訓(xùn)信息大數(shù)據(jù)挖掘以及統(tǒng)計分析等，從而推進實訓(xùn)室信息化等全方位立體管理和監(jiān)控，讓實訓(xùn)室的管理更加規(guī)范化、流程化、信息化、科學(xué)性[5]，實現(xiàn)以下目標(biāo)。

3.1 ?總體建設(shè)框架

3.1.1 ?架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計圖

根據(jù)總體建設(shè)要求實現(xiàn)相關(guān)功能，設(shè)計如圖1所示的架構(gòu)規(guī)劃圖。

圖1 ?架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計圖

3.1.2 ?基礎(chǔ)數(shù)據(jù)架構(gòu)拓?fù)鋱D

根據(jù)前期建設(shè)要求，各子模塊數(shù)據(jù)匯總，實現(xiàn)如圖2所示的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)架構(gòu)拓?fù)鋱D。

圖2 ?基礎(chǔ)數(shù)據(jù)架構(gòu)拓?fù)鋱D

3.2 ?具體實施方案

實訓(xùn)室智慧化綜合管理系統(tǒng)平臺采用.net技術(shù)和SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)，B/S結(jié)構(gòu)和C/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合，實現(xiàn)對實訓(xùn)中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實訓(xùn)教學(xué)、開放預(yù)約、資產(chǎn)設(shè)備、耗材、智能門禁考勤、視頻監(jiān)控管理、信息互動展示以及實訓(xùn)信息大數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計分析等全方位信息化管理，如圖3所示。

圖3 ?實訓(xùn)室智慧化管理系統(tǒng)平臺視圖模式

3.2.1 ?系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)管理

做好系統(tǒng)運行所需基本數(shù)據(jù)的設(shè)置，包含基本設(shè)置：院系設(shè)置、課程設(shè)置、班級設(shè)置、教師設(shè)置、學(xué)生設(shè)置、數(shù)據(jù)導(dǎo)入等;系統(tǒng)參數(shù)：學(xué)年學(xué)期、參數(shù)設(shè)置、門禁權(quán)限設(shè)置、視頻監(jiān)控、公共查詢設(shè)置、快捷通道等;用戶管理：用戶管理、學(xué)生/教師注冊審核;實訓(xùn)設(shè)置：實訓(xùn)報告、實訓(xùn)日志、實訓(xùn)指導(dǎo)書。基本用戶數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入系統(tǒng)或直接從一卡通系統(tǒng)獲取，如圖4所示。

3.2.2 ?實訓(xùn)室信息管理

管理實訓(xùn)室、實訓(xùn)人員、安全和評估、實訓(xùn)耗材、實訓(xùn)室建設(shè)等基本實訓(xùn)室事務(wù)。主要包括：實訓(xùn)室管理、實訓(xùn)人員管理、實訓(xùn)耗材管理、實訓(xùn)室建設(shè)。

3.2.3 ?實訓(xùn)教學(xué)管理

對實訓(xùn)教學(xué)進行統(tǒng)一管理，根據(jù)教學(xué)大綱統(tǒng)一安排實訓(xùn)教學(xué)進度。包括實訓(xùn)教學(xué)設(shè)置、實訓(xùn)教學(xué)管理、實訓(xùn)教學(xué)統(tǒng)計、考勤管理等。實訓(xùn)教學(xué)計劃管理模式可實現(xiàn)靈活分批分組排課和考勤管理，多實訓(xùn)室統(tǒng)一安排調(diào)度。

3.2.4 ?開放預(yù)約管理

實訓(xùn)室開放安排以及實訓(xùn)室的開放預(yù)約管理，由實訓(xùn)室管理人員制定，也可以由任課老師申請，管理員審核。實現(xiàn)學(xué)生使用校園一卡通在預(yù)約允許時間段刷卡進入實訓(xùn)室。充分利用房間與儀器設(shè)備，在實踐教學(xué)課程安排之余的空閑時段對學(xué)生全面開放，從而使學(xué)生獲得更多的實訓(xùn)時間，更好地提高實訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實訓(xùn)實踐能力。充分利用實訓(xùn)室資源，有效提高設(shè)備使用率。開放預(yù)約管理界面如圖5所示。

圖4 ?門禁系統(tǒng)流程圖

圖5 ?開放預(yù)約管理界面

3.2.5 ?耗材管理

主要管理資產(chǎn)設(shè)備、耗材的日常業(yè)務(wù)流程（包括設(shè)備的變更、維修、入庫、出庫等）數(shù)據(jù)。各項申請審批在整個平臺的網(wǎng)絡(luò)互動管理中就可以完成，提高了實訓(xùn)室耗材管理、設(shè)備維護水平。耗材管理拓?fù)鋱D如圖6所示。

圖6 ?耗材管理拓?fù)鋱D

3.2.6 ?資源管理

管理員、教師上傳實訓(xùn)教學(xué)資源，包括課件資源、講義資源、報告資源、視頻資源、管理表格、文件管理等，支持視頻及常用格式文件。

3.2.7 ?數(shù)據(jù)顯示監(jiān)測系統(tǒng)

實訓(xùn)室運行數(shù)據(jù)監(jiān)控分析實現(xiàn)對實訓(xùn)室運行情況、運行數(shù)據(jù)的有效分析與監(jiān)控，通過系統(tǒng)實時查看了解當(dāng)前各個院系實訓(xùn)室在用情況、實訓(xùn)教學(xué)情況、實訓(xùn)開放情況等，系統(tǒng)應(yīng)具備實時狀態(tài)數(shù)據(jù)采集及查看、實時狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測等功能。同時可通過LED大屏實施輸出顯示當(dāng)天實訓(xùn)教學(xué)、實訓(xùn)開放情況。該平臺主要檢測實訓(xùn)室的運行和使用效率情況，更好地提高校實訓(xùn)室的資源利用效率。智慧校園管理平臺如圖7所示。

圖7 ?智慧校園管理平臺

4 ?結(jié) ?論

根據(jù)我院實訓(xùn)室的管理現(xiàn)狀，從系統(tǒng)功能實現(xiàn)的角度出發(fā)對本系統(tǒng)進行需求分析，根據(jù)實訓(xùn)室日常管理需求對系統(tǒng)進行總體設(shè)計。對日常實訓(xùn)耗材、國有資產(chǎn)的科學(xué)化管理可減輕實訓(xùn)管理人員的工作量，使管理人員可以把更多的時間和精力投放到實訓(xùn)資源的開發(fā)和實訓(xùn)室管理水平的提升上。創(chuàng)新實訓(xùn)室管理模式，健全完善大型設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)安全管理體系，提升學(xué)院安全管理水平。優(yōu)化實訓(xùn)教學(xué)資源配置與科學(xué)分配機制，為每位學(xué)生提供充足的實訓(xùn)室設(shè)備使用時間。實訓(xùn)室智慧化管理系統(tǒng)可以借助大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的收集整理與深度分析，完善實訓(xùn)教學(xué)數(shù)據(jù)資源庫，為智慧化實訓(xùn)室建設(shè)帶來新的生機與活力，實現(xiàn)所有實訓(xùn)資源共享，提供舒適、健康、安全的實訓(xùn)教學(xué)和管理工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：王雪峰（1988—）男，漢族，安徽合肥人，助教，碩士研究生，研究方向：實訓(xùn)室管理、汽車檢測與維修的教學(xué)與研究。