基于智慧校园的实验室构建与研究
来源:用户上传
作者:邓永强
摘 要：近些年来，随着智慧校园的普及推广与应用，高校实验室也可以依托于物联网、云计算等新兴技术实现信息化管理过程。最重要的是，实验室可以借助信息化管理技术推动实验室建设水平的不断发展，利于各项研究工作的顺利开展。鉴于智慧校园实验室建设问题的重要性，本文主要以智慧校园为研究背景，针对当前实验室构建情况与研究情况进行重点分析，以期可以给相关人员提供一定的借鉴价值。
关键词：智慧校园 实验室 构建问题 信息化管理
中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0197-02
高校实验室作为教师与学生开展科研调查活动的主要阵地，不仅可以为各项研究工作提供安全保障，同时也可以为高校开展教学提供活动场所。结合当前发展情况来看，随着智慧校园建设理念的不断贯彻，高校实验室构建工作摒弃传统建设模式，主张结合新兴技术，如物联网技术、信息化技术等实现优化构建目标。重点针对实验室管理平台信息化建设工作、制度程序规范工作等进行研究与分析，确保可以逐步顺利构建科学、合理的实验室体系。
1 智慧校园的综合概述
所谓的智慧校园主要是指以物联网技术为重要依托，实现智慧化校园工作、学习与生活的一体化管理，为校园营造出智慧化、信息化的服务环境。在智慧校园管理下，教学、科研以及管理等工作会融合为一体，逐步渗透于日常管理当中[1]。根据当前智慧校园的建设情况来看，其主要表现出的应用优势集中体现于下述几个方面当中。
一方面，可以为广大师生群体提供智能感知环境与综合信息服务平台，并根据师生群体的实际需求，制定适合自身需求的个性化服务模式。同时，利用计算机网络的服务功能，将智慧校园建设理念引入并融入到学校各个建设方面，实现信息化管理要求。另一方面，利用智能感知环境与综合信息服务平台，与外界实现信息交互与管理，确保信息资源得以共享。
从应用层面上来看，智慧校园管理系统主要以物联网技术为核心技术，在课堂教学工作或者其他教学管理工作当中，体现出智慧教学、数据自动采集等功能优势。最重要的是，智慧校园管理系统在一定程度上可以集中体现物联网应用层、网络层以及信息层的相关内容，并借助传感器技术、RFID技术等，实现信息交互与资源共享等功能，满足智慧校园管理系统对事物的跟踪管理与智能识别要求[2]。
2 基于智慧校园的实验室构建与研究
2.1 实验室管理装置构建问题研究
多数高校在前期建成了无线基础设施，几乎校园内的所有学生都可以利用高宽带传输特点实现数据接入。目前，对于智慧校园实验管理装置的构建问题，学校方面可以结合以往无线基础设施，从门禁、电源控制模块、终端控制模块以及设备装置的可用性与可扩展性方面入手。联合物联网技术与信息技术实现对上述模块问题的集中管理，具体如下。
门禁、电源控制模块可以利用物联网技术控制功能加强对实验室门禁系统的控制力度，通过设立规定时间确保门禁系统可以在规定期间内对外开放。终端控制模块主要以单机主控模块与无线网络传输技术为主，借助ZIgBee技术、WLAN技术等优势，完成各类信息的传输工作。設备装置的可重用性与可扩展性一般多体现在实验室改建过程当中，该设备当中保留以往实验室的资源数据，可以针对部分参数问题进行重新设置与管理[3]。
2.2 实验室构建要点研究
2.2.1 装置无线通信模块
无线通信模块作为智慧校园实验室构建的核心内容，一般多负责实现数据通信与传输工作。介于校园内部存在WiFi信号覆盖的特点，因此管理人员在使用无线WiFi的过程中，可以实现对大量数据的传输与管理。其中，各网络通信模块在连接方面上，主要以连接到主控模块MCU为主。
需要注意的是，在此过程中必须设置外置天线，以便完成信号发射工作。其中，ZIgBee模块主要针对实验室门禁系统进行控制化管理。如在上课期间将门开启、无人期间将门关闭。另外，GPS定位模块一般多用于服务器管理当中，通过定位功能实现对服务器运行状态的实时管理，以便可以为实验室各项设备的安全运行提供保障[4]。
2.2.2 装置硬件结构与功能
装置硬件结构与功能主要集中体现在实验室门结构上面，设计过程中需要严格根据装置供电问题，以交流电形式实现供电过程。或者是利用相关蓄电池实现装置供电过程。根据实际情况来看，该装置主要以无线传输模块与天线模块为主，实现日常通信过程。
并积极与服务器之间进行互连，确保服务器时间信息以及其他信息准确合理。另外，在指纹识别模块的设计方面，一般多以FLASH中存储的管理员指纹信息为主，当装置出现信息错误时，将无法启动门禁系统，此时可以利用指纹信息进行启动。
2.2.3 装置的软件设计
装置的软件设计作为智慧校园实验室设计的关键内容，一般多围绕教师、学生、实训室管理员以及系统管理员进行设计与管理。以学生为例，学生可以通过网页或者移动客户端平台登录系统，完成个人信息修改工作或者是课程实验室所在位置等内容。同时，还可以根据平台信息查询自己的课程信息，如上课时间等。教师人员则可以利用实验室管理平台上传与本节课实验相关的资源信息。
或者相关文件等，让学生及时浏览以便深化课堂教学效果。实验室管理人员可以借助该系统阐明实验室使用情况，并根据相关数据内容制作成表，以便后续管理应用。而系统管理人员可以根据系统装置的运行状态，针对错误消息以及代码问题等进行合理研究与分析，确保信息资源真正意义上实现共享、互动要求。同时，借助ZIgBee技术、WLAN技术等优势，完成各类信息的传输工作。 3 基于智慧校园的实验室安全管理问题分析
当前，随着实验室信息化管理网络平台的不断优化与改进，促使高校实验室在信息化、智慧化管理方面取得了良好的成果。如利于仪器设备以及人员等资源进行合理配置或者规划管理，促使管理范围以及规模不断趋于标准化方向发展。为确保信息资源真正意义上实现共享、互动要求，建议管理人员应该针对智慧校园实验室安全管理问题进行重点研究与分析。
可以从适当加强实验安全培训教育、构建科学合理的安全教育管理机制、强化实验室网络信息化管理等方面入手，力求从多个方面统筹规划、合理部署，落实隐患问题并加强整改治理，确保信息化实验室得以安全应用。除此之外，对于实验室危险品化学管理系统以及防控设施建设等问题进行加以重视，以期可以为实验室管理系统的长足应用提供保障[5]。
4 结语
目前，随着教育信息化工作的不断深入，信息化手段已经广泛服务于实验教学、科研与管理工作当中，甚至已经演变成为高校实验室改革发展的必然趋势。根据实际作用情况来看，依托于智慧校园搭建的实验室管理系统初步实现了信息化管理要求，在资源数据方面可以实现共享目标。最重要的是，进一步实现实验室网络信息化管理方法，可以促进实验室管理的优化发展，利于提高实验室运行效率与安全管理效果。相信在未来的发展中，基于智慧校园的高校实验室管理平台会得到更好的發展与建设，让我们拭目以待！
参考文献
[1] 王虹，王军.基于“智慧校园”的高校实验室安全管理平台建设[J].实验技术与管理，2019，36（2）：49-52.
[2] 阳亚平，黄春云，杜开颜.基于智慧校园的网络信息安全实验室建设研究——以福建省福州第八中学为例[J]. 福建广播电视大学学报，2018（2）：5-8.
[3] 梁川.构建物联、互联、智能化的智慧计算机实验室[J]. 电脑知识与技术，2018，14（20）：277-278.
[4] 周春月，闫子淇.基于物联网技术的智慧实验室架构研究[J]. 实验室研究与探索，2014，33（5）：239-243.
[5] 刘昌鑫，陈慧娟，欧阳春娟，等.物联网技术支持下的高校智慧实验室构建探析[J].中国教育信息化，2016（7）：54-56.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15192238.htm
