基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室檔案管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉　燕青島大學資產(chǎn)管理處，山東青島　　266071

基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室檔案管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉燕
青島大學資產(chǎn)管理處，山東青島266071

摘要近些年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步發(fā)展和廣泛應(yīng)用，基于該技術(shù)的高校實驗室檔案管理信息化建設(shè)，已經(jīng)成為我國高校管理工作實現(xiàn)信息化發(fā)展的必然選擇。本文結(jié)合我國高校實驗室檔案管理工作內(nèi)容，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點，對基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室檔案管理系統(tǒng)需求進行了分析，提出了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的實驗室檔案管理系統(tǒng)構(gòu)架與功能模塊設(shè)計方案，對于有效提高實驗室檔案管理信息化水平，優(yōu)化教學工作與資源配置，提高實驗室檔案安全性等方面均具有十分重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)；高校實驗室；檔案管理系統(tǒng)；設(shè)計

近些年來，由物聯(lián)網(wǎng)所引領(lǐng)的全球信息化浪潮迅速推進，物聯(lián)網(wǎng)（RFID）已經(jīng)成為一種新型數(shù)據(jù)信息傳輸方式，該技術(shù)借助于無線射頻方式，在標簽、閱讀器間展開非接觸性的雙向信息傳輸，以便有效實現(xiàn)目標識別與信息交換。

對于典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言，主要包括讀寫器、天線、射頻電子標簽三大組成部分，屬于一項集識別、編碼、通信、載體多技術(shù)于一體的新型技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的工作原理，是借助于無線電波，針對所標記媒體加以讀取、識別，其最顯著的特點即其非接觸性。具體應(yīng)用過程中，物聯(lián)網(wǎng)中的讀寫器負責對具有某一相同格式的信息寫入物聯(lián)網(wǎng)標簽中，再將該標簽附著于有待識別的物體表面。借助于讀寫器，實現(xiàn)了電子標簽中各種數(shù)據(jù)信息的非接觸性讀取與識別，因而賦予了該技術(shù)非接觸性采集、遠程物體信息識別、無線傳輸?shù)榷喾N功能。

1　系統(tǒng)需求分析

高校實驗室檔案主要包括兩方面：一是實驗教學類檔案資料。包括實驗課程報、排課表及有關(guān)各學期統(tǒng)計與總結(jié)的課時數(shù)、人數(shù)、教師及所開設(shè)課程具體的情況等數(shù)據(jù)，還包括實驗教學大綱、授課計劃、指導書，教學記錄、實驗報告等一系列資料。二是實驗室內(nèi)部管理檔案資料。例如，我國及高校所下發(fā)政策文件、內(nèi)部存檔重要通知與文件、規(guī)章制度、考核評估、獲獎證書等材料、技術(shù)設(shè)施改造施工圖、安管資料、機房設(shè)備、軟件檢修、文獻資料、開放記錄、安全資料、會議記錄、師生交接與考勤記錄、衛(wèi)生檢查及內(nèi)部人員相關(guān)資料。對于各種檔案資料而言，分別依據(jù)紙質(zhì)、電子檔案資料分別存檔。

高校實驗室檔案管理內(nèi)容多、涉及范圍廣、種類雜、檔案收集周期長，不少檔案資料以學期為基本單位進行收集和整理，屬于一個動態(tài)過程，因此，需要及時對檔案資料進行整理，再加上所涉及教務(wù)工作者、學生即實驗室人員的檔案資料數(shù)量頗多，所需收集資料繁雜、凌亂，為實驗室檔案管理工作帶來了諸多困難。

隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的逐步成熟及應(yīng)用范圍的不斷擴大，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢越來越顯著。基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室檔案管理系統(tǒng)，立足實現(xiàn)實驗室檔案資料收集過程的信息化，保管與資源利用的數(shù)字化，并將其分散于各載體中，將來自不同位置的資源用信息化形式進行存儲，借助于物聯(lián)網(wǎng)與計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實現(xiàn)高校實驗室檔案資源管理的自動化，為實驗室教學與評估提供必要的資料與數(shù)據(jù)。

2　基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室檔案管理系統(tǒng)的構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通用架構(gòu)及高校實驗室檔案管理系統(tǒng)的需求，提出了高校實驗室檔案管理系統(tǒng)架構(gòu)，見圖1。系統(tǒng)架構(gòu)自下到上共分三層，下層為識別層，負責對檔案資源進行標識、識別與檢測，并對檔案資源環(huán)境進行感知與處理；中層為網(wǎng)絡(luò)層，負責接入下層傳感器等識別設(shè)備，并對下層所收集信息進行傳輸和處理；上層為應(yīng)用層，負責系統(tǒng)檔案資源的管理，并為用戶提供信息化服務(wù)。

2.2 WSID節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

就檔案資源的標識、識別與管理而言，本文采用的是物聯(lián)網(wǎng)RFID系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括三部分，即電子標簽、讀寫器、應(yīng)用軟件，有效實現(xiàn)了標簽的生成、查詢、銷毀與跟蹤定位等一系列功能。就電子標簽硬件系統(tǒng)而言，包括電子標簽、閱讀器、PC終端、網(wǎng)絡(luò)，借助于傳感器、RFID相關(guān)設(shè)備，對電子標簽信息進行接收和傳輸，實現(xiàn)了檔案資源與儲位的自動化識別。

以RFID為基礎(chǔ)的高校實驗室檔案管理流程如下：由RFID閱讀器將以EPC編碼機制為基礎(chǔ)的檔案資源信息寫入電子標簽之中，并將該電子標簽貼至檔案上。在固定式與移動式RFID閱讀器的相互配合下，針對RFID的標簽信息加以正確讀取和科學處理。通常將固定式RFID閱讀器設(shè)置于實驗室檔案室墻面上，移動式閱讀器則由實驗室檔案管理工作人員隨身攜帶，以便對標簽信息進行實時讀取，及時掌握實驗室檔案資源有關(guān)信息。對于實驗室檔案室環(huán)境監(jiān)測，本文采用溫濕度、煙霧傳感器，能夠?qū)n案室環(huán)境信息進行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測，同時結(jié)合視頻傳感器的使用，對實驗室檔案室進出人員進行監(jiān)控。但是對于檔案資源的遠距離管理，基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室檔案管理系統(tǒng)就顯得較為無力。這是由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通訊距離通常保持在幾米甚至更短，且RFID閱讀器之間缺乏通訊與交互能力。為實現(xiàn)遠距離獲取固定式RFID閱讀器所接收的數(shù)據(jù)信息，本文采用傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，進行了網(wǎng)絡(luò)化閱讀器設(shè)計，進而有效彌補遠距離通信困難的缺陷。本系統(tǒng)將RFID與WSN相結(jié)合，對WSID節(jié)點及其網(wǎng)絡(luò)進行了設(shè)計，極大地彌補了RFID通訊距離短、WSN安全性差等缺陷。

WSID節(jié)點而言，其軟件系統(tǒng)主要包括面向應(yīng)用的任務(wù)、嵌入操作系統(tǒng)、無線通訊協(xié)議等，一般而言，可將WSID節(jié)點分為兩大部分，即系統(tǒng)層與用戶層。其中，前者包括硬件平臺及其抽象層、核心層，后者主要包括資源配置層、調(diào)用層等。就系統(tǒng)層而言，下層的硬件平臺由收發(fā)器、微處理器、傳感器、讀寫器等構(gòu)成。而核心層負責進程及內(nèi)存管理等。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

系統(tǒng)共包括六大功能模塊，如圖2所示。

1）內(nèi)部管理模塊。負責對實驗室總體檔案信息進行管理，如管理機構(gòu)、各機構(gòu)信息、項目設(shè)置、實驗室各項規(guī)章制度。2）管理隊伍模塊。負責實驗室管理人員基本信息、培訓、業(yè)績、崗位日志、考核信息等的管理。3）實驗室建設(shè)模塊。負責實驗室建設(shè)項目的申請、審批、評審、驗收及匯總信息管理。4）教學檔案模塊。負責收集實驗教學相關(guān)信息，如教學計劃、任務(wù)、教學過程及效果統(tǒng)計信息管理。5）設(shè)備管理模塊。負責對實驗室購置儀器、設(shè)備的入庫、歸還、領(lǐng)用、報修、運行情況、耗材及使用統(tǒng)計信息進行管理。6）系統(tǒng)管理模塊。包括系統(tǒng)維護與辦公模塊等，負責用戶及信息管理、通知發(fā)布、在線咨詢、權(quán)限修改等。師生可以通過電腦、手機等進入該系統(tǒng)，對實驗室設(shè)備進行預約，并對檔案進行查閱，或觀看實驗操作指南等。

3　結(jié)論

隨著信息化時代的到來，高校實驗室檔案管理信息化建設(shè)已經(jīng)成為大勢所趨，也成為高校管理水平高低的重要衡量標準之一。本文借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對高校實驗室檔案管理信息化系統(tǒng)進行了設(shè)計，極大地提高了檔案管理水平與教研工作效率，促使操作更靈活、更便捷，進一步優(yōu)化了教學資源配置，進一步保證了實驗室檔案管理的科學性與合理性。

參考文獻

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中圖分類號TP39

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）141-0139-01