基于傳感網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能管理的設(shè)計(jì)
2017-05-16 00:24:58胡偉郭龍李啟貴熊凱
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2017年4期
胡偉+郭龍+李啟貴+熊凱
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地方大學(xué)實(shí)驗(yàn)室逐漸凸顯出智能化和信息化水平低，管理不方便等問題，為了提高實(shí)驗(yàn)室管理效率，文中設(shè)計(jì)了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。通過嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線射頻技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等制備了Android手機(jī)客戶端和PC客戶端軟件，通過無線通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)室管理各種應(yīng)用子系統(tǒng)，用手機(jī)或者計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制管理終端實(shí)驗(yàn)室。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)驗(yàn)室；智能管理；Android
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）04-0-04
0 引 言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的行業(yè)把精力投注到管理層，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來說，如果沒有一套簡(jiǎn)便、有效的管理系統(tǒng)，那么對(duì)其進(jìn)行管理就是一件耗時(shí)且棘手的事，因此針對(duì)上述問題提出了新的法案，開發(fā)一套完整的基于傳感網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)。在飛速發(fā)展的當(dāng)今世界，計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代教學(xué)中扮演著越來越重要的角色，越來越多的學(xué)習(xí)資源都需要通過計(jì)算機(jī)從網(wǎng)上獲取，由此增大了計(jì)算機(jī)的需求量，同時(shí)也帶來相應(yīng)的問題，如不能實(shí)時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行監(jiān)控以節(jié)省電能，避免計(jì)算機(jī)打開而無人使用等問題。此外，還增加了實(shí)驗(yàn)室管理的難度，因此有必要開發(fā)一套基于傳感網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)，提高實(shí)驗(yàn)室的管理效率，為學(xué)生能夠更好的上機(jī)做相應(yīng)的準(zhǔn)備。
1 項(xiàng)目背景與需求分析
在高校里，實(shí)驗(yàn)室主要用于課上教學(xué)以及學(xué)生課余學(xué)習(xí)，因此實(shí)驗(yàn)室在高校的使用頻率很高，而且計(jì)算機(jī)也容易出現(xiàn)問題，故實(shí)驗(yàn)室管理員需要每天對(duì)其進(jìn)行檢查，每周檢修。為了能讓學(xué)生們能更加自由的使用計(jì)算機(jī)，管理員能夠更好地進(jìn)行管理工作，開發(fā)一套管理系統(tǒng)很有必要，不僅可以減輕實(shí)驗(yàn)室管理員的勞動(dòng)力強(qiáng)度，提高實(shí)驗(yàn)室管理水平，還可提高實(shí)驗(yàn)室的利用率、工作質(zhì)量及效率，并確保穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室管理和良性運(yùn)行，保證學(xué)生正常上機(jī)操作，同時(shí)使計(jì)算機(jī)管理技術(shù)的運(yùn)用達(dá)到最優(yōu)。針對(duì)以上問題，分析后開發(fā)了一個(gè)基于傳感網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)。
基于傳感網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)不僅可以大大減輕實(shí)驗(yàn)室管理員的工作負(fù)荷，提高管理效率，在傳感網(wǎng)條件下，即使實(shí)驗(yàn)室增加再多的設(shè)備也可以通過該管理系統(tǒng)對(duì)所有計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，具有良好的管理效果。
此外，該系統(tǒng)采用了目前最為流行和使用最多的客戶端模式，便于用戶和管理員溝通，使用者在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)可及時(shí)向管理員發(fā)起遠(yuǎn)程技術(shù)支持。在了解了傳感網(wǎng)管理系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備需求和工作原理后，從該管理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)方面考慮其開發(fā)的可行性，由于科學(xué)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，電子設(shè)備會(huì)越來越廉價(jià)，因此實(shí)驗(yàn)室更新或增加物理設(shè)備時(shí)就可以節(jié)省一定資金。此外，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)降低了實(shí)驗(yàn)室管理員的工作強(qiáng)度，節(jié)約了人力和物力等資源。
2 項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
與傳統(tǒng)管理系統(tǒng)相比，文中設(shè)計(jì)的管理系統(tǒng)在啟動(dòng)進(jìn)入功能訪問界面時(shí)速度更快，進(jìn)入應(yīng)用程序時(shí)大大降低了死機(jī)或者功能無響應(yīng)等情況出現(xiàn)的概率。由于本管理系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)使用者而開發(fā)的，對(duì)界面進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，將各管理功能模塊清晰地呈現(xiàn)在使用者面前，使用戶能夠感受到此管理系統(tǒng)的友好，輕快與便捷。
本系統(tǒng)的開發(fā)需要分布式網(wǎng)絡(luò)集中控制主機(jī)，一臺(tái)為教師端電腦，其他計(jì)算機(jī)連接實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，并安裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理辦公軟件，本系統(tǒng)采用的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為Office2010 Access。分布式網(wǎng)絡(luò)集中控制主機(jī)是基于RS 485通訊傳輸方式構(gòu)造的智能網(wǎng)絡(luò)集中控制設(shè)備。該設(shè)備集成網(wǎng)絡(luò)通訊、RS 485總線通訊、SD存儲(chǔ)等硬件設(shè)施。通過RS 485總線可以將分布在不同位置的開關(guān)執(zhí)行器、環(huán)境采集器、開關(guān)輸入采集器等不同節(jié)點(diǎn)接入控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)E-R圖如圖1所示。
3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
3.1 登錄
實(shí)驗(yàn)室管理員或教師需要管理實(shí)驗(yàn)室時(shí)，可在辦公室或家中通過能聯(lián)網(wǎng)的電子設(shè)備輸入實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的網(wǎng)址。系統(tǒng)登錄流程圖如圖2所示。
3.2 系統(tǒng)管理界面
3.2.1 節(jié)點(diǎn)控制
在該菜單欄里可以清楚了解到節(jié)點(diǎn)（即計(jì)算機(jī)）數(shù)量，并可在任何時(shí)候關(guān)閉運(yùn)行中的節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)的重新啟動(dòng)，開放的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，手動(dòng)打開節(jié)點(diǎn)），方便快捷，大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)室管理員或老師的時(shí)間和精力。
3.2.2 節(jié)點(diǎn)視頻
節(jié)點(diǎn)視頻。如果實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有監(jiān)控，可以使用監(jiān)控觀察實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)。
3.3 設(shè)備配置
通過界面來配置實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的時(shí)間設(shè)置、亮度、睡眠、防火墻等。
3.4 系統(tǒng)配置
通過系統(tǒng)配置可以清楚看到節(jié)點(diǎn)的信息（網(wǎng)絡(luò)端口，MAC地址、設(shè)備IP地址等）。
3.5 核心代碼
核心部分代碼如下所示：
if（id==0xffff） {
/***如果id 號(hào)的后十六位為1，執(zhí)行***/
node=null；
type=eky.findDevicetype（nt）.object；
nt =”devtype=”+nt；
}else{
/***否則，獲取node的id號(hào)和狀態(tài)***/
nt=null；
node=eky.findNode（id）；
type=node.getTypeObject（）；}
/***當(dāng)node存在時(shí)***/
if（node）{
/***獲取主節(jié)點(diǎn)的id以及執(zhí)行其功能***/
father.sendcmd（id， cmd， function（httpresp） {
var json = eval（‘（‘+httpresp.responseText+））；
/***當(dāng)有子節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)時(shí)，有AJAX獲取主節(jié)點(diǎn)的CMD，和taskret***/
if（json.Statu）{
cmd=”op=readresp&tid=”+json.taskid；
father.ajax_get（cmd， function（taskret）{
var resp = eval（‘（‘+taskret.responseText+））；
/***用于判斷子節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、是為false、還是true***/
node.setStatu（m==1？true：false）；
/***為系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)定時(shí)刷新的時(shí)間***/
window.clearTimeout（refreshtimer）；
/***刷新***/
refreshStatu（）； }）； }
/***子節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求獲取一個(gè)新的時(shí)間***/
node.setRequesttime（new Date（）.getTime（））；
/***當(dāng)時(shí)間到達(dá)1 500 s時(shí)，主節(jié)點(diǎn)關(guān)閉***/
setTimeout（function（）{father.Close（）； }， 1500）；
}）；
}else{
/***http對(duì)主節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)后的id***/
father.sendcmd（id， cmd， function（httpresp）{
/***定義一個(gè)json為text類型***/
var json = eval（‘（‘+httpresp.responseText+））；
//判斷json的狀態(tài)
if（json.Statu）{
//當(dāng)i< i for（var i=0； i //node被賦值為新的eky.getNodeByIndex node = eky.getNodeByIndex（“NHRO-SCP”，i）； if（node！=null） { //如果node不為空時(shí)，判斷其狀態(tài) node.setStatu（m==1？true：false）； }} //傳送主鍵id，c，s function sendkey（id，c，s） { //定義type，cmd，node var type=eky.findDevicetype（“NHRO-SCP”）.object； var cmd=type.findCommand（“WRITE”）； var node = eky.findNode（id）； //如果子節(jié)點(diǎn)為空，顯示“找不到節(jié)點(diǎn)” if（node==null） alert（“找不到該節(jié)點(diǎn)”）； //輸入事件源node 的id cmd.findParament（“INODEID”）.setValue（id）； cmd.findParament（“EVENTTYPE”）.setValue（1）； cmd.findParament（“ED”）.setValue（s< cmd.findParament（“EM”）.setValue（1< //傳送主節(jié)點(diǎn)的cmd（包含0fff，cmd，httpresp） father.sendcmd（0xffff， cmd， function（httpresp） { setTimeout（function（）{father.Close（）； }， 1500）； }， “devtype=NHRO-SCP”）； } 界面布置及設(shè)置如下所示： if（node==null） continue； n = ‘rt_control_ch+i； if（node.isOnline（））{ l = “在線”； ++online； m = node.getModel（）？”自動(dòng)”：”手動(dòng)”； p = （node.getStatu（）===true）？”打開”：”關(guān)閉”； } else { l = “離線”； m=p=”--”； } str = ‘關(guān)閉}else{str = ‘打開； } //當(dāng)節(jié)點(diǎn)在線時(shí)，能有如下操作： if（node.isOnline（））{ l = “在線”； ++online； if（node.getStatu（）） { m = node.getDimming（）； if（m==0xffff） m = “unkown”； p = “打開”； } else { m = “--”； p = “關(guān)閉”； } } else { l = “離線”； p=”--”； } str = ‘昏暗?；?；?；?；； str += ‘溫馨；?；?；?；； str += ‘明亮?；?；?；?；； str += ‘關(guān)閉； }else{str = ‘昏暗?；?；?；?；； str += ‘溫馨?；?；?；?；； str += ‘明亮?；?；?；?；； str += ‘打開； 節(jié)點(diǎn)類型： NHRO-SCP 手動(dòng)打開定時(shí)打開節(jié)點(diǎn)關(guān)閉 點(diǎn)擊控制列的文字操作端口，自動(dòng)模式時(shí)不允許手動(dòng)控制。 ?； ?； 4 結(jié) 語(yǔ) 基于傳感網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)主要從學(xué)生使用情況的角度設(shè)計(jì)和開發(fā)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室里每臺(tái)計(jì)算機(jī)的使用情況，從而對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。對(duì)于某些處于開機(jī)狀態(tài)但卻無人使用的計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)室管理員可以通過遠(yuǎn)程操控對(duì)其關(guān)閉，避免造成資源浪費(fèi)；基于傳感網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)可以通過下載手機(jī)App對(duì)其實(shí)時(shí)關(guān)注，實(shí)現(xiàn)工作、管理兩不誤。 參考文獻(xiàn) [1]深圳市晶通物控科技開發(fā)有限公司[Z]. [2]鄭留帥，朱迪.基于手機(jī)WIFI的智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用， 2015（6）：86-87. [3]藍(lán)方軍.Access 2010數(shù)據(jù)庫(kù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013. [4] KC Almeroth，M Hasan. Al-Shaer.Management of multimedia on the internet[J].Springer，2001，2（4）：563-575. [5] TS Dillon，E Chang，F(xiàn) Hussain，et al.Advances in web-age information management[J].Journal of Pediatric Gastroenterology & Nutrition，2007，45（2）：204-215. [6] Laudon，K enneth C.Management Information Systems[M].Oversea Publishing House，2003. [7]李樹波，付潔.高校計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)室管理的實(shí)踐與探索[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，5（12）：82-83. [8]周開利，黎娟，劉江豪.基于物聯(lián)網(wǎng)的開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014，4（7）：85-87. 2017年04期 客服熱線：400-656-5456??客服專線：010-56265043??電子郵箱：longyuankf@126.com 電信與信息服務(wù)業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可證：京icp證060024號(hào) Dragonsource.com Inc. All Rights Reserved 節(jié)點(diǎn)總數(shù)： 個(gè)自動(dòng)模式： 個(gè)當(dāng)前在線： 個(gè)打開狀態(tài)： 個(gè)節(jié)點(diǎn)總數(shù)： 個(gè)編號(hào) 類型 地址 名稱 在線 模式 狀態(tài) 操作 
公司地址: 北京市西城區(qū)德外大街83號(hào)德勝國(guó)際中心B-11
編號(hào) 類型 地址 名稱 在線 調(diào)光值 狀態(tài) 操作
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