構(gòu)建物聯(lián)、互聯(lián)、智能化的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

梁川

摘要：隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)與優(yōu)化，為我國智慧校園的建設(shè)做出了較大貢獻(xiàn)。作為我國智慧校園中的重要組成部分，其智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建不僅關(guān)系著我國智慧校園的建設(shè)水平與質(zhì)量，而且對于我國智慧校園的全面化發(fā)展也具有重要影響。基于此，本文將構(gòu)建物聯(lián)、互聯(lián)、智能化的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室作為具體的研究內(nèi)容。通過對智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀進(jìn)行簡單的分析與闡述，進(jìn)而分別從物聯(lián)、互聯(lián)、智能化的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)兩方面進(jìn)行詳細(xì)的研究與思考。本文旨在為智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究提供幾點(diǎn)參考性建議，并為智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建立提供積極的推動作用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)；互聯(lián)；智能化；智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）20-0277-02

近年來，智慧校園的建立越加普及，而智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建不僅為校園計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的使用優(yōu)化做出一定貢獻(xiàn)，而且還為校園發(fā)展的智能化起到積極的推動作用。故而本文對構(gòu)建物聯(lián)、互聯(lián)、智能化的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究與分析。

1智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀

1.1 智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室概述

隨著我國智能化技術(shù)的研發(fā)以及智能化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，我國教育領(lǐng)域中也逐漸開始對智能化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，并在對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行智慧化建設(shè)的過程中進(jìn)行大量的應(yīng)用。作為智慧校園建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需要將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信工程技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能控制技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)等多種先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，為實(shí)驗(yàn)室的智慧化的構(gòu)建奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

1.2智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)特色

在對智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)特色進(jìn)行詳細(xì)的研究過程中，本文主要從以下幾方面進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析。第一方面，智慧實(shí)驗(yàn)室能夠通過對感知技術(shù)的使用對實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、光照等環(huán)境情況進(jìn)行顯示，并且能夠全方位地獲取實(shí)驗(yàn)室中的環(huán)境情況，進(jìn)而對不適宜的溫度情況、濕度情況進(jìn)行調(diào)整，以保障實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境情況處于適宜的狀態(tài)[2]。第二方面，智慧實(shí)驗(yàn)室能夠通過對通信技術(shù)的應(yīng)用將孤立數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并對教師與學(xué)生的溝通渠道進(jìn)行建立，利用實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)教師可對學(xué)生的歷史考勤記錄進(jìn)行管理，學(xué)生可以對自己的實(shí)驗(yàn)作業(yè)或者試驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行上交，教師可以接收學(xué)生上傳的電子作業(yè)并直接利用系統(tǒng)進(jìn)行評分。第三方面，智慧實(shí)驗(yàn)室能夠通過對云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用將與課程內(nèi)容的知識上傳至云端，進(jìn)行計(jì)算資源的共享，進(jìn)而為學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力提升起到積極的推動作用。

2 物聯(lián)、互聯(lián)、智能化的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對物聯(lián)、互聯(lián)、智能化的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究的過程中，本文主要從以下三方面進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析。第一方面，教師端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第二方面，學(xué)生端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第三方面，通信方面的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1 教師端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于教師端的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建中不可缺少的重要部分，能夠保障實(shí)驗(yàn)室軟件方面的智能化發(fā)展。故而，本文在對實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，重點(diǎn)對教師端系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文主要從以下幾方面對教師端的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的論述與設(shè)計(jì)分析。第一方面，建立起教師登錄注冊模塊。通過該模塊教師利用自身的工號進(jìn)行教師賬戶的注冊，并設(shè)置教師的系統(tǒng)信息。第二方面，建立起教師系統(tǒng)配置模塊。通過該模塊對教師的實(shí)際課程情況進(jìn)行展現(xiàn)，例如：采用表格的方式對教師當(dāng)天的課程進(jìn)行展現(xiàn)[3]。第三方面，建立起教師學(xué)生信息管理模塊。通過該模塊對學(xué)生的實(shí)際課程情況進(jìn)行管理。例如：查看學(xué)生現(xiàn)階段的上課狀態(tài)，對學(xué)生的歷史考勤記錄進(jìn)行管理，接收學(xué)生上傳的電子作業(yè)，并且進(jìn)行評分。第四方面，建立起教師設(shè)備管理模塊。通過該模塊對教師自身的設(shè)備情況進(jìn)行檢查與管理，例如：教師可以利用該模塊對設(shè)備損壞以及維修的記錄進(jìn)行管理與查看。第五方面，建立起環(huán)境數(shù)據(jù)展示模塊。通過該模塊對教師實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、光照等環(huán)境情況進(jìn)行檢查與管理。

2.2 學(xué)生端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于學(xué)生端的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)構(gòu)建中的必要部分，與教師端的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)處于合作應(yīng)用的情況中，能夠保障實(shí)驗(yàn)室軟件方面的智能化發(fā)展。故而，本文在對實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，不僅對教師端的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且還對學(xué)生端的系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。本文主要從以下幾方面對學(xué)生端的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的論述與設(shè)計(jì)分析。第一方面，學(xué)生登錄模塊，通過該模塊的建立進(jìn)行學(xué)生用戶的登錄。第二方面，學(xué)生簽到模塊。通過該模塊的建立進(jìn)行學(xué)生的課程簽到活動，并將對學(xué)生的簽到時(shí)間、簽到次數(shù)、簽到情況等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行展現(xiàn)與記錄。第三方面，學(xué)生實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收申請模塊。通過該模塊的建立進(jìn)行學(xué)生的試驗(yàn)成果的回收活動，在學(xué)生對教師布置的任務(wù)進(jìn)行完成后，提出上交申請，堅(jiān)實(shí)同意后，接收任務(wù)試驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行記錄與統(tǒng)計(jì)。第四方面，學(xué)生簽出模塊。通過該模塊的建立進(jìn)行下課的記錄以避免有學(xué)生早退情況的出現(xiàn)。第五方面，學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告模塊。通過該模塊學(xué)生可以按照課程中的分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交，并按照具體的規(guī)則對實(shí)驗(yàn)報(bào)告版本進(jìn)行規(guī)范。第六方面，環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊。通過該模塊可以對實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、光照等環(huán)境情況進(jìn)行顯示。

2.3 通信方面的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的通信設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)構(gòu)建中的重要組成部分，發(fā)揮著溝通教師端以及學(xué)生端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的重要作用，能夠保障實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的應(yīng)用具有良好的效果。故而，本文在對實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，不僅對教師端與學(xué)生端的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且還對通信方面的系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。本文主要從以下幾方面對通信系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的論述與設(shè)計(jì)分析。第一方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。第二方面，學(xué)生機(jī)與RFID系統(tǒng)之間的通信設(shè)計(jì)。在該種通信設(shè)計(jì)中將學(xué)生的數(shù)據(jù)信息儲存在ERC之中，利用ERC與RFID系統(tǒng)進(jìn)行溝通聯(lián)系。與第三方面，學(xué)生端機(jī)器與教師端機(jī)器之間的通信。在該種設(shè)計(jì)中教師端與學(xué)生端使用Socket通信進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教師端與學(xué)生端的溝通。

3 物聯(lián)、互聯(lián)、智能化智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的架構(gòu)

在對物聯(lián)、互聯(lián)、智能化智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究的過程中，本文主要從以下三方面進(jìn)行詳細(xì)的研究與規(guī)劃。第一方面，物聯(lián)方面智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)；第二方面，互聯(lián)方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)；第三方面，智能方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。

3.1 物聯(lián)方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)

物聯(lián)層作為智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中的重點(diǎn)構(gòu)建部分，在智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的日常應(yīng)用中發(fā)揮著重要的使用功能，不僅促進(jìn)教師與學(xué)生之間的便捷溝通，而且對物聯(lián)層進(jìn)行積極的建設(shè)還能夠?qū)?shí)驗(yàn)室中的環(huán)境情況進(jìn)行管理與掌握。在對物聯(lián)方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)現(xiàn)時(shí)期將其分為云平臺的建設(shè)以及物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。通過傳感器以及制動器的應(yīng)用對學(xué)生實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境情況進(jìn)行收集，并且利用物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行監(jiān)控。

3.2 互聯(lián)方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)

互聯(lián)層具有構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的重要功能，成為智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中重點(diǎn)構(gòu)建部分之一，其在實(shí)際的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中發(fā)揮著數(shù)據(jù)信息的收集作用，并且在日常應(yīng)用中發(fā)揮著數(shù)據(jù)管理的使用功能。互聯(lián)層的建設(shè)不僅促進(jìn)教師與學(xué)生之間數(shù)據(jù)溝通的效率提升，而且對互聯(lián)層進(jìn)行積極的建設(shè)還能夠在極大程度上提升教師對學(xué)生管理的質(zhì)量。在對互聯(lián)方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，主要對數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)識別等模塊進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，通過數(shù)據(jù)識別模塊的建立對學(xué)生提交作業(yè)的模式、情況、內(nèi)容進(jìn)行判斷，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生作業(yè)提交的規(guī)范化。對數(shù)據(jù)收集模塊的建立便于教師端對學(xué)生作業(yè)進(jìn)行收取，進(jìn)而提升兩者之間的溝通與交流，進(jìn)而促進(jìn)兩者之間的智慧化交流。

3.3 智能方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)

智能層具有分析數(shù)據(jù)以及信息可視化的重要功能，成為智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中的重要構(gòu)成部件之一。該種構(gòu)件在智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中發(fā)揮著數(shù)據(jù)分析、環(huán)境監(jiān)控等多方面的重要作用。該種構(gòu)件的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)不僅可以對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控與展示，而且對智能層進(jìn)行積極的建設(shè)還能夠?qū)?shí)驗(yàn)室中的人員情況進(jìn)行管理與監(jiān)控。對智能方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，主要對遠(yuǎn)程監(jiān)控、人員檢測、電力檢測等方面進(jìn)行構(gòu)建。利用遠(yuǎn)程監(jiān)控對實(shí)驗(yàn)室中的環(huán)境情況、設(shè)備情況進(jìn)行詳細(xì)的檢測。利用人員檢測對出入實(shí)驗(yàn)室的人員情況進(jìn)行監(jiān)控，并且對出入的人員信息進(jìn)行記錄，以保障實(shí)驗(yàn)室進(jìn)出記錄的規(guī)范化發(fā)展。利用電力檢測對實(shí)驗(yàn)室的電力情況進(jìn)行關(guān)注與監(jiān)控，進(jìn)而避免實(shí)驗(yàn)室電壓不穩(wěn)的情況出現(xiàn)，并且保障實(shí)驗(yàn)室動力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過智能方面的實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)設(shè)計(jì)將在極大程度上促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室向智慧化的方向發(fā)展，并促進(jìn)智慧校園的形成與建設(shè)。

本文通過對智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀進(jìn)行簡單的分析與闡述，進(jìn)而分別從教師端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、學(xué)生端實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、通信方面的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)對智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析，并分別從物聯(lián)方面、互聯(lián)方面、智能方面的智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)三方面對智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行詳細(xì)的研究與思考。經(jīng)過本文對智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的研究結(jié)果表明，在當(dāng)前智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)領(lǐng)域中依舊存在較多問題。因此，在未來的研究生活中還應(yīng)進(jìn)一步對課題內(nèi)容的領(lǐng)域進(jìn)行詳細(xì)的研究與探討，希望本文能夠?yàn)橹腔塾?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究提供幾點(diǎn)可行性建議，并為智慧計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建立提供積極的促進(jìn)作用。

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