基于移动互联网的开放式实验室设计与实现

摘 要 利用移动互联网和物联网技术，设计并完成智能“开放式”实验室系统。系统底层由无线传感器网络节点和协调器构成，移动终端通过网络控制协调器向各个传感器发送不同指令实现对实验室终端设备的控制；该系统操作方便，提高实验室管理的智能化。

【关键词】移动互联网 开放式 智能化 信息化

秉承教育资源开放、共享、低碳的理念传统的理念，随着物联网、大数据和云计算等技术的发展，传统的实验室已经不符合时代的发展，针对高校实验室的用途和使用权限，利用物联网和移动互联网技术，设计并完成智能“开放式”实验室系统。系统底层由ZigBee传感器（节点）和ZigBee开发板（协调器）构成，移动终端通过网络控制协调器向各个传感器发送不同指令实现对实验室终端设备的控制，从而有效地节约资源和人力。

1 系统功能设计

利用无线传感器网络和移动编程技术，设计并完成“开放式实验室”，该系统操作方便，实现低碳节能的目的，提高了实验室设备控制的智能化，系统总体框架设计如图1所示。

基于移动互联网的开放式实验室设计加入云服务器平台满足各种终端的数据共享，实现不同的设备开发与访问；无线传输控制和移动互联网的加入使得系统操作更加灵活，可以让管理者随时监控实验室的情况；系统符合教育资源开放、共享、低碳的理念，全新的方式可以让更多的学生愿意进入实验室实验。

为了防止网络故障造成移动终端无法控制的问题，系统还设计应急方案，网络不通的情况可以启动本地局域网控制的方式；网络正常使用的情况也不会影响本地控制，两套系统可以同时运行，互不影响。

2 系统功能实现

在智能“开放式”实验室具体的功能实现中，软件必须配合硬件完成对应功能，两者缺一不可，相辅相成，基于移动互联网的开放式实验室系统软件设计如图2所示。用户可以根据自己要求申请使用实验设备的时长，通过刷校园卡（居民身份证）、网络请求或系统密码的方式获得进入实验室的权限，用户使用的实验设备通过通断电控制用户使用时间，时间快到了语音提醒电脑资料保存或断电。系统通过无线传感器网络自动控制教室的灯光、风扇、窗帘和门，通过网络摄像头随时监控实验室的情况，启动防盗模式后可以监控整个实验室被入侵的情况，系统管理者可以随时随地通过移动终端监控实验室。

当启用自动模式，用户只要刷卡就可以开启教室的门，当教室内的人体传感器检测到有人的时候，协调器会根据光线强度，自动选择是否开启室内的灯光，当外界光线太强时，窗帘会自动开启；根据室内的温度，自动选择是否开启室内的风扇；当教室无人的时候，教室的门会自动关闭，系统自动模式如图3所示。

4 结束语

智能“开放式”实验室系统符合现代公共资源开放、共享、低碳的理念，多个设备、多个实验室、多个学校的加入可以使得整个实验室资源的共享，扩展到其他的学校资源公共资源，比如说体育设施、图书馆资料和旅游资源等教育资源，利用大数据和云技术等技术建立一个管理平台统一管理，可以使得不同教育资源的共享，促进社会发展。

参考文献

[1]李松涛，尹清爽.基于Android和ZigBee的移动环境监控系统[J].计算机技术与发展，2017（03）：197-200.

[2]张立立，杨华，杨清格.基于单片机的室内温度控制系统设计与实现[J].实验室研究与探索，2015（07）：63-66，71.

[3]王磊.教室照明智能控制系统的设计[J].电子技术，2014（04）：52-54.

作者簡介

潘泽锴（1984-），男，广西壮族自治区南宁市人。硕士学位。讲师。主要研究方向为智能信息处理。

作者单位

广西职业技术学院 广西壮族自治区南宁市 530226