物联网技术在计算机实验室管理中的应用研究

林世城

(海南职业技术学院 经济管理学院，海南 海口 570216)

0 引言

物联网是信息技术高速发展背景下的产物，是信息产业化革命的又一次发展高峰，能够通过智能技术、传感技术等进一步提高社会生产力，推动社会的发展进步，将其应用于高校计算机实验室，有效提高其管理效率，实现效益的最大化。

1 物联网相关概念

1.1 内涵

物联网是指借助感应器、定位系统等技术，以有限或无线的方式将物品同互联网连接起来，并以计算、储存、分析等处理方式构成物品的动态和静态的信息知识网络，具有信息识别、定位、监控等功能。物联网技术的出现极大地拓展了互联网应用的发展空间，并为社会经济的发展注入了强劲动力，尤其是面对后经济危机时代的挑战，因而受到了世界各国的高度重视。我国也同样如此，党中央和政府相继推出了一系列政策方针来推动物联网技术的发展。在此背景下，我国物联网技术也取得了长足进步，尤其是部分关键科学技术的研究方面已居于世界前列，在推动传统产业转型升级、培育新兴产业方面起着重要作用[1]。

1.2 技术构架

1.2.1 体系构架

同互联网一样，物联网是一个系统性的体系，有着完整的内部架构，主要包括感应层、网络层、应用层3个层次。从感应层方面来说，其可以看作是物联网架构最基础的层面，目的是实现物体信息的广泛采集和生产，通过二维码、RFID、传感器能技术来实现。从网络层方面来看，其是物联网架构的中间层，起着承上启下的作用，通过一些接入设备来连接物联网网络平台，将感应层中获取的物体信息精准地传输出去。其中，感应层中的数据管理和处理技术是实现存储、查询、分析等数据决策和行为的基础，也是物联网网络层最重要且应用最广的技术。从应用层方面来说，主要通过云计算、模糊识别等技术将获得的信息数据进行分析处理，来实现其智能化识别、定位、跟踪、监控等功能。由此可见，物联网的运行往往是围绕物体的信息数据展开，因而其层次也可以理解为信息采集、信息传递、信息处理等3个方面[2]。

1.2.2 关键技术

物联网的关键性技术主要有4项：首先，RFID射频识别技术主要通过射频信号来自动识别目标对象并获取相关信息。无论是运动中的物体还是多个物体，都能够快速获取信息，实现物体的追踪和管理，具有准确性高、保密性强等特点。其次，WSN无线传感器网络是集信息搜集、传输、处理于一体的网络信息系统。不同于RFID的识别功能，WSN侧重于组网来实现数据的传递，其组网方式具有微型化、低成本、低耗能等优势，再加上组网方式、铺设方式的灵活性的特点，使其在市场上备受关注，并广泛应用于世界各地。再次智能技术主要通过植入智能系统来实现物体的智能性，达到物体与用户之间双向沟通和对话的目的。最后，纳米技术也是物联网的关键性技术，主要研究在0.1～100 nm范围内材料的性质和应用，包括纳米化学、纳米加工等内容[3]。

1.2.3 系统功能设计

加强高校计算机实验室的建设，可以借助互联网的信息采集、信息分析、资源共享、信息管理等功能来构建计算机实验室管理系统，不断优化其运行流程，提高管理效率。这一管理系统主要包括教师管理子系统、学生端管理子系统、管理人员端子系统以及系统通信设计。从教师端管理子系统方面来看，主要包括教师的教学安排、教学内容、教学计划以及学生的信息管理、考勤记录等信息。从学生端管理子系统来看，主要包括学生日常考勤签到、实验报告、实验内容、环境数据采集等信息。从管理人员端子系统来看，主要包括用户信息、用户权限、用户修改、设置管理等内容。从系统通信设计来看，主要是在高校计算机实验管理系统的基础上，按照相关流程将系统分为无线传感器网络通信、学生机与无线传感通信以及学生机与教师机的通信[4]。

2 当前高校计算机实验室管理存在的问题

首先，教学模式问题。当前，高校计算机实验室参与试验人数多、流动大，但实验室的进出管理仍以人工操作记录为主，其管理效率较低，不利于后期数据统计分析。同时，实验室管理缺乏查询平台，难以动态掌握设备的使用情况，如果遭遇突发情况，只能通过实验中心进行人工协调，费时费力且效率低下。其次，管理制度问题。一方面，高校计算机实验室大多采用人工管理模式，但其实验室数量多、设备配件多且杂，再加上缺乏细致的分类管理，很容易造成管理失误。另一方面，计算机实验室同资产部、教务部等相关联的部门之间缺少一个交互式的协作平台，缺少信息的交流，导致各部门形成信息孤岛，极大地增加了管理成本[5]。

3 物联网技术下计算机实验室管理的优势

3.1 对设备随时进行监控查询

计算机实验室在进行设备采购时往往会附带有纸质说明书，以便于设备的使用和后期的维护，但纸质说明书很容易因保管不当而丢失或损坏，给计算机实验室设备管理、维护带来困扰。物联网的应用将有效解决这一问题。计算机实验室可以借助物联网技术中的RFID标签来搜集存储一些设备信息，方便日后查询使用。此外，随着高校规模不断扩大，计算机专业学生数量不断攀升，计算机实验室设备的使用频率逐渐提高，给计算机实验室设备管理带来了一定的困难，而借助物联网，可以对这些设备的运行情况进行动态追踪，使管理者能够准确了解设备信息，并及时进行管理维护，提高使用效率。同时，借助物联网中的传感器还能够及时监控设备状态，在运行过程中一旦发生参数的变化，就能够立即启动评估系统，对设备状况进行判断，为管理者的决策提供准确有效的参考[6]。

3.2 设备的利用率高

在日常工作中，计算机实验室的使用频率较高，不仅承担着每周定期的教学任务，还承担着一些科研任务，而在实际中，仍存在着一系列问题。例如，计算机课程在学期伊始便被设置好，而对于计算机实验室的使用，教师往往会根据教学内容进行安排，有时是理论内容、有时是实践内容。理论内容无需使用计算机实验室，但计算机实验室也往往会显示使用状态，导致部分教师由于临时调课或是展开科研工作而无法排上使用计算机实验室的名额，这不仅影响了教学科研进度，还造成了资源的浪费。借助物联网技术，管理者可以快速查看到每个设备的实际使用情况，并妥善安排闲置设备，给临时安排教学课程或是科研任务的教师提供方便，这样不仅能够加快教学科研进度，还能够提高设备的使用率[7]。

3.3 提高环境安全

环境安全往往是计算机实验室管理的重要内容，将物联网技术应用于计算机实验室，能够极大地提高其环境安全管理效率。例如，红外线警报器可以监控室内温度或物体位置移动，一旦感异常，便会触动警报系统，来保障环境安全，将其应用于计算机实验室，无论是白天还是夜晚，都能够给计算机实验室的安全提供有力保障。再如，门禁系统可以有效监管实验室的出入人员，一旦发现有人未经允许出入实验室或是带出实验室设备时，能够发出警报，保护实验室环境安全。此外，视频监控系统可以通过局域网来实现同计算机实验室管理系统相连接，极大地方便了管理人员调取监控，提高了管理效率[8]。

3.4 实现校企资源共享化

高校开展计算机科研工作就需要专业、先进的计算机设备，而这些设备大多价格不菲，要想加强计算机实验室的建设就必须投入大量资金，部分计算机设备使用频率较低且后期维护成本高，单独购买会造成资源浪费。因而，高校可以加强同企业的合作，以租借方式代替购买，从而减少成本。而将物联网应用于计算机实验室能够实现这一目标。借助物联网，可以进一步加强企业同高校工作的对接，使企业能够通过物联网来查看这些设备的状态和适应情况，并据此合理安排企业设备的使用，提高设备的利用率。

4 基于物联网技术的计算机实验室管理研究

4.1 在资产管理中的应用

资产管理是物联网技术应用于计算机实验室最为广泛的方式之一，能够有效提高其管理效率。高校计算机实验的资产管理内容主要为设备的申购、采购、维修、报废等资产管理。首先，计算机实验室在购置大批量的设备时需要申购，可以通过物联网技术来完成，通过RFID标签对所要购买的设备信息搜集、储存，方面上级部门对这一设备的了解和查询。其次，在设备采购过程中，可以借助物联网技术将这些设备信息更新录入到实验室管理系统中并进行实时监控，一旦设备出现故障，还可以借助物联网技术进行登记，并标注为维修状态以提醒相关人员。此外，物联网技术还能提高计算机实验室资产核对的效率。在每学期开始和结束时，借助物联网技术对计算机实验室内资产进行清点和核算，核查管理系统中的数据，确保信息的真实性和准确性[9]。

4.2 对实验设备进行管理

借助物联网技术能够实现对计算机设备管理方式的跨越式发展。

4.2.1 设备的基本信息

管理者可以在计算机实验室中的每一个设备上安装一个RFID标签，来记录这一设备的购买日期、操作说明、硬件配置、维修记录等基本信息。在维修、变更时，还可以通过手持式读写设备来更新其内容信息，并上传至实验室管理系统中进行永久保存，以防出现设备的漏查、错查等现象。

4.2.2 设备的使用追踪

计算机实验室不仅承担着计算机教学任务，还承担着大量科研任务。因而在日常工作中使用实验室人数较多，一旦设备出现故障，管理人员很难在第一时间了解器故障原因并给予相应的维修，严重影响了学习和科研的进度和效率。管理者也可以借助物联网中的RFID技术，对计算机设备进行实时监控，记录其每台设备的使用情况，使得其故障原因有据可查。

4.2.3 设备的日常检测

对设备进行日常检查是高校计算机实验室管理的重要内容，而借助物联网技术能够有效提高其管理效率。在计算机实验室设备中植入传感器，能够对设备的运行情况进行动态检测，一旦其中的关键性参数发生了重要变化，便能够触发警报系统，将这一信息传达给管理系统，并通过相关评估系统进行评估判断，为管理者的维修提供相关数据下参照或是维修方案。除此之外，管理者还可以记录评估系统对设备进行日常检测以及定期巡检，并将检测数据保存于管理系统，这样不仅能够降低管理成本，还能够极大地提升高校计算机实验设备的使用效率[10]。

5 结语

综上所述，物联网技术在推动社会各行各业的发展方面起着关键性作用，尤其是高校计算机实验室管理方面，高校应当加快计算机实验室的物联网技术的应用，借助其强大优势推动计算机实验室的管理建设，提高其管理效率。