導語：實驗實訓室管理系統(tǒng)設(shè)計一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：參與實驗實訓室各項活動有利于提升學生實踐和創(chuàng)新能力，實驗室開放包括實驗時間和實驗內(nèi)容的開放，但是實驗室開放導致管理人員不足，傳統(tǒng)管理模式設(shè)備損耗大。為了提高實驗室開放程度，有效利用信息化、智能化的高效節(jié)能的管理機制和手段，通過信息化手段管理開放型實驗室，能夠有效提高實驗室管理工作的水平和效率。

關(guān)鍵詞：實驗室；開放；智能控制

目前高等院校中多數(shù)實驗室還是傳統(tǒng)人工管理模式，由專業(yè)課教師兼職管理實驗室，任課教師在上課前聯(lián)系實驗室管理員借用鑰匙開門，使用完成后再由實驗室管理員對設(shè)備進行檢查，人工填寫使用記錄[1-2]。使用過程中儀器電源全部通電，不僅浪費電能還有安全隱患[3]。這種傳統(tǒng)的管理方式需要使用人員高度負責，并且人為因素影響很大。通常實驗室管理員屬于專業(yè)課教師兼職管理，如果某個時間管理教師此時段沒有課程安排，則難以完成鑰匙的及時交接，以及對每個實驗室進行檢查。因此需要建設(shè)信息化的智能開放實驗室[4]。

1智能開放型實驗室建設(shè)方案

在我院機電工程系工科類實驗室，多屬于電氣類實驗室，目前新實驗室建設(shè)均引入互聯(lián)網(wǎng)按照一體化實驗室進行建設(shè)[5-6]。將實驗室對外開放，以提高實驗室的使用率[7]。但是開放產(chǎn)生的相應(yīng)問題，需要建立一套智能化開放實訓室管理系統(tǒng)。實驗室對外開放，開放過程中將遇到人員安全、用電安全、設(shè)備的安全問題，同時還需要健全開放實驗室的管理制度。利用信息化手段建立開放型實驗室管理系統(tǒng)，主要方案是設(shè)計手機端APP實現(xiàn)實驗室預約使用登記[8]、實驗室課表及相關(guān)信息的推送、使用OpenCV編程實現(xiàn)人臉識別門禁，考勤系統(tǒng)，所需主要硬件如表1所示。并且鼓勵有興趣的學生參加相應(yīng)的社團，選拔成員對開放型實驗室進行協(xié)助管理，對師生進行教學、競賽、科研的全面開放。1.1智能安全預警功能。目前已有許多院校已經(jīng)建立了實驗室管理信息系統(tǒng)，進入實驗室普遍采取刷卡門禁系統(tǒng)，管理員或上課教師需要攜帶專用的門禁卡。這和使用鑰匙有一定程度的改進，避免了申請和歸還鑰匙的麻煩，采用電磁門禁系統(tǒng)進行管理，而且可以記錄刷卡進出的時間，但是這種門禁系統(tǒng)主要適用于企業(yè)、社區(qū)，僅能設(shè)置使用時限，授權(quán)后的卡片往往未關(guān)聯(lián)使用者身份信息，難以實現(xiàn)對使用人員考勤管理。而實驗實訓室，既要確定使用者身份信息又要分時間段進行控制，因此一般的門禁系統(tǒng)還不能完全適用，在手機客戶端APP編寫程序，采用攝像頭智能視覺系統(tǒng)識別使用人員身份信息，并按照申請使用時段具體情況才能打開電磁門鎖，電磁門鎖通過WiFi模塊遠程收發(fā)指令，進行開關(guān)控制操作，如圖1所示。需要借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在開放式實驗室管理系統(tǒng)中，確保監(jiān)視無死角在室內(nèi)安裝多個角度的數(shù)字攝像頭。設(shè)計使用OpenCV實現(xiàn)室門和窗戶區(qū)域的入侵實時監(jiān)測，并進行標記通過網(wǎng)絡(luò)第一時間向管理員發(fā)出安全報警信息，從而保證實驗室的安全運行，可實現(xiàn)人臉識別對使用人員身份進行識別并標記，和智能入侵監(jiān)測當發(fā)現(xiàn)門窗有人異常入侵進行標記報警。如圖2所示。1.2遠程控制。設(shè)計在總電源端設(shè)置無線遠程WiFi空氣開關(guān)，編寫安卓手機端APP，對空開、插座、照明、門鎖收發(fā)不同的開關(guān)指令代碼進行遠程控制。攝像頭檢測到室內(nèi)無人使用狀態(tài)下延時一定時間后，自動發(fā)送指令控制總電源空開的斷開。管理員根據(jù)管理服務(wù)平臺通過網(wǎng)絡(luò)給各個遠程電源控制端發(fā)送不同的指令，進而控制各個實驗室的各路電源設(shè)備的通斷，并返回執(zhí)行結(jié)果，接收并顯示當前數(shù)據(jù)狀態(tài)信息，實現(xiàn)對實驗室分路電源的智能化控制，實驗室計算機設(shè)備使用申請及狀態(tài)顯示界面如圖3所示。1.3開放預約。實驗室還可以面向各項競賽進行開放，實驗室管理員使用遠程APP客戶端對申請使用人員進行審批，審批通過后由APP進行信息推送顯示在申請者手機上。成立科技創(chuàng)新學生社團，設(shè)置培訓部、管理部、發(fā)展部。管理員將申請數(shù)據(jù)匯總，發(fā)展部對申請者進行篩選錄用，由培訓部高年級學生組織一學期的基礎(chǔ)知識培訓，為成員提供專業(yè)基礎(chǔ)知識培訓，有“電子技術(shù)基礎(chǔ)教學”“PLC實驗教學”、“仿真平臺設(shè)計教學”、“機器人編程教學”等，為會員提供參加電子制作、機器人技術(shù)相關(guān)技能大賽的機會。在第一學期末進行考核，管理部根據(jù)學生掌握情況分配到不同指導老師競賽或科研項目中。由管理部成員組織維護包括計算機硬件維護，軟件維護，系統(tǒng)維護，各類儀器設(shè)備。安排成員每天輪流值班，協(xié)助實驗室管理人員共同管理，為申請使用實驗室的師生做好后勤保障。發(fā)展部可在考核過程中學生學習積極性不高，進行人員替補，并督促學生學習。使用過程中管理員在手機端利用室內(nèi)視頻系統(tǒng)對參與人員進行考勤，如圖4所示。開放的工業(yè)機器人實訓室為學生、教師競賽等提供實驗設(shè)備和訓練場地。實驗室經(jīng)過一段時間的開放，師生利用實驗室課余時間的開放使用，使用實驗室提供的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備在參加了兩屆信息化教學大賽，以及省級工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用賽項和國家級制造單元智能化改造與集成技術(shù)賽項均取得了多項成果，如表2所示。

2結(jié)束語

對實驗室進行全面開放，可進一步提升理論和實踐教學的有機結(jié)合，實現(xiàn)學生自主學習，自主創(chuàng)新，為學生提供平臺和空間，開放過程需要加大精細化、信息化建設(shè)的步伐，健全網(wǎng)上管理服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)集網(wǎng)上申請預約、遠程考勤、自動簽到登記、實驗項目公開等集約化服務(wù)的開放實驗室管理服務(wù)平臺，實行數(shù)字化管理。

參考文獻

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[3]張晨亮,蘇學軍,畢濤,等.基于電力線載波的開放實驗室電源控制系統(tǒng)[J].電測與儀表,2015,52(9):103-107.

[4]劉柳,吳希陽,虞兵.目前高校開放實驗室主要問題與應(yīng)對措施[J].輕工科技,2014(1):122-123.

[5]胡福文,徐宏海,張超英,等.基于創(chuàng)客文化的實驗室開放平臺建設(shè)研究與探索[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(7):244-248.

[6]羅劍文.引入物聯(lián)網(wǎng)概念的實驗室儀器開放管理模型[J].實驗室研究與探索,2016,35(10):275-280.

[7]於秋萍,孫見君,吳志威,等.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實驗室開放管理[J].教學儀器與實驗,2014(5):66-67.

作者:孟磊 張巖 單位:西安職業(yè)技術(shù)學院