基于物联网的高校实验室档案管理系统设计与实现

刘　燕青岛大学资产管理处，山东青岛　　266071

基于物联网的高校实验室档案管理系统设计与实现

刘燕
青岛大学资产管理处，山东青岛266071

摘要近些年来，随着物联网技术的逐步发展和广泛应用，基于该技术的高校实验室档案管理信息化建设，已经成为我国高校管理工作实现信息化发展的必然选择。本文结合我国高校实验室档案管理工作内容，以及物联网技术的特点，对基于物联网的高校实验室档案管理系统需求进行了分析，提出了以物联网为基础的实验室档案管理系统构架与功能模块设计方案，对于有效提高实验室档案管理信息化水平，优化教学工作与资源配置，提高实验室档案安全性等方面均具有十分重要的现实意义。

关键词物联网；高校实验室；档案管理系统；设计

近些年来，由物联网所引领的全球信息化浪潮迅速推进，物联网（RFID）已经成为一种新型数据信息传输方式，该技术借助于无线射频方式，在标签、阅读器间展开非接触性的双向信息传输，以便有效实现目标识别与信息交换。

对于典型的物联网系统而言，主要包括读写器、天线、射频电子标签三大组成部分，属于一项集识别、编码、通信、载体多技术于一体的新型技术。物联网的工作原理，是借助于无线电波，针对所标记媒体加以读取、识别，其最显著的特点即其非接触性。具体应用过程中，物联网中的读写器负责对具有某一相同格式的信息写入物联网标签中，再将该标签附着于有待识别的物体表面。借助于读写器，实现了电子标签中各种数据信息的非接触性读取与识别，因而赋予了该技术非接触性采集、远程物体信息识别、无线传输等多种功能。

1　系统需求分析

高校实验室档案主要包括两方面：一是实验教学类档案资料。包括实验课程报、排课表及有关各学期统计与总结的课时数、人数、教师及所开设课程具体的情况等数据，还包括实验教学大纲、授课计划、指导书，教学记录、实验报告等一系列资料。二是实验室内部管理档案资料。例如，我国及高校所下发政策文件、内部存档重要通知与文件、规章制度、考核评估、获奖证书等材料、技术设施改造施工图、安管资料、机房设备、软件检修、文献资料、开放记录、安全资料、会议记录、师生交接与考勤记录、卫生检查及内部人员相关资料。对于各种档案资料而言，分别依据纸质、电子档案资料分别存档。

高校实验室档案管理内容多、涉及范围广、种类杂、档案收集周期长，不少档案资料以学期为基本单位进行收集和整理，属于一个动态过程，因此，需要及时对档案资料进行整理，再加上所涉及教务工作者、学生即实验室人员的档案资料数量颇多，所需收集资料繁杂、凌乱，为实验室档案管理工作带来了诸多困难。

随着物联网应用的逐步成熟及应用范围的不断扩大，物联网技术的优势越来越显著。基于物联网的实验室档案管理系统，立足实现实验室档案资料收集过程的信息化，保管与资源利用的数字化，并将其分散于各载体中，将来自不同位置的资源用信息化形式进行存储，借助于物联网与计算机网络信息技术，实现高校实验室档案资源管理的自动化，为实验室教学与评估提供必要的资料与数据。

2　基于物联网的高校实验室档案管理系统的构建

2.1 系统总体架构的设计

结合物联网技术的通用架构及高校实验室档案管理系统的需求，提出了高校实验室档案管理系统架构，见图1。系统架构自下到上共分三层，下层为识别层，负责对档案资源进行标识、识别与检测，并对档案资源环境进行感知与处理；中层为网络层，负责接入下层传感器等识别设备，并对下层所收集信息进行传输和处理；上层为应用层，负责系统档案资源的管理，并为用户提供信息化服务。

2.2 WSID节点与网络设计

就档案资源的标识、识别与管理而言，本文采用的是物联网RFID系统，该系统包括三部分，即电子标签、读写器、应用软件，有效实现了标签的生成、查询、销毁与跟踪定位等一系列功能。就电子标签硬件系统而言，包括电子标签、阅读器、PC终端、网络，借助于传感器、RFID相关设备，对电子标签信息进行接收和传输，实现了档案资源与储位的自动化识别。

以RFID为基础的高校实验室档案管理流程如下：由RFID阅读器将以EPC编码机制为基础的档案资源信息写入电子标签之中，并将该电子标签贴至档案上。在固定式与移动式RFID阅读器的相互配合下，针对RFID的标签信息加以正确读取和科学处理。通常将固定式RFID阅读器设置于实验室档案室墙面上，移动式阅读器则由实验室档案管理工作人员随身携带，以便对标签信息进行实时读取，及时掌握实验室档案资源有关信息。对于实验室档案室环境监测，本文采用温湿度、烟雾传感器，能够对档案室环境信息进行动态连续监测，同时结合视频传感器的使用，对实验室档案室进出人员进行监控。但是对于档案资源的远距离管理，基于物联网的实验室档案管理系统就显得较为无力。这是由于物联网系统通讯距离通常保持在几米甚至更短，且RFID阅读器之间缺乏通讯与交互能力。为实现远距离获取固定式RFID阅读器所接收的数据信息，本文采用传感器网络节点，进行了网络化阅读器设计，进而有效弥补远距离通信困难的缺陷。本系统将RFID与WSN相结合，对WSID节点及其网络进行了设计，极大地弥补了RFID通讯距离短、WSN安全性差等缺陷。

WSID节点而言，其软件系统主要包括面向应用的任务、嵌入操作系统、无线通讯协议等，一般而言，可将WSID节点分为两大部分，即系统层与用户层。其中，前者包括硬件平台及其抽象层、核心层，后者主要包括资源配置层、调用层等。就系统层而言，下层的硬件平台由收发器、微处理器、传感器、读写器等构成。而核心层负责进程及内存管理等。

2.3 系统功能模块设计

系统共包括六大功能模块，如图2所示。

1）内部管理模块。负责对实验室总体档案信息进行管理，如管理机构、各机构信息、项目设置、实验室各项规章制度。2）管理队伍模块。负责实验室管理人员基本信息、培训、业绩、岗位日志、考核信息等的管理。3）实验室建设模块。负责实验室建设项目的申请、审批、评审、验收及汇总信息管理。4）教学档案模块。负责收集实验教学相关信息，如教学计划、任务、教学过程及效果统计信息管理。5）设备管理模块。负责对实验室购置仪器、设备的入库、归还、领用、报修、运行情况、耗材及使用统计信息进行管理。6）系统管理模块。包括系统维护与办公模块等，负责用户及信息管理、通知发布、在线咨询、权限修改等。师生可以通过电脑、手机等进入该系统，对实验室设备进行预约，并对档案进行查阅，或观看实验操作指南等。

3　结论

随着信息化时代的到来，高校实验室档案管理信息化建设已经成为大势所趋，也成为高校管理水平高低的重要衡量标准之一。本文借助于物联网技术，对高校实验室档案管理信息化系统进行了设计，极大地提高了档案管理水平与教研工作效率，促使操作更灵活、更便捷，进一步优化了教学资源配置，进一步保证了实验室档案管理的科学性与合理性。

参考文献

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[3]周晓光，王晓华.射频识别技术原理与应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2006.

中图分类号TP39

文献标识码A

文章编号1674-6708（2015）141-0139-01