建立高校實驗室儀器設備可視化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對目標范圍內的設備進行全面管理，從采 購、使用到維護，進行統(tǒng)一標準的跟蹤控制，以提高設備的使用壽命及使用效率，降低實驗室管理和維護成本。

一、實驗室設備可視化管理系統(tǒng)

基于云技術和地理信息系統(tǒng)的實驗室設備可視化管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對全校范圍內的實驗室儀器設備的可視化實時監(jiān)控、定位及追蹤，可以系統(tǒng)、高效地管理學校繁多的儀器設備，提高管理人員的效率。可以有效地加強學校設備的科學維護和實時管理，能夠隨時隨地實時跟蹤和監(jiān)控各種實驗室設備并準確定位，實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內所有實驗室設備的實時定位和有效管理。

1.?系統(tǒng)架構及功能

1.1 設備信息

對所監(jiān)控和管理的設備信息進行統(tǒng)一的維護和管理，包括設備增加、報廢、維修等功能。

1.2 設備查詢

查詢設備的基本信息，如使用信息、維修信息、報廢信息、借用信息等，并可生成設備的

統(tǒng)計報表。

1.3 定位管理

根據(jù)輸入的設備信息，定位出該設備的具體位置，實時地記錄其移動軌跡，實現(xiàn)該設備的可追蹤性。

1.4 標簽信息

實現(xiàn)定位標簽信息的讀寫、修改等功能，標簽信息包括設備名稱、型號、時間、歸屬等。

1.5 報警功能

可設定設備進入或離開某一區(qū)域的觸發(fā)報警，在貴重設備上加裝帶有振動傳感功能的定位標簽，除可以實時定位外，一旦設備移動就會觸發(fā)報警。

1.6 用戶管理

用戶信息的錄入、權限設置等功能。

1.7 系統(tǒng)管理

實現(xiàn)系統(tǒng)維護、日志查詢、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)導出、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)上傳等功能。

2.?系統(tǒng)組成

實驗室設備可視化管理系統(tǒng)由以下部分組成：定位標簽、服務器系統(tǒng)及查詢終端。定位標簽在網(wǎng)絡及服務器狀態(tài)下用于感知目標設備的位置信息。將定位標簽作為數(shù)據(jù)采集模塊安裝在實驗室設備上，系統(tǒng)通過讀取標簽實現(xiàn)對設備的跟蹤定位，及時采取定位標簽信息并傳輸?shù)胶蠖说谋O(jiān)控中心，對定位標簽進行實時監(jiān)控及管理。

服務器系統(tǒng)主要功能是地理信息數(shù)據(jù)的管理、定位算法的實現(xiàn)、接受終端的位置信息查詢以及網(wǎng)絡狀態(tài)的監(jiān)控等。安裝了定位服務器軟件系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心，主要負責實時數(shù)據(jù)的分析和處理，分析管理定位標簽數(shù)據(jù)，通過控制中心的電子地圖監(jiān)視并及時顯示各定位標簽的具體位置，數(shù)據(jù)可同時存入數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫備份。

查詢終端則用于設備信息的實時查詢和顯示。查詢終端可以有多個，同時支持多種類型（如計算機、移動端等）。監(jiān)控人員通過計算機等查詢終端訪問數(shù)據(jù)存儲服務器查詢設備的位置信息、報警信息、以及人員和物品具體移動軌跡等信息。

3.系統(tǒng)架構

基于云端實驗室設備可視化管理系統(tǒng)的功能架構采用基于B/S（Browers／Server，瀏覽器／服務器模式）架構。在這種結構下，用戶界面是通過瀏覽器實現(xiàn)的，少部分事務邏輯在前端（browers）實現(xiàn)，主要事務邏輯在服務器端（server）實現(xiàn)。簡化了客戶端載荷，把負荷均勻地分配給了Ｗｂ服務器，減輕了系統(tǒng)維護的工作量和系統(tǒng)升級的成本。這種結構還能實現(xiàn)不同人員、從不同的地點、以不同的接入方式訪問和操作共同的數(shù)據(jù)庫，有效地保護數(shù)據(jù)平臺和管理訪問權限。

實驗室設備可視化管理系統(tǒng)，是一種先進的儀器設備可視化管理平臺，實現(xiàn)了對高校實驗室儀器設備的實時監(jiān)控和有效管理，在基于網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域能夠實時跟蹤定位儀器設備，可實現(xiàn)對實驗室儀器設備方便有效的管理，該系統(tǒng)同樣能夠實現(xiàn)對人員的定位管理。

二、實驗環(huán)境監(jiān)控可視化管理系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)控可視化管理系統(tǒng)的功能是能夠實時查看實驗室的環(huán)境狀況,以幫助教員進行實驗計劃和安排。系統(tǒng)采用了基于web的可視化參考模型,可視化服務器經過過濾、映射后 , 輸出一定格式的可視化執(zhí)行腳本,返回給用戶?？蛻舳死弥С窒鄳_本的瀏覽器來繪制、操縱可視化圖形。由于需要實時查看環(huán)境數(shù)據(jù) , 本系統(tǒng)采用多個傳感器獲取實驗臺的環(huán)境信息，能夠實時監(jiān)控試驗臺的環(huán)境參數(shù)，在上位機進行處理并判斷試驗臺是否處于安全狀態(tài)或是否需對一些意外情況做出應急處理時及時報警。

在該系統(tǒng)中支持添加硬件設施如有溫度傳感器、濕度傳感器、光強傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?/span> 、蜂鳴器、RFID卡讀卡器 、繼電器等。傳感器將試驗臺周圍環(huán)境中的參數(shù)發(fā)送給上位機顯示 并處理，使實驗指導教師可以清楚地了解試驗臺的工作情況。

在使用IC卡進行考勤時，IC卡在讀卡器上刷一次，讀卡器獲取該卡的信息并傳輸給上位機進行處理，上位機識別該卡后認定該學生為實驗上機學生：當該卡再次刷一次后，上位機認定該學生為實驗完畢、簽退的學生。

溫度傳感器，返回溫度數(shù)值，當達到一定高溫界限時，上位機自動報警，蜂鳴器響應發(fā)聲，提示教師進行處理；當濕度傳感器返回數(shù)值達到一定上限時，反應試驗臺周圍可能有漏水，提示教師進行處理；當光強傳感器返回數(shù)值低于某一值時，反映試驗臺光照不夠，影響了學生的實驗過程，提示教師進行相應處理；當火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到有效信號時，上位機通過驅動繼電器自動進行斷電處理，并使蜂鳴器發(fā)聲報警。

三、實驗教學過程實時可視化

教學過程的數(shù)據(jù)主要是教學過程中的師生、生生、師生教務之間的互動數(shù)據(jù)。主要體現(xiàn)在實驗室開放管理、以及實驗教學上面。教師和學生都能進行實驗預約，包括教學計劃的實驗課程預約和課外的開放實驗預約。

對于教學計劃中規(guī)定的實驗或實驗課程，由老師提出實驗預約，實驗與課程預約成功后自動生成課表，便于教師和學生查看。實驗信息或者項目研究的需要進行預約，由指導老進行審批，審核通過后預約者在預約時間內刷卡開門、系統(tǒng)通過智能電源控制系統(tǒng)自動打開預約設備，預約者進行實驗，實驗過程中實驗室管理員可以通過視頻監(jiān)控、語音提示和通訊系統(tǒng)與實驗者通話，實驗結束后預約者刷卡離開實驗室，如實驗過程中出現(xiàn)問題或者預約者未關閉電源，管理員能遠程關閉電源。

高校實驗室可視化綜合信息系統(tǒng)具有如下功能：信息化管理平臺，信息發(fā)送綜合性實驗支架、物聯(lián)集成、聯(lián)動設備預約、實驗課程安排（直觀選課、立體化排課、動態(tài)化審批）、數(shù)據(jù)報表（可定制化報表）、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)共享、唯一性標識碼身份認證。