智能实验室管理与控制系统的设计

张青霞

聊城大学

摘要：以往传统实验室需要人工管理和操作，并且缺乏一套完整的管理制度与整体规划。随着科研人员实验需求的不断增加，传统实验室可能会对实验工作产生一定的制约，相关信息的滞后、管理效率相对较低的问题也就随之而来。如果全部依靠人工来管理实验室，那么在实验室的设备使用情况、实验室的安全保障管理、人员的参与程度与实验室的开放程度等方面都会耗费很大的精力。国家对于教育事业与科研事业的重视程度逐渐加大，信息技术的发展也为实验室智能化提供了强大的动力与支持，逐渐形成了“物联网实验室”这一新兴的实验室模式。

关键词：智能实验室；管理；控制系统；

引言

在开展一系列的实验室教学与管理时，要重视实验室管理制度的健全与完善，培养与强化员工的责任心与工作积极性，科学地利用智能管理系统来优化实验室管理路径，丰富其管理形式与内容，促进应用型人才得以更好培养、实验室管理水平得到更好提升。

1实验室管理中存在的突出问题

1.1缺乏完善的实验室管理制度

目前很多地方的实验室在管理中，比较注重对于实验室的配置和硬件设备等建设和管理，关注补充和完善实验室的配置，旨在提升实验室建设水平，但是对于相关设备硬件等的维护保养工作没有建立与之相配套的管理制度，所以导致实验室内的很多硬件设备损坏严重，一些实验设备出现问题也得不到及时的维修，导致实验室资源利用效率低下，一些长期不维修的硬件设备可能逐渐搁置老化，导致资源闲置和浪费，这些破损的实验室仪器设备也导致实验室的整体环境不良。

1.2实验室管理模式较为滞后

很多地方没有重视实验室管理水平的提高，也忽略了现代化信息技术应用的重要性，没有建立智能管理系统对于提升实验室管理效率与管理水平必要性的意识，这会对科研活动的开展、应用技术型人才的培养产生不良影响。与此同时，在管理实验室时，比较重视人工管理模式的应用，这种方式过于局限、落后、固定与呆板，与现代实验室管理标准与要求不相契合，无法对其管理需求进行更好地满足。此外，由于实验室内有着非常丰富的设备、仪器，实验的项目较多，如果应用传统、单一的实验室管理模式，其管理工作内容多且杂、管理的难度相对较大，并不利于实验室管理效果的更好提升。

1.3阻碍高研活动顺利有效开展

很多科研工作的开展都是需要进行实验的，对实验室的需求和依赖也是非常大的，实验室是科研工作顺利有效开展的重要基础和保障。为此，进一步加强和注重实验室管理并将现代信息技术运用到管理工作当中去，对提升实验室管理水平具有重大意义。然而，还存在着忽视信息技术智能管理系统对于实验室管理的重要价值和意义，导致实验室管理无法高质量发展，管理方式落后实验室管理水平较低，最终严重阻碍科研工作的顺利开展。

2智能实验室管理与控制系统的设计

2.1硬件框架

本次系统的硬件部分可以分为6个模块，分别是为各个工作模块进行供电的供电模块、能够实时采集实验室环境数据的传感器模块、收集数据并向服务器端发送数据的网关模块、数据显示模块、报警模块以及门禁模块。

2.2系统设计

在学生或者实验人员进入实验室之前，本人可以使用身份识别卡进行刷卡，解开门禁后进入实验室。这样就可以提高实验室的使用效率与开放程度，实验人员可以在需要的时候自由进入实验室，不用等待实验室管理员的到来。在手机移动端有一个服务器用来接收与存储传感器所传输的相关数据，并且能够保存；实验室管理员能够在手机端的页面中随时查看实验室的相关数据。

2.3系统硬件搭建

1）搭建外部环境。将模型整体、传感器和开发板等通过串口与电脑连接在一起，准备设置开发板需要连接的WLAN以及程序的烧写。2）配置开发板的WLAN热。在连接完成后，配置开发板的WLAN，设置开发板需要连接的无线局域网或者手机热点。3）通过串口烧写程序。将硬件设备与电脑连接完成后，在电脑端通过串口将已经编写好的程序烧录进开发板，同时观察开发板的响应情况。4）系统服务器登录。实验室管理员可以在手机端通过输入账号、密码、验证码登录服务器，查看实验室相关数据。

3智能管理系统在实验室管理中应用策略分析

3.1重视智能一体化综合服务平台的有效构建

在构建智能一体化综合服务平台的过程中，要对学校的办学优势与学科特色进行分析与全面考虑，并将其作为基础来进行实验教学的创新与创造。重视智能一体化综合服务平台的有效构建，科学、合理地进行资金安排，安排专项资金来构建实验室智能管理系统。而在智能管理系统构建过程中，要合理配置与优化实验室的资源，合理规划与布局实验室的设备等，秉承着科研与教学协同并进的理念与目标，不断健全和完善智能管理系统，促进实验室管理方式的更好优化、管理理念的更好升级、管理模式的更好创新、管理质量的更好提升，为实验室的顺利教学、有序科研提供更好的保障与支持。

3.2创新实验室管理方法，引入信息化监管模式

现阶段信息技术发展迅速，信息技术实验室管理中的应用和渗透也越来越普遍，为助力实验室管理和建设发展提供了更多的技术化、信息化路径。针对信息化后台管理员进行，将各项平台、系统用户使用方法和管理员管理模式进行介绍，让各管理员对作为后台管理者应具备的素质条件有一定认识。实验室拥有稳定良好的信息化平台，能最大限度地帮助实验室提高工作质量和提升工作效率，而掌握熟悉使用平台的能力是达到最终目的的大前提。

结束语

针对实验室管理员在管理过程中耗费过多精力、实验室环境对研究人员的影响等问题，设计出智能化的系统解决方案，使实验室管理员能够在移动端随时了解实验室的相关环境状态，并对实验室内一些设备进行远程操控。在这样的管理模式下可以减轻实验室管理员的压力，节省一定的精力，实现实验室的智能化、信息化、可控化，为研究人员提供强有力的保障与服务；还能够加大实验室的开放程度，提高安全保障以及研究人员使用实验室的效率。

参考文献

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