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基于物联网的高校大型仪器设备智能管理系统研究

更新时间：2019-12-22 15:20:50 大小：1M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：物联网智能管理系统 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

为了规范、高效和安全地管理高校大型仪器设备,为师生提供良好的科研创新平台,设计一种基于物联网技术的仪器设备智能管理系统总体方案,采用ZigBee技术搭建网络平台实现实验室环境监测,采用校园一卡通实现仪器设备智能管理,提高了实验仪器设备的综合管理效率.

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基于物联网的高校大型仪器设备智能管理系统研究.pdf 1M

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实
p
验
技
术
gy  
与
管
理
ꢀ
g
第
卷
第
期
年
月
４
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ISSN１００２Ｇ４９５６  
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ ꢀꢀꢀ  
３４  
ꢀ
４
ꢀ２０１７  
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ  
ExerimentalTechnolo andManaement  
/
CN１１Ｇ２０３４ T  
Vol．３４ꢀNo．４ꢀA r．２０１７  
p
:
/
j
DOI１０．１６７９１ ．cnki．s ．２０１７．０４．０６８ꢀ  
jg  
基于物联网的高校大型仪器设备智能管理系统研究  
,
,
陈仁安 郑新旺 庄凤彬  
(
,
)
ꢀ３６１０２１  
集美大学 实验管理中心 福建 厦门  
: 、 , ,  
为了规范 高效和安全地管理高校大型仪器设备 为师生提供良好的科研创新平台 设计一种基于物  
摘
要
ꢀ
,
,
技术搭建网络平台实现实验室环境监测 采用校园  
联网技术的仪器设备智能管理系统总体方案 采用  
ZiBee  
g
,
.
一卡通实现仪器设备智能管理 提高了实验仪器设备的综合管理效率  
:
;
;
关键词 智能管理系统 物联网 大型仪器设备  
:
:
:
文章编号  
Aꢀꢀ １００２Ｇ４９５６２０１７４Ｇ０２６８Ｇ０４  
(
)
中图分类号  
文献标识码  
TP３１５ꢀꢀ  
ResearchonintellientmanaementsstemofuniversitlareＧscale  
y g  
g
g
y
instrumentsandeuimentbasedonInternetofthins  
q p  
g
,
,
ChenRenan Zhen Xinwan Zhuan Fenbin  
g
g
g
g
(
,
,
,
)
ExerimentalManaementCenterJimeiUniversit Xiamen３６１０２１ China  
p
g
y
:
,
Abstract In orderto standardize efficientl and safel manae universit lareＧscaleinstruments and  
y
y
g
y
g
,
,
euimentand rovidea oodscientificresearchandinnovation latformforteachersandstudentsanoverall  
q p  
p
g
p
lanforanintellientmanaementsstemforinstrumentsandeuimentbasedonthetechnolo ofInternet  
q p gy  
p
g
g
y
,
ofthinsisdesined．B usin ZiBeetechnolo toestablishanetwork latform thelaborator environment  
gy  
g
g
y
g
g
p
y
,
monitorin isrealized．B usin thecam uscardtheintellientmanaementoftheinstrumentsandeuiment  
q p  
g
y
g
p
g
g
isachievedsoastoim rovethecom rehensivemanaementefficienc oftheexerimentalinstrumentsand  
p
p
g
y
p
euiment．  
q p  
:
;
;
g g  
Ke words intellientmanaementsstem Internetofthins lareＧscaleinstrumentsandeuiment  
q p  
g
g
y
y
大型仪器设备是高等学校进行实验教学和科研工  
这种管理模式需要投入大量的人力和时间来实现仪器  
ꢀꢀ  
,
、 、 ,  
预约 监管执行 机时统计等日常事务 设备利用效率  
作的必需手段和重要物质条件 加强大型仪器设备的  
[]  
４
科学管理是保证教学质量和提高科研水平的重要工  
、
、
.
物联网是指通过  
低 信息采集困难 动态管理困难  
[]  
１
.
, ,  
大型仪器设备价格昂贵 作为社会稀缺资源 其  
作
、
、
、
射频识别 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器等  
、
配置 管 理 和 使 用 一 直 受 到 高 校 和 社 会 各 方 面 的 关  
,
,
信息传感设备 按约定的协议 把任何物品与互联网连  
[]  
２
.
,
随着高等教育事业的蓬勃发展 高校大型仪器  
注
,
,
、
接起来 进行信息交换和通信 以实现智能化识别 定  
[
]
５Ｇ  
６
,
设备数量不断增长 如何发挥这些优质设备资源的作  
、
、
.
现在广泛应用  
位 跟踪 监控和管理的一种网络  
,
,
用 提高仪器设备的使用效益 使大型仪器设备在支持  
、
、
、
.
于智能交通 智能家居 运输跟踪 安防等领域  
ZiＧ  
g
、
、
高水平科学研究 培养高素质人才 推动学科建设方面  
,
作为当今最热门的无线传感器网络技术之一 以  
Bee  
,
发 挥 积 极 作 用 已 成 为 各 大 高 校 研 究 探 讨 的 热 点  
、
、
、
,
其低功耗 低成本 组网自适应 网络容量大等特点 已  
[]  
３
[
]
９
７Ｇ  
.
问题  
.
经被广泛应用于自动控制和监控领域  
在这样的  
,
传统的大型仪器设备管理基本上采用人工管理  
,
,
背景下 提出了基于物联网的设备智能管理模式 实现  
、
、
实验室环境的实时监控 设备信息的全局管理 仪器设  
:
收稿日期  
２０１６Ｇ１１Ｇ１０  
.
备信息的动态管理  
:
(
)
基金项目 福建省教育厅教育科研项目  
JA１３３７４  
:
(
—),  
, , , ,  
作者简介 陈仁安  
男 福建漳平 硕士 高级实验师 集美大学  
１９７０  
设备智能管理系统基本组成  
１ꢀ  
,
、
实验管理中心主任 主要研究方向为大学物理 无线电技术  
．
:
EＧmailrachen７０＠１６３．com  
设备智能管理系统主要包括环境管理模块和设备  
(
).  
１
管理模块 见图  
万方数据  
, :  
陈仁安 等 基于物联网的高校大型仪器设备智能管理系统研究  
２６９  
图
设备智能管理系统组成框图  
１ꢀ  
图
环境管理模块硬件结构图  
２ꢀ  
智能管理系统的环境管理模块采用  
技术  
ZiBee  
g
、
、
、
实现视频采集 防火 防盗 门禁系统等远程控制和监  
()  
:
,
网关 支持  
１Ｇ４  
物联网视频网关 单路  
１
NVS  
.
,
基于大学校园基本建设了校园一卡通 设备管理  
测
、
/
、
协议 支持  
ZiＧ  
路视频  
传输 支持  
IP  
CMRTP RTCP  
控制节点的控制 可实现  
ZiBee  
g
g
,
模块共享一卡通数据中心人员信息 建立一个实验室  
、
、
协议 可实现对  
Bee  
,
、
大型仪器设备管理系统独立专网 并将应用服务器 数  
;
传感节点的信号采集  
对
ZiBee  
g
、
,
据库服务器 门禁系统联入网中 实现大型仪器设备的  
()  
:
,
壁挂式红外检测器 安装墙壁上 检测区域内  
２
.
管理  
,
,
网关 对区域内的非  
NVS  
热释电 通过  
发送给  
ZiBee  
g
环境管理模块  
１．１ꢀ  
、
该模块主要包括视频 温湿度等信息采集 电源  
;
法闯入发出报警信号  
、
,
()  
:
;
吸顶式红外检测器 固定设备非法移动检测  
３
.
、
、
、
照明等集中控制 实验室的安全 防火 防盗 门禁系  
()  
:
;
幕帘式红外检测器 门窗非法进入检测  
４
.
统等都可以远程实现对其进行控制和监测  
设备管理模块  
()  
５
:
,
烟雾检测器 检测区域内烟雾浓度 通过  
ZiＧ  
g
１．２ꢀ  
该模块包括信息发布及日常管理 用户通过访问  
,
网 关 对 区 域 内 的 火 灾 发 出 报 警  
发 送 给  
Bee  
NVS  
.
;
信号  
、
,
系统的网站了解实验室管理规则 设备情况 在开户后  
()  
６
:
、
;
温湿度检测器 检测区域内温度 湿度  
.
就可预约使用 管理人员在收到用户的预约申请后进  
()  
７
:
声光报警器 通过  
接收  
网关发  
NVS  
ZiBee  
g
,
.
行审核 并将审核结果通知用户 系统通过门禁系统  
,
,
;
来的信息 实现本地报警功能 吓阻入侵者 声光报警  
.
记录用户使用设备的时间 信息发布主要有开户申  
,
器通过校园网以短信 彩信或者网络报警形式上传系  
、
、
、
.
请 预约申请 信息浏览 信息查询等 日常管理主要  
;
统管理员  
、
、
.
有开户管理 预约管理 查询统计和参数设置等  
()  
８
:
,
一键布防 无线遥控按钮 配合  
ZiBeeNVS  
g
系统设计方案关键技术  
、
.
网关对安防系统实现开启 关闭  
２ꢀ  
基于 的无线节点控制实现  
２．１．３ꢀ  
系 统 中 各 节 点 的 操 作 及 信 息 采 集 的 接 口 是 由  
),  
ZiBee  
g
环境管理模块的设计实现  
２．１ꢀ  
技术简述  
是基于  
２．１．１ꢀZiBee  
g
,
(
libiot．dll  
开发包实现 采用动态链接库技术  
Libiot  
标准的低功耗局域  
IEEE８０２．１５．４  
ZiBee  
g
,
,
基于模块式编程的理念 实现了物联网的接入 包括服  
.
,
ZiBee  
g
网协议 根据国际标准规定  
技术是一种短距  
、
.
务器的连接 对物联网节点的操作与数据采集等功能  
、
.
、
离 低功耗的无线通信技术 其特点是近距离 低复杂  
应用系统二次开发能够对各节点采集的信息进行分  
、
、
、
.
度 自组织 低功耗 低数据速率 主要适合用于自动  
、
,
、
析 处理 并根据决策算法对报警 异常等重要信息及  
,
.
控制和远程控制领域 可以嵌入各种设备 优点是省  
.
时管控  
、
、
.
电 简单 成本低  
ZiBee  
g
协议从下到上分别为物理  
、
用户与模块的交互包括命令的发送 状态及数据  
(
)、  
媒体访问控制层  
PHY  
(
MAC  
)、  
传输层  
(
)、  
网
层
TL  
.
:
的接收 基本的操作流程包括以下几点  
(
NWK  
)、 (  
应用层  
APL  
).  
络层  
主要应用领域包括无  
()  
１
应用程序通过调用接 口来使 用 模 块 提 供 的  
、
、
、
线传感器网络 数据采集 工业控制 家庭和楼宇自动  
;
功能  
[
]
１０Ｇ１１  
、
.
化 医用设备控制等  
()  
;
文件来交换数据  
应用程序与模块通过  
２
XML  
硬件结构  
２．１．２ꢀ  
根据大型仪器设备环境管理的需要 选择 个网  
()  
３
;
模块通过消息通知应用程序数据已更新  
,
１
()  
４
应 用 程 序 收 到 消 息 后 从  
文 件 中 读 取  
XML  
(
)
,
,
节点设备  
络视频系统  
网关 选取相应  
NVS  
ZiBee  
g
.
数据  
、
、
、
完成视频采集 电源插座管理 设备进出入管理 门禁  
.
模块调用流程如图 所示  
３
、
(
).  
２
考勤 无人值守红外安全防盗等功能 见图  
万方数据  

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