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    一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統技術方案

    技術編號:22615223 閱讀:34 留言:0更新日期:2019-11-20 20:07
    本實用新型專利技術公開了一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,涉及一種實驗室管理系統,采用控制模塊通過ZigBee協調器對所有ZigBee終端節點采集的參數進行監控,并根據采集的參數進行告警,控制模塊監控及告警的信息均存儲在云服務器,管理終端根據告警信息發送至所有實驗室計算機,提醒實驗室人員快速撤離,從而解決了實驗室出現危險情況無法及時智能報警的缺點。通過ZigBee終端節點將實驗箱的相關信息傳送至服務器,管理人員通過管理終端從服務器中讀取相應信息進行管理;同時管理終端通過服務器能夠對實驗室計算進行監控和管理,同時服務器機對實驗室計算機資源進行了池化,具備強大的計算處理能力,還通過服務器讀控制模塊控制控制實驗室門的開關。

    An intelligent experiment management system based on Internet of things and cloud computing platform

    The utility model discloses an intelligent experiment management system based on the Internet of things and cloud computing platform, which relates to a laboratory management system. The control module is used to monitor the parameters collected by all ZigBee terminal nodes through ZigBee coordinator, and alarms are made according to the collected parameters. The monitoring and alarm information of the control module are stored in the cloud server, and the management terminal is based on the reports The alarm information is sent to all laboratory computers to remind the laboratory personnel to evacuate quickly, so as to solve the problem that the laboratory can not give an intelligent alarm in time in case of dangerous situation. The relevant information of the laboratory box is transmitted to the server through ZigBee terminal node, and the management personnel read the corresponding information from the server for management through the management terminal; at the same time, the management terminal can monitor and manage the laboratory calculation through the server, and the server machine pool the computer resources of the laboratory, which has a strong computing processing ability, and also through the server Read the control module to control the switch of the laboratory door.

    【技術實現步驟摘要】
    一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統
    本技術涉及一種實驗室管理系統,尤其涉及一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統。
    技術介紹
    近年來,物聯網技術已經開始廣泛應用于智慧城市和智慧校園建設,將物聯網技術應用于高校實驗室管理,可以有效地解決高校實驗室管理存在的問題,也為全面提升高校實驗室信息化管理水平帶來了新的機遇,高校實驗室管理智慧化已經成為未來高校實驗室建設的必然發展趨勢。隨著高校的擴招,實驗室中的人數明顯增加,教育部加大了對高校的建設經費,實驗室出現了越來越大和越來越多的趨勢,這導致了使用能源增加,管理難度增加和實驗室建設成本上升。特別是很多院校都相繼建立了開放型實驗室,進行實驗的人員、時間不確定,實驗的內容不統一,實驗儀器的安全性,這都給實驗教學和資產安全管理增加了很大困難,同時也增加了實驗人員的值班工作量和工作強度,在某種程度上制約了開放實驗室的建設與發展,造成了實驗室管理效率下降,安全性舒適性降低,影響了學生實驗的積極性,造成了實驗室資源嚴重浪費。這些問題具體體現在以下方面:(1)實驗教學工作覆蓋面廣,參與人員多,協調管理難;實驗室的軟硬件設備監管難度大;(2)管理人員對實驗過程難以全程監控,學生人數的大量增加,實驗室嚴重不足,實驗師資貧乏,需要提高資源利用率;(3)數據分析匯總難,易出錯,教師統計申報數據的工作量巨大,對發現和決實驗教學中的問題都有一定的滯后;(4)實驗室環境無法智能時時監測,實驗室出現危險情況無法及時智能報警。
    技術實現思路
    本技術的目的在于提供一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,從而克服了現有實驗室的軟硬件設備監管難度大,難以全程監控及實驗室環境無法智能時時監測,實驗室出現危險情況無法及時智能報警的缺點。為實現上述目的,本技術提供了一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,包括:實驗室計算機,用于學生進行相關實驗的所有計算機;第一交換機,與多臺所述實驗室終端計算機連接;服務器,與所述第一交換機連接,所述服務器上安裝云管理軟件,所述管理終端通過所述云管理軟件對所述實驗室計算機進行管理;所述服務器還能夠安裝服務器虛擬化軟件對服務器資源進行池化,大批量對實驗室計算機部署虛擬機,減少了因為實驗時學生安裝不正常、虛擬機配置錯誤及新的計算機配置而造成的時間浪費,從而提高了實驗室管理人員的工作效率;管理終端,與所述服務器連接,用于通過服務器、第一交換機對多臺所述實驗室計算機進行控制和管理;ZigBee終端節點,用于采集和傳輸相應參數或傳輸相應的控制命令控制;ZigBee路由器,分別與多個所述ZigBee終端節點連接;ZigBee協調器,分別與多個所述ZigBee終端節點之間直接無線連接或通過所述ZigBee路由器無線連接,所述ZigBee協調器與所述服務器連接;控制模塊,分別與所述ZigBee協調器、云服務器和管理終端連接,用于通過所述ZigBee協調器對所述ZigBee終端節點采集的參數進行監控,并根據采集的參數進行告警,所述控制模塊監控及告警的信息均存儲在所述服務器,所述管理終端通過服務器或直接讀取控制模塊監控的情況;實驗箱,每個實驗箱均與ZigBee終端節點連接,所述ZigBee終端節點與所述實驗箱中的主要繼電器、控制開關或傳感器連接;用于通過ZigBee終端節點采集所述實驗箱實驗產生的相關參數傳送至所述控制模塊,便于老師對學生的實驗操作情況進行監控和幫助;環境監控模塊,所述環境監測控制模塊包括:溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器及蜂鳴器,溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器及蜂鳴器分別連接一個所述ZigBee終端節點,所述溫濕度傳感器、煙霧傳感器及光敏傳感器通過相應的ZigBee節點將采集到的環境參數傳送至所述控制模塊,并根據所述環境參數判斷是所述蜂鳴器是否工作,并將告警信息發送至所述管理終端;及門禁模塊,設置在實驗室入口,與一個所述ZigBee終端節點連接,用于控制實驗室入口的開啟或閉合,并將相應的信息通過ZigBee終端節點發送至所述控制模塊。進一步的,所述管理終端為計算機,包括安裝有Windows系統的主機、與所述主機連接的鍵盤、與所述主機連接的顯示器及與所述主機連接的鼠標。進一步的,所述管理終端通過第二交換機連接服務器。進一步的,所述第一交換機和第二交換機均為千兆交換機,所述千兆交換機采用的型號為SG95-24,所述服務器采用的型號為PowerEdgeC1100。進一步的,所述門禁模塊包括:射頻標簽,設置在IC卡中;射頻感應模塊,設置在實驗室入口,與所述射頻標簽感應耦合;人臉識別模塊,設置在實驗室入口;及電磁開關,為實驗室入口的電磁門中的電磁開關,所述電磁開關、射頻感應模塊及人臉識別模塊分別與一個所述ZigBee終端節點連接,用于根據接收到所述射頻感應模塊和人臉識別模塊的信號控制所述電磁開關的開啟或閉合,并將相應的信息通過所述ZigBee終端節點傳送至所述控制模塊。進一步的,所述ZigBee終端節點均包括:ZigBee數傳終端;RF天線,與所述所述ZigBee數傳終端連接,用于接收或發送信號;存儲器,與所述ZigBee數傳終端連接,用于對數據進行存儲;電池,與所述ZigBee數傳終端連接,用于給所述ZigBee數傳終端進行供電。進一步的,所述控制模塊與ZigBee協調器之間還通過依次連接的RS232公對公交叉線和RS323轉TTL轉接口連接。進一步的,所述控制模塊為單片機。進一步的,所述單片機的型號為STM32F103V8T6。與現有的技術相比,本技術具有如下有益效果:本技術所提供的一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,采用控制模塊通過ZigBee協調器對所有ZigBee終端節點采集的參數進行監控,并根據采集的參數進行告警,控制模塊監控及告警的信息均存儲在云服務器,管理終端根據告警信息發送至所有實驗室計算機,提醒實驗室人員快速撤離,從而解決了實驗室出現危險情況無法及時智能報警的缺點。通過ZigBee終端節點連接實驗箱,ZigBee終端節點將實驗箱的相關信息通過ZigBee路由器、ZigBee協調器傳送至服務器,從而方便管理人員通過管理終端從服務器中讀取相應信息進行管理;同時管理終端通過服務器能夠對實驗室計算進行監控和管理,同時服務器機對實驗室計算機資源進行了池化,具備強大的計算處理能力,還能夠通過服務器讀取控制模塊控制采集的環境監測參數、控制實驗室門的開關和管理實驗室實驗箱,數據的處理和資源均集中在服務器,瘦客戶端可以極大節省機房建設投入,從而解決了實驗室的軟硬件設備監管難度大,難以全程監控及實驗室環境無法智能時時監測,實驗室出現危險情況無法及時智能報警的缺點,而且通過服務器對實驗室計算機進行安裝服務器虛擬化軟件對服務器資源進行池化,大批量對實驗室計算機部署虛擬機,減少了因為實驗時學生安裝不正本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    1.一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,其特征在于:包括:/n實驗室計算機,用于學生進行相關實驗的所有計算機;/n第一交換機,與多臺所述實驗室終端計算機連接;/n服務器,與所述第一交換機連接,所述服務器上安裝云管理軟件,所述管理終端通過所述云管理軟件對所述實驗室計算機進行管理;所述服務器還能夠安裝服務器虛擬化軟件對服務器資源進行池化;/n管理終端,與所述服務器連接,用于通過服務器、第一交換機對多臺所述實驗室計算機進行控制和管理;/nZigBee終端節點,用于采集和傳輸相應參數或傳輸相應的控制命令控制;/nZigBee路由器,分別與多個所述ZigBee終端節點連接;/nZigBee協調器,分別與多個所述ZigBee終端節點之間直接無線連接或通過所述ZigBee路由器無線連接,所述ZigBee協調器與所述服務器連接;/n控制模塊,分別與所述ZigBee協調器、云服務器和管理終端連接,用于通過所述ZigBee協調器對所述ZigBee終端節點采集的參數進行監控,并根據采集的參數進行告警,所述控制模塊監控及告警的信息均存儲在所述服務器,所述管理終端通過服務器或直接讀取控制模塊監控的情況;/n實驗箱,每個實驗箱均與ZigBee終端節點連接,所述ZigBee終端節點與所述實驗箱中的主要繼電器、控制開關或傳感器連接;用于通過所述ZigBee終端節點采集所述實驗箱實驗產生的相關參數傳送至所述控制模塊,便于老師對學生的實驗操作情況進行監控和幫助;/n環境監控模塊,所述環境監測控制模塊包括:溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器及蜂鳴器,溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器及蜂鳴器分別連接一個所述ZigBee終端節點,所述溫濕度傳感器、煙霧傳感器及光敏傳感器通過相應的ZigBee節點將采集到的環境參數傳送至所述控制模塊,并根據所述環境參數判斷是所述蜂鳴器是否工作,并將告警信息發送至所述管理終端;及/n門禁模塊,設置在實驗室入口,與一個所述ZigBee終端節點連接,用于控制實驗室入口的開啟或閉合,并將相應的信息通過ZigBee終端節點發送至所述控制模塊。/n...

    【技術特征摘要】
    1.一種基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,其特征在于:包括:
    實驗室計算機,用于學生進行相關實驗的所有計算機;
    第一交換機,與多臺所述實驗室終端計算機連接;
    服務器,與所述第一交換機連接,所述服務器上安裝云管理軟件,所述管理終端通過所述云管理軟件對所述實驗室計算機進行管理;所述服務器還能夠安裝服務器虛擬化軟件對服務器資源進行池化;
    管理終端,與所述服務器連接,用于通過服務器、第一交換機對多臺所述實驗室計算機進行控制和管理;
    ZigBee終端節點,用于采集和傳輸相應參數或傳輸相應的控制命令控制;
    ZigBee路由器,分別與多個所述ZigBee終端節點連接;
    ZigBee協調器,分別與多個所述ZigBee終端節點之間直接無線連接或通過所述ZigBee路由器無線連接,所述ZigBee協調器與所述服務器連接;
    控制模塊,分別與所述ZigBee協調器、云服務器和管理終端連接,用于通過所述ZigBee協調器對所述ZigBee終端節點采集的參數進行監控,并根據采集的參數進行告警,所述控制模塊監控及告警的信息均存儲在所述服務器,所述管理終端通過服務器或直接讀取控制模塊監控的情況;
    實驗箱,每個實驗箱均與ZigBee終端節點連接,所述ZigBee終端節點與所述實驗箱中的主要繼電器、控制開關或傳感器連接;用于通過所述ZigBee終端節點采集所述實驗箱實驗產生的相關參數傳送至所述控制模塊,便于老師對學生的實驗操作情況進行監控和幫助;
    環境監控模塊,所述環境監測控制模塊包括:溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器及蜂鳴器,溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器及蜂鳴器分別連接一個所述ZigBee終端節點,所述溫濕度傳感器、煙霧傳感器及光敏傳感器通過相應的ZigBee節點將采集到的環境參數傳送至所述控制模塊,并根據所述環境參數判斷是所述蜂鳴器是否工作,并將告警信息發送至所述管理終端;及
    門禁模塊,設置在實驗室入口,與一個所述ZigBee終端節點連接,用于控制實驗室入口的開啟或閉合,并將相應的信息通過ZigBee終端節點發送至所述控制模塊。


    2.根據權利要求1所述的基于物聯網和云計算平臺的智能實驗管理系統,其特征在...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:謝仁恩朱昌洪郭振軍柯捷張余明鄧維梁曉萍饒雪峰何金花潘天賜潘宇董光光
    申請(專利權)人:桂林航天工業學院
    類型:新型
    國別省市:廣西;45

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