基于物联网的开放式实验室管控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于物联网的开放式实验室的监控领域，特种涉及一种基于物联网的开放式实验室管控系统以及方法。
【背景技术】
[0002]高等教育不同于主要为理论培养和基础课程为主的初级教育，较为重视学生的创新能力、科研能力及综合素质的培养，希望培养出动手能力强、专业过硬的现代化人才。而高校实验室是培养学生综合能力的主要场所;现有技术中，高校实验室教学实验过程涉及人员多、实验内容广、实验形式多样，导致了实验室的管理无法顾及全面;并且，较大部分的高校实验室属于高危环境，依靠人力管理则会顾此失彼;这也是高校实验室较多的出现各类事故的原因之一；同时，高校实验室除了正常安排实验课外，较长时间处于闲置，而部分学生以及研究人员需要较多的实验来提高自身专业能力，而基于上述原因，实验室并没有开放，导致了较好的科研资源无法共享和充分利用，如何充分利用高校实验资源，使更多的学生更为方便、快捷完成教学实验、开放实验和创新实验，是高校实验管理面临的问题;这也对协调解决好高校教学实验资源共享与教学实验安全管理的矛盾，提出了较高的要求。
[0003]因此，需要对现有的实验室形成有效的管控，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的提供一种基于物联网的开放式实验室管控系统及方法，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本。
[0005]本发明的基于物联网的开放式实验室管控系统包括与实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心;所述智能中控装置包括:
[0006]数据采集模块，至少包括身份识别单元，用于实时获取身份信息；
[0007]控制模块，与远程管控中心网络连接并交互数据;接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断;或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断；
[0008]执行模块，接收控制模块发来的控制命令后打开或关闭实验室进入通道和打开或关闭实验室设备；
[0009]所述远程管控中心储存有实验室预设数据，将该实验室预设数据发送至控制模块用于对身份信息进行逻辑判断；或者，直接用于对身份信息进行逻辑判断后向程管控中心发出控制命令。
[0010]进一步，所述实验室预设数据至少包括实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据；
[0011]进一步，所述实验室预设数据还包括通过网络终端进行预约的预约实验数据和预约身份数据；
[0012]进一步，所述数据采集模块还包括:
[0013]电源状态采集单元，用于获取实验室电源状态参数；
[0014]环境影音采集单元，用于获取实验室视频及音频信息；
[0015]环境状态采集单元，用于获取实验室温度及湿度参数；
[0016]所述执行模块包括:
[0017]门禁执行单元，用于接收控制模块的命令信息打开或者关闭实验室进出通道；
[0018]实验室设备执行单元，包括开启或关闭实验室电源的电源执行单元和打开或关闭完成实验的其他条件的其他实验条件执行单元；
[0019]断电接续单元，用于接收控制模块的命令信息恢复实验室电源；
[0020]进一步，还包括移动终端监管系统，用于预约和查询，并经授权后向控制模块传输命令?目息;
[0021]进一步，所述控制模块储存有由远程管控中心传来的实验室预设数据，利用该实验室预设数据对身份信息数据进行逻辑判断。
[0022 ]本发明还公开了一种基于物联网的开放式实验室管控方法，包括下列步骤:
[0023]a.设定实验室预设数据并储存于远程管控中心；
[0024]b.控制模块接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断;或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断；
[0025]c.身份信息与实验室设定数据相符则开启实验室进入通道，否则，不开启。
[0026]进一步，步骤a中，实验室预设数据包括实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据；
[0027]步骤b包括:
[0028]bl控制模块按设定时间接收远程管控中心传来的实验室预设数据并储存；
[0029]b2控制模块通过与该实验课排课数据对应的预设身份数据对所述身份信息数据进行逻辑判断；
[0030]进一步，所述步骤a中，实验室预设数据还包括预约实验数据和预约身份数据；
[0031]步骤a包括:
[0032]al设定储存实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据，所述实验课排课数据包括实验课程内容和实验时间；
[0033]a2接收预约者输入的预约实验数据和预约身份数据，审核者审核批准后预约成功，否则不成功;预约实验数据包括预约实验课程内容和预约试验时间，所述预约实验时间由预约者根据步骤al的实验时间以外的时间选择；
[0034]a3将步骤al和a2的实验室预设数据储存；
[0035]进一步，步骤c包括:
[0036]Cl判断身份信息是否与实验室设定数据相符且在设定时间范围内，是则开启实验室进入通道，否，则不开启；
[0037]c2在设定时间范围内开启电源执行单元和其他实验条件执行单元；
[0038]c3获取实验室电源状态参数、实验室视频及音频信息和实验室温度及湿度参数，发出正常信号或非正常报警。
[0039]本发明的有益效果:本发明的基于物联网的开放式实验室管控系统及方法，采用实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心实现对实验室以及实验者进入实验室的整个实验过程进行管控，并可利用实验课程外的其它时间通过预约进行实验，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，即可从网络上进行预约登记并有序使用，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本;本发明采用物联网进行控制，安装现有的逻辑判断软件即能实现智能化管控，节约使用成本且简化管理过程。
【附图说明】
[0040]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0041 ]图1为本发明系统原理框图；
[0042]图2为本发明的方法程序框图；
[0043]图3为预约程序框图。
【具体实施方式】
[0044]图1为本发明系统原理框图，如图所示:本实施例的基于物联网的开放式实验室管控系统包括与实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心;所述智能中控装置包括:
[0045]数据采集模块，至少包括身份识别单元，用于实时获取身份信息;身份识别单元一般通过刷卡识别、输入学号识别等方式获取实验者的身份信息，形成记录；
[0046]控制模块，与远程管控中心网络连接并交互数据，远程管控中心可对应多个不同实验室的控制模块，管理方便且自动化强;接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断；或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断;控制模块一般包括中央处理器以及外围设备，比如用于通讯连接的通讯接口等，在此不再赘述；
[0047]执行模块，接收控制模块发来的控制命令后打开或关闭实验室进入通道和打开或关闭实验室设备;实验室设备一般包括与实验有关的设备和附属设备，比如电源设备、通水设备、照明设备等等，不同的实验具有不同的实验设备和附属设备，在此不再赘述；
[0048]所述远程管控中心储存有实验室预设数据，将该实验室预设数据发送至控制模块用于对身份信息进行逻辑判断；或者，直接用于对身份信息进行逻辑判断后向程管控中心发出控制命令;远程管控中心是物联网服务器，储存有运行在WEB服务器上的软件系统，主要由数据库和实验监管软件系统构成。
[0049]数据库主要存储实验室预设数据，包括预设身份数据(刷卡记录学生姓名、学号、班级等)、实验课排课数据(实验课程表、实验内容、实验室、实验时间等)；并实时储存实验室采集信息(身份信息采集、电源状态、视频监控信息等)；当然，上述信息实验室监管软件提供数据支撑;实验室监管软件与智能中控装置的数据交互，进入通道开闭和电源等实验条件控制；比如实验室通道开启和关闭控制、实验室电源开启和关闭控制及通电授权控制、实验室远程监控、统计查询等功能。
[0050]本实施例中，所述实验室预设数据至少包括实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据;根据上述预设数据确定能够在正常的实验课程安排中进入实验室的人员以及进入时间，提高实验室的安全性，并对学生上课课时形成监控。
[0051 ]本实施例中，所述实验室预设数据还包括通过网络终端进行预约的预约实验数据和预约身份数据;网络终端包括电脑等网络终端设备，形成预约实验的过程。
[0052]本实施例中，所述数据采集模块还包括用于采集实验室状态参数的:
[0053]电源状态采集单元，用于获取实验室电源状态参数，即获取电流、电压等参数，确定实验室电源是否接入以及是否运行正常；
[0054]环境影音采集单元，用于获取实验室视频及音频信息，获取实验室真是的动态场景，形成实时监控，提高安全性；
[0055]环境状态采集单元，用于获取实验室温度及湿度参数，保证实验环境的标准化；
[0056]当然，还可采集其他与安全、环境污染相关的数据信息并储存，在此不再赘述;上述采集单元通过专业的传感器、视频、音频采集部件即能实现。
[0057]所述执行模块包括:
[0058]门禁执行单元，用于接收控制模块的命令信息打开或者关闭实验室进出通道;采用现有的密