智慧实验室智能化建设
传统的实验室信息管理系统存在功能单一、无法与其他系统对接、较多依赖纸质记录等缺陷。近些年，随着移动设备、云计算、物联网等新技术的发展，以新技术打造新型智慧实验室已经势在必行。
未来智慧型实验室的建设是在不断得完善和发展的,甚至可能实现三维立体虚拟实验室等。
01
智慧型实验室概述
“智慧实验室”建立在传统实验室的基础上，融入互联网 + 的创新建设理念，通过网络（基于 WIFI 的无线局域网、移动通信等）接入方式，把任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人、服务与人的泛在链接。实现对实验资源的智慧化识别、跟踪、监控和管理以及实验过程与结果的及时反馈，提供一个完全开放式的创新实验环境，但也能完整记录实践过程，建立实时通信平台，及时纠正错误步骤，约束违规行为，继而从根本上培养工作人员的独立性以及分析问题与解决问题的能力。其具有很高的创新性与推广应用价值。
02
智慧实验室建设
智慧实验室建设属于当前“智慧校园”建设的重要组成部分之一，目前国内无论是高校还是中小学都在开展相应的智慧校园建设，智慧教室、智慧实验室、智慧后勤如火如荼地进行着。因此，智慧实验室建设与智慧校园建设息息相关，根据“3I”要素分析不难得出，在基础网络、数据、管理等方面，智慧实验室将直接融入智慧校园建设，但又有其独特的建设要求，具体表现在以下几方面。
1、基于物联网的数据获取
主要包括以各类温湿度传感器、门禁、监控摄像头、智能化节能设备、智能化考勤设备和计算机设备等所获取的有关实验室温度、湿度、光线、能耗、使用率和故障率等各项基础数据信息。
这些信息将全部汇聚集至智慧校园数据平台，由大数据系统进行全面整合分析，提供有关实验室环境、设备状态情况，以便于管理人员对实验室进行保养维护。
2、基于互联网的交互设计
实验室内各类教学应用软件及网络教学平台将辅助整个实验室教学过程，同时全面收集教学相关数据，一方面自行进行各类教学行为分析，另一方面将向智慧校园数据平台提供相关教学数据，全面实现教学过程的全面连接互通、即时交互，实现资源共享、实时监控。
3、以“智能化”为核心的大数据分析平台设计
与各类学校智慧校园数据中心建设相比，智慧实验室建设将有所区别，对于没有校级数据中心的学校，在智慧实验室建设过程中可以充分考虑使用实验室教学大数据平台，在进行教学辅助的同时，由教学平台直接提供教学数据的分析与统计；对于建有校级大数据中心的学校，则可以汇聚至数据中心，综合全校智慧教室、智慧实验室、网络教学平台等各类终端的数据统一进行汇集、存储、分类、整合与分析，将教学信息变成可用知识。
综上所述，智慧实验室建设的核心目标是打造物联、互联、智慧3个层面。具体的建设步骤同样也可以分为3个步骤。
1、物联层基础设施建设
此步骤在硬装阶段需要提前设计智慧门禁系统、智慧窗帘、智慧桌椅、智慧温控及节能系统等，并提前进行硬装布线，如预设传感器、致动器、可编程的逻辑控制器（PLC）和分布式智能传感器等。
这些设备的联通直接关系智慧实验室的基础环境建设，所有联通数据将通过传感器传输至智慧平台经视频和数字信号处理，利用温度传感器、湿度感觉器、摄像头、音量传感器、光线传感器等可以实现实验室按时自动开放、自动签到、上下课、自动节能、自动调节室内温湿度和自动调节室内光线，实现智能化环境控制。同时，课前管理人员与师生均可以提前对实验室状况进行控制调节，做好课前准备工作。
2、互联层建设
互联层建设是在基础硬件设施全部安装调试运转正常后需要进行整体布局的关键步骤，起到承上启下的重要作用，整个计算机实验室的所有数据传输均要依靠互联层。在互联层上，实验室教学的核心数据，包括物联层的所有数据、教师日常教学信息、教学平台操作数据、实验室作业、试题和考试信息等均在此层面进行搜集汇聚，各类数据的来源各不相同，数据格式也不一致，因此，在互联层采取何种信息连接方式全面整合、统一各类信息将直接影响智慧实验室的建设水平。目前，在互联层常见的连接传输方式包括无线类（WiFi、Z-Wave、NFC、蓝牙、紫蜂等）、有线类（双绞线、光纤等）。
3、智慧层建设
智慧层是在上述两步完成后需要整体设计架构的重要一步，也是整个智慧计算机实验室建设的顶端核心内容。智慧的核心是数据，而这些数据的来源就是前述两步建设的内容，如何处理好这些数据，将其整合、分析，得出可用的决策建议就是第三步建设需要考虑的核心内容。各类不同数据均会根据数据中心标准规范汇聚至中心，通过建设面向服务的架构模型，中心管理系统通过数学算法和统计工具转换数据进行分析，执行结果预测、场景建模和模拟，帮助实验室管理人员进行管理、分析，为实验教学、实验室建设管理提供决策支持。
智慧实验室可以将最先进的技术集成到计算机科学，通信，物联网等领域，并规范计算机体验管理，仪器管理和设备，数据统计分析等，提高仪器的效率和设备的使用。提供更好的体验，研究和教学服务，创造绿色，低碳，低能耗，智能和舒适的实验环境，将不可避免地成为实验室下一阶段建设的核心。基于智慧物联网技术的开放实验室管理系统在开放服务、资源共享、便捷管理和节省人力资源等诸多方面具有重要意义，市场前景广阔。该项技术可以进一步扩展到物联网智慧家庭、物联网智慧农业、物联网智慧商铺、物联网智慧工业等更多的应用领域，培养更多的物联网技术开发人才。
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