物联网技术与实验室设备管理
        物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其本质含义就是物体与物体相连的网络。是指通过射频识别(RFID)等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1-2]。主要包括两层含义:(1)物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;(2)其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信[3-4]。 
       1.2RFID技术 RFID技术作为催生与促进物联网发展的动力[5],得到了飞快的发展。RFID是一种非接触式的自动识别技术,它利用射频信号通过电磁耦合来自动识别管理对象并获取相关数据。 
RFID根据标签工作方式,主要分为两类[6]。 
(1)主动式标签:用自身的射频能量主动地发射数据给读写器的标签。主动式标签含有电源;
(2) 被动式标签:由读写器发出的信号触发后进入通信状态的标签称为被动式标签。被动式标签的通信能量从读写器发射的电磁波中获得,它既有不含电源的标签,也有含有电源的标签。含有电源的标签,电源只为芯片运转提供能量,这种标签也称为半主动标签。
 RFID系统一般由3部分组成,。 电子标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的RFID编码,附着在物体上标识目标对象,一般情况下,标签已经包含了标签天线。 读写器是读取(或写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式。天线用来在标签和读写器间传递射频信号。
 RFID系统有以下3大特点:(1)可以标识每个物体,而不像条形码是用来识别一类物体;(2)可以非接触远距离同时对多个物体进行识读,而条形码只能在非常近的距离一个一个地识读;(3)储存的信息量非常大。鉴于上述的优点,采用RFID系统作为实验设备的建账、盘点和巡检工具,可以实现实验设备的自动化管理。 
2实验室设备自动化管理 通过前面的分析,可以使用RFID技术,来实现实验设备的自动化管理。下面结合实验设备管理的几个方面,逐一进行说明。 2.1设备建账 实验设备完成采购后,为其贴上RFID电子标签,并通过RFID读写器,将设备建账所需的信息,写入到电子标签中;并通过管理系统,将设备信息写入到数据库中,完成设备建账操作。完成此建账操作后,为后续的设备自动化管理,提供了相应的必要条件。 通过使用电子标签,可以保存更为完善的设备相关信息,包括型号、规格、单价、出厂日期、出场编号、使用单位、存放地点和维修纪录等多种信息;同时,还可以存储复杂设备的一些帮助信息等。完善的信息为设备的管理和使用提供了更多的便利。 
2.2设备盘点 实验设备具有电子标签后,通过RFID读写器,连接相应的管理系统后,就可以实现设备盘点的自动化操作。无需像条形码一样,逐一近距离地扫描,通过手持RFID读写器,在有效的辐射距离内,就可以完成实验室中的设备标签扫描;通过RFID读写器与管理系统的连接,将扫描信息进行处理,就可以完成实验设备的盘点工作,实现自动化盘点。 自动化盘点,可以减少管理人员工作量,并提高盘点数据的准确率。 
2.3设备借调 在实验室的出入门,安装固定式的RFID读写器。设备进行借调时,当设备经过RFID读写器时,电子标签自动被扫描;通过管理系统,将设备的借出信息记录到数据库中;并且,可以通过RFID读写器,将设备的借出信息,记录到设备的电子标签中。 通过这样的借调管理,在进行设备盘点时,可以通过管理系统中的相关记录,清晰、准确的跟踪到借调设备的具体信息。 
2.4设备巡检 通过电子标签,可以将设备的巡检记录信息,存储在电子标签中;在每次巡检时,就可以明确该设备的具体运行状态,以及最近的巡检情况等信息;大大提高了巡检的工作效率,也为实验设备的责任事故等,提供了比较可靠的依据。 综上所述,采用RFID系统,结合实验室管理系统,基本可以实现实验设备的自动化管理;在减少管理人员工作量的同时,提高管理工作的效率和准确率。 
3智能化实验室管理系统设计 主要是指借助于物联网技术,结合软件程序,实现实验室管理工作的自动化和智能化。系统硬件部分设计采用RFID系统作为实验设备的标识、跟踪以及门禁系统;实验室开放管理,设计安装监控系统,并且与管理系统相连接;软件部分采用主流的B/S系统架构,利用当前主流的 Spring框架来搭建整个管理系统。
 
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