摘要：当前，中职计算机实训室在管理和使用等方面不够智能化，存在一些安全隐患，设备的管理不当。因此，基于物联网技术设计了计算机实训室管理系统，对环境进行实时监控，根据环境状况远程对实训室的设备进行操控，节省了人力物力。同时，安防系统的设计能够对存在的安全隐患进行报警，实现了中职计算机实训室的智能化管理。
关键词：物联网；实训室管理系统；数据采集；控制命令
1引言
实训室是中职院校进行实际操作的重要场所，由于计算机专业是一个应用性比较强的专业；因此，实训室建设和管理是计算机专业中非常重要的一项内容，传统的实训室在人员管理、安防等方面都有明显的不足，大多采用人工的管理和统计，不仅费时费力，而且不够精确，效率也不高。为了实现实训管理基地智能化、统一化管理需求，使管理更加高效、安全、便捷，笔者结合物联网机制和学校实训基地的实际特点，设计了基于物联网的实训室管理系统，本系统采用物联网技术和移动互联网技术，实现智能化的管理和监控。该管理系统包含以下基本内容：门禁管理子系统、环境监控子系统、安防管理子系统、远程控制子系统以及实训室环境模式管理子系统。运用到的主要技术有无线传感网络的搭建、ZigBee通信协议、物联网技术、移动互联网技术以及智能网管的搭建。
2物联网运用于智慧学校建设的时代背景
互联网+时代已走进人们的生活，几乎所有的物品都能够通过网络实现通信，正所谓万物互联，网络已蔓延到了生活的各个角落。物联网依托于互联网，学校已开始将物联网应用于校园管理的方方面面，让学生从学习到生活都能感受科技发展带来的快速与高效，将“智慧校园”的理念真正贯彻到学校生活的点点滴滴。
3我国中职学校实训室管理现状
学校的信息化建设是发展的大趋势，实训室作为学生上课和探索的基地，起着至关重要的作用；但是，随之而来的是一系列管理和维护问题，计算机实训室存放计算机、服务器、交换机等设备，管理对环境的要求较高，人工来监控这些环境因素，不能及时发现问题，不够智能化和信息化[1]。
4基于物联网的计算机实训室管理系统的架构
物联网分为感知层、网络层和应用层。其中，感知层的作用是完成对各种环境数据的采集和控制，主要涉及到传感器和继电器的安装。传感器的作用是将感受到的外界温度、湿度等转换成用于输出的信号；继电器（Relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。在本系统中用到的传感器如表1所示。网络层起到承上启下的作用，将应用层的各设备通过网络联通起来，再通过核心设备——网关上传到服务器，供应用层使用。基于物联网计算机实训室管理系统的实现，在这一层主要用到网络传输技术有ZigBee、WiFi、modbus等，用到的数据采集器如下。
4.14DI4DO数据采集器
4DI4DO数据采集器为4路数字量输入（DI）和4路数字量输出（DO）采集控制设备。其中，DO为4路继电器输出，DI为4路干接点输入。采用标准的ModbusTCP通信协议，可以通过TCP/IP网络远程采集开关量数据。在本项目中，将人体、烟雾传感器接入到DI口中，将报警灯、换气扇、窗帘以及LED射灯接入到DO口中[2]。通过在以太网串口转换器中运行ModbusServer服务，工控机的智嵌物联网组态软件通过ModbusTCP驱动运行客户端，实现以太网串口转换器和工控机的网络通信。设定4DI4DO数据采集控制器的地址，按照标准的Modbus通信协议采集传感器的状态。并通过以太网串口转换器的485通信端口连接到网关当中。
4.2ZigBee数据采集器
ZigBee是一种短距离、低功耗的无线通信技术名称。其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率以及低成本。ZigBee模块是一种物联网无线数据终端，利用ZigBee网络为用户提供无线数据传输功能。AI口用于采集模拟量、DI口用于采集数字量，在本项目中，将温度传感器、湿度传感器、光照传感器连接到ZigBee的AI口中，与ZigBee协调器模块进行无线组网，ZigBee采集控制器通过配置网络参数，实现无线组网通信。ZigBee协调器再将通过485串口与网关相连。物联网综合网关起到一个承上启下的作用，能够将数据采集器中采集而来的数据上传到云平台。该网关可以提供模拟量数据采集、开关量数据采集、通信串口等，内部还有可以运行Lua脚本虚拟机，可以进行嵌入式编程、处理采集的数据，并进行上传，上传的数据经过云平台的处理，供移动端使用[3]。应用层的作用是将数据采集和命令发送结，合用户的具体需求呈现在界面上。在信息的传输过程中，有两个角色是最重要的：信息的提供者（服务器）和信息的请求者（客户端）。在本系统中，服务器为云平台，客户端为移动设备。有两个最重要的请求方法，一个是采集数据（GET）；另一个是搜集数据（POST）。以采集红外数据为例讲解采集的流程，当通过移动端发送GET命令到云平台成功后，云平台会返回的JSON数据给移动端进行处理，移动端首先会对JSON数据进行解码，通过界面可以找到JSON数据中的“current_value”的值（即红外对射传感器的状态值），然后根据这个值，可以判断当前是否为有人状态，并将结果显示在界面上。以灯光控制为例讲解控制流程，当移动端向云平台发送POST命令时，此命令会发送给云平台，其中带有三个参数，分别为设备ID、设备APIKEY、要发送的命令，再由云平台下发到网关中，之后便可控制灯的开关[4]。
5基于物联网的中职学校计算机实训基地应用层功能
本文研究基于物联网的中职学校计算机实训室管理系统实现，用物联网技术对学校的实训室进行智能化的管理，该管理系统包含以下基本内容：环境监控子系统、安防管理子系统、远程控制子系统。环境监控系统的界面设计如图1所示，该模块可以采集实训室的温度、湿度、光照和气压等环境数据，并显示在移动设备上，以便实训室管理员掌握实训室的环境数据，并进行相应设备的控制。远程控制界面如图2所示，在这个界面，用户可以根据采集到环境数据，并进行相应设备的控制，从而调节实训室的室内环境，保证设备能够在适宜的温度下保管。由于实训室保管的设备较为贵重，一旦发生火灾或者盗窃对学校来说损失巨大。此界面是安防管理界面，界面效果如图3所示，通过检测人体、烟雾等传感器的信息，用于对危险进行报警，并弹出警示框，提示出现的危险因素。
6结语
随着互联网+时代的到来，万物互联，实现了智能化高效管理，已成为智慧校园发展的方向。基于物联网的中职学校计算机实训室管理系统，能够实现对实训室环境的实时监控和智能化的管理，并且能够推而广之，加快学校信息化管理的步伐。
参考文献
[1]余宁.中国物联网的发展及前景分析[J].科技创新导报,2011(8):21.
[2]韩勇.学校计算机实训室管理浅谈[J].科技信息,2010(10):797.
[3]王斌.关于物联网关键技术及其应用前景的研究[J].信息与电脑(理论版),2011(2):88.
[4]马治国,孟梦.物联网介绍[J].移动通信,2011,35(5):57-60.
[5]李琴,陈立定,任志刚.基于Android智能手机远程视频监控系统的设计[J].电视技术,2012,36(7):134-136.
作者:徐艺玮 单位:柳州市第一职业技术学校