前言
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會上的應(yīng)用，在實驗室管理中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用RFID技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和實驗室管理系統(tǒng)平臺，對儀器設(shè)備入帳、使用、維護維修等方面進行科學(xué)管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入提高了實驗室的管理水平和工作效率。在實驗室管理中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用給用戶和管理人員的工作帶來極大的方便，利用手機客戶端就可以輕松了解實驗儀器設(shè)備的使用情況，以便及時安排時間進行實驗。
一、物聯(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng)是信息時代的產(chǎn)物，基于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，采用紅外感應(yīng)器、RFID技術(shù)、數(shù)碼掃描器等技術(shù)設(shè)備，實現(xiàn)人與物、物與物、人與人的互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)同其他網(wǎng)絡(luò)類似，有三層結(jié)構(gòu)：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。在感知層利用紅外感應(yīng)器、RFID、數(shù)碼掃描器等設(shè)備采集物的信息，并傳遞到網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，是連接感知層和應(yīng)用層的中間層，在網(wǎng)絡(luò)層把感知層獲取的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)等傳遞給不同用戶。應(yīng)用層能夠獲取感知層的信息，對信息進行存儲、云計算機和挖掘運算處理，然后為用戶提供特定需求的信息，最終達到物物相聯(lián)，實現(xiàn)對物的實時管理和監(jiān)控。
二、實驗室儀器設(shè)備管理現(xiàn)狀
1. 1. 實驗室設(shè)備管理責(zé)任不明確
在實驗室里實驗儀器設(shè)備管理非常重要，直接影響實驗的質(zhì)量和水平。傳統(tǒng)的管理方式，大多采用帳、卡、物統(tǒng)一原則，帳和卡是固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)管理，物則由實驗室管理人員管理，每年進行一次固定資產(chǎn)清查，清查過程采用人工核對，把設(shè)備卡(一張設(shè)備信息表)、設(shè)備標(biāo)簽(粘貼在設(shè)備上)和設(shè)備進行信息核對，每次清查歷時一個多月，投入大量的人力、物力，其效率很低。設(shè)備在使用過程中，由于使用人數(shù)太多、流動性大，儀器設(shè)備的標(biāo)簽有時會丟失，或者設(shè)備被搬離原位，在清查過程中常常會遇到設(shè)備標(biāo)簽缺失、設(shè)備找不到或位置不符等問題。時間久了，由于人員變動和設(shè)備的位置變化，設(shè)備的使用人和位置變更沒能及時調(diào)整帳、卡信息，產(chǎn)生帳、卡、物不符。由于以上原因影響設(shè)備的管理，造成責(zé)任不明確和信息不準(zhǔn)確等問題。
2. 2. 儀器設(shè)備信息不能全時監(jiān)控、查詢，設(shè)備利用率低
實驗質(zhì)量和水平的提高不僅要求用戶和管理人員做好每一次實驗，而且要充分利用實驗設(shè)備，在非實驗時間安排實驗操作，提高用戶和管理人員實踐能力和創(chuàng)新能力。為參與創(chuàng)新實驗和科研項目研究的用戶開放實驗室，創(chuàng)造良好的實驗環(huán)境。但是用戶不能及時檢索實驗室儀器設(shè)備的使用信息，常常出現(xiàn) “人滿為患”或“門庭羅雀”的現(xiàn)象，實驗室開放難管理，并造成浪費資源，利用率較低。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實驗室儀器設(shè)備管理模式
傳統(tǒng)的設(shè)備管理方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的實驗需求，因此利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)管理儀器設(shè)備，成為解決設(shè)備購置與實驗需求的有效途徑。利用物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)，儀器設(shè)備加載電子標(biāo)簽，在感知層用射頻識別(RFID)技術(shù)采集信息，通過網(wǎng)絡(luò)層中的無線網(wǎng)絡(luò)和識別器，將電子標(biāo)簽內(nèi)設(shè)備信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器上，借助應(yīng)用層的應(yīng)用軟件，如：實驗室數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)，用戶和管理人員對數(shù)據(jù)進行操作和管理，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗儀器設(shè)備管理中的應(yīng)用。
1. 1. 儀器設(shè)備帳、卡、物管理
儀器設(shè)備管理一般分為新購設(shè)備、在用設(shè)備和報廢設(shè)備管理。對新購設(shè)備要貼電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽信息包括：資產(chǎn)分類號、資產(chǎn)編號、品牌、型號、廠家、放置位置、使用人等，標(biāo)簽信息根據(jù)使用過程發(fā)生的變化能及時更新，利用RFID、掃描器等設(shè)備讀取標(biāo)簽內(nèi)容，并通過無線網(wǎng)絡(luò)、移動通訊網(wǎng)絡(luò)等傳輸方式傳至網(wǎng)絡(luò)中心，實驗室管理系統(tǒng)和固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)的管理員按特定需要整理信息，從而完成新設(shè)備的信息采集。
對于在用設(shè)備，由于使用過程中位置或使用人的變更，要通過掃描電子標(biāo)簽，對電子標(biāo)簽變更數(shù)據(jù)并保存，上傳到實驗室管理系統(tǒng)，修改設(shè)備帳、卡信息并保存，確保信息的準(zhǔn)確性。
報廢或丟失的設(shè)備，清除RFID標(biāo)簽信息，并在管理系統(tǒng)標(biāo)識為報廢、銷賬狀態(tài)，上報固定資產(chǎn)管理處，將其報廢處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，縮短了新進設(shè)備入固定資產(chǎn)帳的時間，使其及時運行使用;對原有設(shè)備帳、卡的信息管理準(zhǔn)確、責(zé)任人明確;減輕了管理人員的工作量，提高儀器設(shè)備管理效率。
2. 2. 儀器設(shè)備的使用管理
儀器設(shè)備信息錄入實驗室管理系統(tǒng)中，在系統(tǒng)平臺公布實驗室非實驗用設(shè)備信息，利用無線網(wǎng)絡(luò)和實驗室管理網(wǎng)絡(luò)平臺和用戶電腦、手機等設(shè)備進行查詢，根據(jù)需要預(yù)約進行實驗，實現(xiàn)實驗室開放和資源共享。
實驗室開放主要是實驗室以外的用戶進行項目練習(xí)、考試培訓(xùn)、創(chuàng)新實驗和用戶自主學(xué)習(xí)等。資源共享是實驗室以外的單位、企事業(yè)單位的培訓(xùn)、考試、科研和其他事業(yè)單位共建、合作項目使用。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能準(zhǔn)確地把設(shè)備在用情況發(fā)布到網(wǎng)上，有利于用戶和其他人員利用手機上網(wǎng)查詢設(shè)備在用情況，及時安排時間和預(yù)約使用。
利用射頻識別(RFID)技術(shù)，可以識別合法的門禁卡，安全方便使用者出入。門禁和設(shè)備的電源管理分別有專門的服務(wù)器，都安裝了射頻識別(RFID)技術(shù)讀卡器，有被識別卡的信息，自動傳輸信息到服務(wù)器，信息對比正確，就會自動開門，并且電源管理服務(wù)器自動啟動PLC控制計算機電源開關(guān)，通電即可使用，并開始記錄時間和使用情況。如果卡信息對比不正確是無法進入實驗也不能啟動PLC控制，保證實驗室安全。實驗室最好選用雙路UPS供電，雙路UPS使用兩路不同的市電，防止了UPS故障或者市電故障帶來的影響，切換時間為零，保障實驗正常進行。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用方便了使用者，同時也減輕了實驗室管理人員的工作量，管理人員通過攝像頭掌控實驗室情況，利用網(wǎng)絡(luò)信息查詢儀器設(shè)備的使用記錄和使用學(xué)時，對設(shè)備的使用數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，及時快速準(zhǔn)確地核算實驗室和儀器設(shè)備的使用率。
3. 3. 儀器設(shè)備維修維護
實驗室管理人員定期對儀器設(shè)備維修和維護，在維護過程有軟件升級、安全檢測、硬件除塵、檢查，如果有零配件更換要更改RFID標(biāo)簽信息，利用射頻識別器掃描或手工存入數(shù)據(jù)庫中。在使用過程中，設(shè)備出現(xiàn)故障，使用人員報修或者系統(tǒng)自動檢測到故障設(shè)備，管理人員會在遠程管理系統(tǒng)查看設(shè)備提示信息，及時維修、完成后清除故障記錄。
在設(shè)備管理中記錄設(shè)備故障的維修信息，這些信息非常有用，可以用來核算維修成本，統(tǒng)計設(shè)備返修率、故障率，將成為設(shè)備申購和現(xiàn)有設(shè)備維護維修成本預(yù)算的重要依據(jù)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于設(shè)備及時維修，提高工作效率，保障設(shè)備正常運行，保證完成實驗任務(wù)。
四、總結(jié)
本系統(tǒng)研究實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)在實驗儀器管理中的應(yīng)用，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使儀器設(shè)備入帳、使用查詢、實驗預(yù)約、設(shè)備清查等操作實現(xiàn)自動化，提高了工作效率;同時給實驗室信息化管理提供了準(zhǔn)確的原始記錄數(shù)據(jù)，是實驗室管理決策的重要依據(jù);設(shè)備管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，減少資源浪費，贏得經(jīng)濟效益。