计量管理系统：基于物联网的实验室信息管理系统（一）

计量管理系统：基于物联网的实验室信息管理系统（一）

伴随着实验室规模的扩大以及开放性实验室的增多，实验室的日常管理工作日益繁重，对实验室的安全提出了更高的要求 。针对这些问题设计并实现基于物联网的实验室信息管理系统，方便管理人员通过网络远程实时查看实验室设备信息、环境信息等，并通过实验室摄像头进行远程视频监控，实现远程控制实验室灯光、空调、电源等的开关 。

    可借助系统实现实验设备的自助借还，提高设备管理效率，有效防止借还记录出现错误。

1. 系统架构

    系统主要分为感知模块、执行模块、核心板服务器以及客户端，如图 1 所示。感知模块、执行模块、核心板服务器间通过 ZigBee 实现无线通信，核心板服务器通过以太网、WiFi 等接入局域网或 Internet，实现实验室的远程监控与管理。

    通过在实验室布置多个无线感知模块，实现对实验室环境的实时监测、实验设备的自助借还，一旦发现异常情况还可自动报警，保证实验室的安全。

管理人员可以通过网络远程登录实验室核心板服务器查看实验室的环境参数及视频监控，也可以通过网络向实验室的执行单元发送命令，远程控制实验室的电源、门窗等相应设备的开关。

2. 模块设计

2.1 感知模块

    感知模块的组成如图 2 所示。感知模块 MCU 采用低功耗微处理器 ARM Cortex-M3，感知模块集成了多种传感器，主要包括温湿度传感器、火焰传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器、红外热释电传感器、门磁传感器等 ，能够实现对实验室温度、湿度、火焰、烟雾、可燃气体、入侵者、门窗状态、电源开关状态、空调 / 电风扇开关状态等的感知。

另外，感知模块上还集成有 RFID 模块、ZigBee 模块等，可利用 RFID 模块实现对实验设备借还记录的管理，利 用 ZigBee 模块将采集的数据传送到上层核心板服务器。