浅谈构建高校现代大型仪器共享平台

　　一、引言

　　现阶段，高校对大型仪器设备的运行、使用效率和共享状态引起了高度的重视，怎样运用最新的技术来实现大型仪器共享，提高仪器设备的有效使用率等问题关系着高校投资效益情况，也是高校科技创新的关键，高校在寻找新型管理模式和方法实践中做了很多探索。本文探讨借助物联网技术，构建包括仪器设备信息、数据统计、网络预约、网络动态监控等因素的现代大型仪器共享平台系统。

　　二、物联网技术的含义和架构

　　1、物联网技术的含义

　　国际上对物联网的普遍定义是，通过网络的方式，实现人到人、人到物、物到物的过程。国内对物联网技术的定义是指通过信息感应设备如红外线感应器、定位系统、激光扫描设备等，按照事先约定好的网络协议，将物品和网络连接起来，实现信息传输和交换，进而实现识别、定位、追踪、监控等系列智能化操作的一种技术。

　　2、物联网技术的架构思路

　　物联网技术架构的思路有三层，第一层是感应延伸，主要负责收集物品的相关信息;第二层是通信网络处理，将目前使用的网络如物联网、广电网、专用网等融合成通信网络，通信网络对收集到的物品信息进行输入、传达和处理;第三层是业务应用方面，主要是为各种终端设备如手机、平板电脑提供感知信息、接收信息等业务服务。

　　三、现代大型仪器共享平台系统管理存在的问题

　　1、缺乏数字化管理模式

　　以往的设备管理都是静止的、信息相对滞后，需要管理人员的自觉行为才能得以实现管理，无法做到实时监督和查询相应信息，现实中，共享平台需要提供连续的信息，因此以往的设备管理模式无法实现对数据的实时监控和数字化管理。

　　2、缺乏真实的数据统计

　　大型仪器设备在使用过程中要实时记录这一次的使用情况数据统计，虽然使用的用户已经登记填写，但是忘记填写的现象还是无法避免的，特别是当设备管理人员当场不在的情况下，仪器的使用时间和运行数据根本不能保证数据的真实性，使得数据缺乏真实的统计，相关管理部门无法获知准确的大型仪器的使用信息。

　　3、缺乏实时动态监控

　　针对以往的设备使用登记模式，只是简单的记录仪器使用的一般信息，没有办法对仪器使用的整个过程进行信息记录和监控，有的用户预约使用仪器后却不能如约前来使用，还有用户在使用仪器的过程中，停留的时间太久，导致机器没有运行，空机等待等现象，使得仪器的使用效率非常低，综合有效利用率也是很低的，给其他想要使用仪器的用户带来了很多不便。

　　四、构建现代大型仪器共享平台系统的思路及措施

　　1、构建总体思路

　　按照软件工程中软件设计的理念，采用面向对象的设计方法，应用基于MVC模式的设计思想构建共享平台系统。采用基于人物权限的访问控制来实现系统的安全性。使用物联网技术架构思路有三层。第一层是应用层，它是系统的关键部分，主要负责所有数据的存储与处理，采用实时备份技术保证数据安全。第二层是网络层，主要负责事件处理的部分，其中包括数据库操作、处理客户端的请求、负责系统的业务处理和提供其他应用服务。第三层是感应层，是系统的开始部分也是系统的入口，主要负责将网络即时接收到的数据传输到相关应用程序处理层的服务器上，由服务器进行处理。

　　2、分层次进行布局架构

　　在构建共享平台系统时，要充分结合大型仪器设备的数量，体积大小和实验室的布局特征，可以采用分层次布局架构的方法建立实时在线共享平台管理系统。

　　（1）中心仪器设备同一时间访问，实现共享。这是大型仪器设备共享平台的基础层。这一层可以实现所有的仪器设备可以在同一时间上同时访问服务器，实现共享。这个基础层可以实现多种功能。

　　一是实现预约管理。平台实时监控仪器的预约表动态变化，用户访问浏览器可以查看设备的使用情况和预约表，在平台上提交预约申请在约定时间内合理使用设备。二是提供数据查询。通过为仪器和使用用户设置对应名称，管理者可以快速的查询到某仪器的使用情况和用户在某段时间内使用仪器的频率。当仪器出现故障时，管理者也可以通过名称快速的找到故障仪器，及时处理。三是提供实时监控。通过网络，将每一个仪器的分布图和基本信息、当前使用情况等都可通过服务器查询到每个用户的登录情况，做到实时监控。四是禁止移动硬盘设备。为了防止未知病毒入侵仪器客户端，共享平台系统会自动禁止移动硬盘设备插入，同时也不允许拷贝客户端上的任意文件，保证了大型仪器共享平台系统的安全性。

　　（2）中心仪器实时管理。这是大型仪器设备共享平台的中间层。这一层主要是管理仪器的基本信息、仪器的使用情况等相关信息，监控和管理基础层的数据，并为监督层提供数据基础。该中间层管理的内容主要有：一是管理仪器基本信息，实现电子化。这一模块主要管理仪器的名称、型号、供应商和使用说明书等，将这些基本信息全部输入系统，实现电子化管理，方便用户在使用过程中遇到问题可查阅相关仪器资料解决。二是监控仪器运行状态。这一模块主要监督仪器的运行状态，监控仪器的使用用户的各种操作，并将这些操作实时的更新到服务器中保持一致，方便日后查阅和统计相关数据。三是全方位管理。该模块主要是对仪器管理员、设备管理、设备预约、监督仪器的状况、查询统计和报表输出等方面进行全方位管理。

　　（3）监督仪器运行管理，保证安全。这是大型仪器设备共享平台的关键层。这一层主要是将原始数据进行分析处理和传输。该关键层管理的内容主要有：

　　一是监督客户端软件。平台系统这一模块是基于C/S模式理念设计的，实现无人监控管理的功能。主要是将用户操作的数据进行存储和传输，经过分析和统计后，通过远程控制登录的方式实现实时监管设备的使用情况、病毒的安全防控等。二是使用专用监控仪。每一台计算机都应配备一个专用监控仪。这个专用监控仪是借助物联网相关技术（如红外线感应等）研发出来的专用设施，专用监控仪一旦使用，就可以将仪器的使用状态等相关信息即时的分析并传输到服务器，使得中心全部仪器得到有效运行和管理。

　　五、结语

　　构建现代大型仪器共享平台系统的理念就是把全部设备都集中在一个网络虚拟的实验室中，甚至包含不需电脑控制的仪器设备，将所有的仪器统一起来，实现仪器资源的开放和共享，使用户可以按照仪器管理员不同的身份权限查询到自己所需要的信息，非常及时、全面和统一。同时也可以通过实时查询仪器的运行状态，快速统计和估算出仪器设备资源的综合利用率情况，大型仪器设备实现网络化管理和资源的共享，从很大程度上满足了用户对信息收集的实时快速和准确性需求。

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