1 智慧型實驗室建設的背景和現狀

高校計算機實驗室的建設經曆了大(dà)緻三個階段的發展：第一(yī)階段主要是采購計算機爲主，然後組建成局域網，在局域網内實現計算機的共享管理;第二階段是在第一(yī)階段的基礎上再全校園内實現信息化管理;第三階段就是現在的智慧型實驗室的建設階段，通過智慧型實驗室的建立爲在校的師生(shēng)提供更加方便快捷的服務。在這一(yī)階段中(zhōng)主要是以計算機網絡技術中(zhōng)的SNMP、物(wù)聯網技術中(zhōng)的智能化控制、雲計算技術的中(zhōng)的資(zī)源共享等方式來實現對實驗室的計算機資(zī)源以及數據資(zī)源管理，從而提高實驗室管理工(gōng)作的效率和創造出更好的實驗環境來爲科研教學服務。

目前高校的計算機管理工(gōng)作主要存在着以下(xià)幾點問題：(1)安全管理問題，大(dà)量的計算機分(fēn)布在不同的實驗室，包括設備的存放(fàng)、防火(huǒ)等問題隻能通過人工(gōng)進行防護，效率低下(xià)而且無法實時獲取設備的狀态。(2)資(zī)源共享率不高，例如：相關的數據庫軟件，目前隻能在局域網内部進行使用，計算機資(zī)源無法進行共享。(3)能源損耗較高，對設備的自動化管理水平較低，無法實時對設備進行啓用或者關閉，造成能源的損耗。(4)設備環境無法實時監控，例如：服務器存放(fàng)的機房需要的溫度和環境無法通過設備控制。

2 支撐智慧型實驗室建設的現有技術

2.1 物(wù)聯網技術

物(wù)聯網技術是把設備的相關信息通過RFID射頻(pín)技術發送到網絡中(zhōng)，按照一(yī)定的協議例如SNMP，由網絡管理軟件對設備進行管理和維護的一(yī)種網絡新技術。在智慧實驗室建設的過程中(zhōng)物(wù)聯網的三個特性全面感知(zhī)、可靠傳遞和智能處理爲實驗室設備和管理平台之間打通了一(yī)條通道，通過這種方式，實驗管理人員(yuán)可以快速的獲取設備的各項信息，包括存放(fàng)位置和性能。

2.2 虛拟應用技術

虛拟仿真平台的建設也是智慧實驗室建設的重要組成部分(fēn)，虛拟實驗平台面向全校，充分(fēn)考慮多種技術的融合，以實現全校虛拟實驗資(zī)源的整合，通過網絡技術環境的搭建，實現實驗資(zī)源的整合與共享。

2.3 底層的網絡支撐技術

智慧實驗室的基石就是網絡技術，網絡技術的不斷發展，給智慧實驗室建設帶來了新的局面，包括無線網絡技術，4G通信技術等，通過這些技術實現硬件和數據的傳輸。與之相關還有SDN技術，爲雲桌面技術提供了基層的網絡，使得原有的異構網絡可以智能化管理，爲虛拟技術提供了網絡層的支持。

3 智慧型實驗室的管理制度

通過現有的技術對實驗室進行改造後可以實現對實驗室全天候智能化的管理，但是随之而來的是制度方面的建設，通過制度的建設可以來進一(yī)步地對實驗室進行更好的建設。現在通過對期刊論文的檢索發現，大(dà)部分(fēn)智慧型實驗室的建設都是基于技術方面進行探讨，從技術的角度來對實驗室進行構建，但是光有技術建設還是不夠，要從管理的角度來考慮建設智慧型實驗室，不但要使用技術手段來提升實驗室的管理水平，還要從制度建設方面着手。從兩方面來實現智慧型實驗室建設。

例如：對建立相關的安全監管制度來匹配智能實驗室中(zhōng)的智能安全管理，制度是作爲技術的補充，起到對技術的約束和促進作用。這樣就可以使得技術與制度相結合，使智慧實驗室和實驗室管理人員(yuán)相融合，将高校智慧型實驗室建設的更好，讓智慧化管理融入到高校實驗室建設的各個方面。

4 智慧型實驗室的構建

智慧型實驗室項目建成後，實驗室将全天開(kāi)放(fàng)，借助互聯網平台，除了滿足相關實驗課程之外(wài)，還能滿足全校教師及學生(shēng)教學科研活動對場地、設備的需求，充分(fēn)實現校内共享共用。對實驗室的建設主要是分(fēn)成三部分(fēn)建設工(gōng)程，首先是網絡及實驗室設備智能化改造;其次是建設智慧實驗室管理平台，通過平台的建設連接網絡層和應用層;最後是在平台上各種具體(tǐ)功能應用的開(kāi)發，包括智能排課系統、智能安全監控體(tǐ)系、智能電(diàn)力系統、虛拟雲桌面等。

4.1 基礎設施層的建設

主要是對網絡層的改造，網絡性能可保證大(dà)量網絡業務能順暢運行，提高網絡數據傳輸的速度，從而提高用戶的上網體(tǐ)驗。性能不僅要滿足當前的網絡需求，也要能完全滿足未來幾年網絡應用對網絡性能的要求。有規模的業務中(zhōng)心、數據中(zhōng)心會逐步建立，會有多台服務器、智能網絡設備的高性能接入。因此，整網網絡的結構設計采用三層架構，核心層、彙聚層和接入層，以及綜合布線改造。

通過對網絡基礎層的重新改造，建立一(yī)個可以提供多維網絡連接的網絡體(tǐ)系層，爲智慧實驗室的信息傳輸構建渠道。使得分(fēn)布在不同地方的實驗資(zī)源、信息資(zī)源以及信息化系統可以連接在一(yī)起，實現資(zī)源共享。 　　另外(wài)就是對設備的改造，這個是屬于智慧實驗室中(zhōng)的感知(zhī)改造，把分(fēn)布在不同地方的設備通過RFID标簽設備進行管理，對這些設備的位置信息和性能狀态可以實時的反饋到智慧管理系統中(zhōng)，當設備的位置進行變更或者移動的時候，可以通過系統快速的獲知(zhī)，這樣既保障了設備的安全也使設備的管理更加方便快捷，設備資(zī)源的共享率會大(dà)大(dà)提高。

4.2 平台應用層的構建

平台主要分(fēn)成兩大(dà)模塊：一(yī)個是虛拟仿真教學平台，通過把常用的虛拟仿真課程集合在一(yī)起，形成一(yī)個網上虛拟仿真教學系統，同學可以通過網絡來進行課程上的一(yī)些仿真實驗，幫助同學加深對理論的掌握，例如：網上财務審計、物(wù)流仿真實驗等。另一(yī)大(dà)模塊就是管理平台，把課程安排、設備管理、數據管理融爲一(yī)體(tǐ)的綜合性智慧管理系統，主要功能就是實現智能排課系統、智能監控系統、智能電(diàn)力系統等一(yī)系列的功能應用。

4.3 具體(tǐ)應用功能的開(kāi)發

通過統一(yī)的管理平台把相應的功能集中(zhōng)在一(yī)起，逐步開(kāi)發相應的功能模塊，首先建立智能電(diàn)力模塊，在重新構造網絡層的時候也對電(diàn)路進行智能化改造，對實驗室的電(diàn)路、防雷系統、冗餘電(diàn)路系統等實現智能化管理，保障實驗室的電(diàn)力供應。其次就是安全保障功能的開(kāi)發，包括對環境的檢測，實現對溫度的智能化管理，通過智能門禁和監控系統，對非授權的人員(yuán)進行檢測，如果非授權人員(yuán)在非工(gōng)作時間進入實驗室則進行報警處理;其次是智能化開(kāi)放(fàng)預約系統，通過網上預約，然後進行身份授權，學生(shēng)可以自由的使用實驗室的空餘計算機進行試驗，提高計算機的使用率。除此之外(wài)還提供移動管理功能給實驗室管理人員(yuán)進行使用，保障在任何時候都可以對實驗室進行實時的監控，遠程管理。

5 結語

智慧型實驗室建設是在物(wù)聯網技術、虛拟應用技術環境下(xià)提出的，如何建設智慧實驗室是一(yī)個比較新的領域，文章提出對智慧型實驗室建設的一(yī)些見解，但是這還遠遠不夠，還有更多的内容可以對實驗室建設進行，未來智慧型實驗室的建設是在不斷的完善和發展的，甚至可能實現三維立體(tǐ)虛拟實驗室等。