实训场所运维管理数据采集系统设计探讨

　　摘要：从高校对于实训室运维管理的需求出发，结合现有的物联网系统架构，设计了一个基于物联网技术的高校实训场所运维管理数据采集系统。实践结果表明，该数据采集系统可以全面地采集实训场所的各项数据，可为后续的数据分析提供保障。

　　关键词：物联网；实训场所；运维管理；数据采集；物联网

　　实训教学的目的是培养学生创造能力、开发能力、独立分析和解决问题的能力。学生通过实训，能够受到良好的技能训练，并掌握当前生产一线所需要具备的关键技术和职业技能，畅通就业通道，更好地适应社会的需要。因此，要实现高等教育的培养目标，除了依靠先进的办学理念、正确的治校策略外，还需加强实训场所的建设[1]，这样才能达到培养社会急需的、能将最新的科学技术成果与生产实际相衔接的高技能人才的目的。随着智慧校园的建设，高校实训场所也越来越智能化，实训场所建设与管理的数字化、智能化、可视化已成为推动智慧校园建设的重要环节，是智慧校园基础设施信息化建设的重要组成部分[2]。由于高校实训场所设备多样、人员复杂、环境要求高、信息流量大、安防工作繁重，传统的建设和管理方式已无法适应实训场所的发展需要。因此需借助物联网技术所依托的信息化环境[3]，结合感知、协同、控制等领域的前沿技术，开展实训场所数据采集与分析，优化实训场所资源配置，从管理、教学、安防、运维等方面提供细微、立体、全面的实训场所运维智慧化服务[4]。本文从高校实训场所运维管理角度出发，分析不同管理角度所需数据的类型，并结合现有的物联网系统架构，设计基于物联网技术的高校实训场所运维管理数据采集系统，进而为后续的数据集成与信息融合控制技术提供数据支持。

　　1系统总体架构图设计

　　实训场所运维管理数据采集系统是智慧实训场所管理系统的基础，是对不同场所学生实训信息采集的统一融合，全面的数据采集系统可以提高后续管理系统的分析效率和运维管理的有效性。本文基于实训场所中物联网设施的接入，将不同的物联网设施，如RFID、扫码器、GPS/北斗位置定位、NB-IoT等类型设备信号进行动态采集与集成，实现PLC、传感设备、视频仪器及其他系统间的数据交互，并能使用统一模式连接和控制不同设备。搭建的实训场所运维管理数据采集系统总体架构如图1所示，该系统架构中集成了设备运行、资产管理、环境监测、安全监控、能源管理等数据的采集，并进行简单的数据清洗，以达到后续数据分析的目的.

　　2系统功能模块设计

　　实训场所的数据采集系统根据功能的区分主要集成过程监控模块和环境监控模块，其中过程监控模块主要针对实训室管理系统中的一些学生学情和教师教学过程的数据采集与监控；环境监控模块针对实训室运维管理过程中实训设备所处环境的监控，期望达到有效管理的目的，具体的功能模块如下页图2所示。

　　2.1过程监控模块数据采集

　　实训场所的过程监控模块主要是对设备平时使用过程中的数据采集，首先需采集设施设备的编号信息，通过编号信息就可以进行快速搜索、精确定位等功能；设备基本信息采集后需在设备使用过程中进行设备运行状态的数据采集，主要包括设备参数、设备索引、设备位置、状态趋势跟踪等功能，通过这些数据为管理员提供便捷的资产盘点、设备配置管理等功能。

　　2.2环境监控模块数据采集

　　实训场所的环境监控模块数据采集主要对设备在日常使用过程中的环境进行监控，其中主要包括环境信息和安防信息采集，环境信息包括温湿度信息、气体信息、噪声信息、光源信息等数据的采集；安防监控包括门禁或窗禁信息、老师或学生的身份认证信息、视频监控信息、声频监控信息等数据的采集。

　　3实践与分析

　　当项目完成关键技术研发后，结合在实训室实际使用过程中的需求，进行试验验证，并将采集到的数据运用在下一阶段的工作中，实践反馈的结果如下。

　　3.1终端传感器设备的选用

　　根据过程监控模块和环境监控模块的用户需求，选用对应的传感器设备。在过程监控模块中选用RFID、扫码器等辅助设备对实训室设备进行快速编号和标记，选用GPS/北斗位置定位模块对贵重设备进行定位维护。在环境监控模块中选用温湿度传感器、异常气体监测传感器、声音传感器和光线强度监测传感器进行环境基本数据的采集，在实训室的门口使用电子班牌集成门禁功能，并与学校教务系统信息连接，完成老师或学生的身份认证信息的连接与采集，在实训室中安装摄像头，进行视频和声频信息的采集。

　　3.2传感器终端数据采集的数据结果分析

　　由于使用的传感器是多样化的，因此在进行数据采集后需将信息进行预处理，以便于后期数据的融合。基本的传感器通常采集的数据量较少，数据预处理的工作量较小，后期可以较好地衔接下一步的数据传输过程；在监控系统中需要采集图像数据，考虑到图像数据的特殊性，这一阶段需要单独对图像进行压缩处理后再进行传输。

　　4结语

　　本文设计的基于物联网技术的高校实训场所运维管理数据采集系统，主要目标是解决高校实训场所环境中设备使用过程信息的采集和监控管理信息的采集，根据前期的数据采集，可以更加合理高效地进行实训场所的管理，为后期实现实训场所建设与管理的数字化、智能化提供有效的数据支撑。

　　参考文献

　　[1]邢红霞.职业教育综合实训场所建设探讨[J].佳木斯职业学院学报，2016（7）：24；27.

　　[2]柯晔伟，郑鹏.基于云平台及物联网的智慧实训中心建设探索[J].机电技术，2020（4）：106-108.

　　[3]季敏霞，王梅.物联网技术在实训室管理中的应用研究[J].电脑知识与技术，2020，16（29）：229-230.

　　[4]郭俊亮，张洪川.基于大数据技术的实训室预约管理系统的研究与设计[J].科技创新与应用，2020（14）：201-202.

　　作者：徐小辉 柴绪厅 罗洋 黄聪 单位：重庆电子工程职业学院