一、需求背景
設(shè)備尤其是貴重設(shè)備是現(xiàn)代高校的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，全國(guó)各大院校對(duì)貴重儀器的投入越來越大，平均一所大學(xué)的貴重儀器在1萬(wàn)臺(tái)左右，如何系統(tǒng)地管理貴重設(shè)備？如何防止貴重儀器被盜？
二、使用流程介紹
高等院校的實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)樓人員流動(dòng)并不大，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的管理需要智能化、人性化、自動(dòng)化，操作強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)單。
圖1 實(shí)驗(yàn)室布局圖
如圖1所示，以實(shí)驗(yàn)室1為例子，實(shí)驗(yàn)室1放了18套貴重儀器，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室里有一個(gè)教師刷卡機(jī)，學(xué)院樓大門附近有保安室，保安室里安裝有聲光報(bào)警器。
1. 設(shè)備告警
當(dāng)設(shè)備被偷走或在未授權(quán)的情況下被帶走，當(dāng)離開實(shí)驗(yàn)室1時(shí)，系統(tǒng)會(huì)上傳報(bào)警信息，另外學(xué)院樓的保安室里的報(bào)警器會(huì)馬上進(jìn)行聲光提醒。
2. 儀器盤點(diǎn)
系統(tǒng)可以定時(shí)對(duì)校區(qū)內(nèi)所有的貴重儀器進(jìn)行盤點(diǎn)，詳細(xì)到具體的某個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備，也可以對(duì)設(shè)備的各類和數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn)。
3. 借修儀器
當(dāng)教師需要暫時(shí)借用實(shí)驗(yàn)室儀器時(shí)，或儀器需要外送保修等情況，借修人員可以先通過網(wǎng)向系統(tǒng)提出申請(qǐng)單，管理人員審核通過后，可通過系統(tǒng)開通借修人員的權(quán)限，借修人員通過現(xiàn)場(chǎng)刷卡即可帶走儀器。
三、系統(tǒng)介紹
圖2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
如圖2所示，高校貴重儀器管理系統(tǒng)將學(xué)校的所有儀器密切地聯(lián)系起來，統(tǒng)一地在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行管理和監(jiān)督，為高等院校營(yíng)造了一個(gè)安全智能的環(huán)境，更方便管理員的管控。
1. 定位標(biāo)簽
圖3 標(biāo)簽三視圖
每間實(shí)驗(yàn)室會(huì)安裝一臺(tái)從機(jī)，從機(jī)的信號(hào)輻射范圍類似一個(gè)球形，如圖4所示，當(dāng)設(shè)備離開所屬實(shí)驗(yàn)室的球形輻射范圍時(shí)，在沒有借修申請(qǐng)的情況下，系統(tǒng)即認(rèn)為設(shè)備被偷走并馬上告警。
圖4 告警范圍說明
定位標(biāo)簽特性如表格1所示。
表格1 定位標(biāo)簽特性
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
內(nèi)容 |
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1 |
尺寸 |
定位標(biāo)簽的設(shè)計(jì)特點(diǎn)為小巧輕薄，尺寸為70mm×44mm×9mm，耐潮耐摔。 |
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2 |
供電 |
系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計(jì)，內(nèi)置電池供電（不可拆），可用約2年時(shí)間。 |
2. 從機(jī)
圖5 實(shí)驗(yàn)室從機(jī)三視圖
一個(gè)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)配一個(gè)從機(jī)。從機(jī)通過所在的2.4G無線網(wǎng)絡(luò)確定貴重儀器標(biāo)簽的具體位置后，通過內(nèi)部組網(wǎng)給到實(shí)驗(yàn)樓主機(jī)，主機(jī)通過電腦或是直接走網(wǎng)線上與學(xué)校設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接。
實(shí)驗(yàn)室從機(jī)的三視圖如圖5所示，特性如表格2所示。
表格2 主機(jī)特性
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
內(nèi)容 |
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1 |
尺寸 |
51.3 mm×75.4mm×16.0mm，固定在實(shí)驗(yàn)室天花板上。 |
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2 |
供電 |
直接220V接電源。 |
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3 |
距離 |
視距可傳輸500米，可穿兩堵墻。 |
3. 刷卡機(jī)
圖6 刷卡機(jī)三視圖
刷卡機(jī)是針對(duì)申請(qǐng)人員的借修管理而設(shè)置的，借修人員（如老師）可先通過網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)提出申請(qǐng)單，審批成功后，借修人員只需在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，即可憑校園卡刷卡取儀器。系統(tǒng)會(huì)記錄借修人員的操作及時(shí)間，做好跟蹤記錄。刷卡機(jī)的外觀如圖6所示，具體參數(shù)如表格3所示。
表格3 刷卡機(jī)功能說明
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
內(nèi)容 |
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1 |
尺寸 |
讀頭的設(shè)計(jì)特點(diǎn)為簡(jiǎn)潔方便，尺寸為12cm×12cm×2.4cm。 |
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2 |
工作 |
刷卡機(jī)采用USB 5V供電，自帶無線組網(wǎng)功能，自動(dòng)與實(shí)驗(yàn)室從機(jī)通訊。 |
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3 |
LED燈 |
刷卡機(jī)正面有2個(gè)LED指示燈，當(dāng)校園卡接近時(shí)，LED顯示綠色，表示讀取成功。 |
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4 |
蜂鳴器 |
當(dāng)校園卡放在刷卡機(jī)上時(shí)，刷卡機(jī)會(huì)“嘀”一聲鳴叫。 |
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5 |
卡類型 |
刷卡機(jī)支持的卡類型為IC卡，14443A協(xié)議。 |
4. 主機(jī)
圖7 主機(jī)三視圖
每一棟實(shí)驗(yàn)樓標(biāo)準(zhǔn)安裝一個(gè)主機(jī)，如圖7所示，從機(jī)與信號(hào)放大器將實(shí)驗(yàn)樓的所有儀器信息聯(lián)系到一起，最后通過無線通訊全部給到實(shí)驗(yàn)樓主機(jī)，主機(jī)再將信息整理后給到學(xué)樓數(shù)據(jù)庫(kù)做處理。一般主機(jī)安裝在實(shí)驗(yàn)樓的保安室內(nèi)。主機(jī)的特性如表格4所示。
表格4 道口讀頭特性
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
內(nèi)容 |
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1 |
尺寸 |
讀頭天線采用單向天線，尺寸為11.8cm×7.4cm×3.2cm。 |
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2 |
高低溫 |
標(biāo)簽的工作溫度-40°C~80°C，考慮道口的戶外環(huán)境比較惡劣。 |
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3 |
接口 |
直接接入到以太網(wǎng)TCP/IP。 |
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4 |
距離 |
視距可傳輸500米，可穿兩堵墻。 |
5. 信號(hào)放大器
圖8 信號(hào)放大器
如圖8中所示，放大器的目的是為了增加信號(hào)覆蓋范圍，由于實(shí)驗(yàn)室過大或內(nèi)部布局較復(fù)雜，加上實(shí)驗(yàn)樓上下樓層之間的距離，如果貴重儀器離接收從機(jī)太遠(yuǎn)，信號(hào)就沒有辦法發(fā)送成功，此時(shí)可以將信號(hào)發(fā)給放大器作為中轉(zhuǎn)，放大器再將信號(hào)發(fā)給實(shí)驗(yàn)室從機(jī)做處理。放大器的特性如表格5所示。
表格5 放大器特性
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
內(nèi)容 |
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1 |
設(shè)計(jì) |
直接220V接電源，無需安裝，即插即用。可穿3堵水泥墻，視距可傳輸500米。 |
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2 |
工作 |
放大器的角色是中轉(zhuǎn)站的概念，放大器可以服務(wù)所有的玩具室內(nèi)的所有。 |
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3 |
組網(wǎng) |
不同的中繼和主機(jī)可以組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)互相幫助，確保信息傳達(dá)正確。 |
四、系統(tǒng)軟件
1. 監(jiān)控主頁(yè)
圖9 監(jiān)控主頁(yè)
如圖9所示，監(jiān)控主頁(yè)可以一眼看出每個(gè)學(xué)院的儀器臺(tái)數(shù)及借修數(shù)量，如果檢測(cè)到結(jié)果異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以橙色表示，讓管理者一目了然。
圖10 學(xué)院儀器匯總
如圖10所示，點(diǎn)擊具體的學(xué)院（如光電學(xué)院）后，該學(xué)院的所有儀器都羅列出來，如上圖所示。
2. 借修申請(qǐng)
圖11 借修申請(qǐng)界面
如圖11所示，借修頁(yè)面會(huì)顯示所有申請(qǐng)人的申請(qǐng)項(xiàng)目，管理員可以直接在界面上進(jìn)行處理。
3. 儀器登記
圖12 儀器登記界面
儀器購(gòu)買后需要進(jìn)行入庫(kù)環(huán)節(jié)，如圖12所示，登記相關(guān)信息后，發(fā)唯一的定位標(biāo)簽即可完成。
五、優(yōu)勢(shì)亮點(diǎn)
圖13 高校貴重儀器設(shè)備智能管理系統(tǒng)
1. 無布線省力
系統(tǒng)采用2.4G無線組網(wǎng)通訊，充分保證了安裝的便攜性和后續(xù)維護(hù)的方便，定位標(biāo)簽小巧輕便，不受儀器設(shè)備位置的影響，直接粘貼即可使用，使用時(shí)間達(dá)到2年以上。
2. 借修方便
系統(tǒng)保障儀器的安全的同時(shí)，也將借修流程管理起來，使操作更加規(guī)范，管理更加簡(jiǎn)單。每間實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)無線讀頭，教師只需刷卡即可達(dá)到目的。
3. 去死角識(shí)別
由于2.4G無線信號(hào)是以球面波的方式發(fā)送出去，這樣對(duì)安裝在儀器設(shè)備上的定位標(biāo)簽的安裝方向沒有特殊要求，不管設(shè)備從哪個(gè)出口離開實(shí)驗(yàn)室，都能被系統(tǒng)識(shí)別。
4. 輻射影響小
無源標(biāo)簽工作時(shí)需要主機(jī)提供能量，所以對(duì)主機(jī)的無線信號(hào)發(fā)射功率相對(duì)要求較高，當(dāng)無線信號(hào)功率達(dá)到一定值時(shí)會(huì)對(duì)人體有危害。相對(duì)無源標(biāo)簽，有源標(biāo)簽可自身提供能量，這樣主機(jī)和標(biāo)簽的發(fā)射功率可以做得很小，是手機(jī)輻射的十分之一左右。
5. 工作時(shí)間長(zhǎng)
定位標(biāo)簽用到的是低數(shù)據(jù)量、低功耗的無線技術(shù)，休眠功耗為uA級(jí)別，這樣定位標(biāo)簽可以長(zhǎng)時(shí)間工作，工作時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)2年以上。
六、聯(lián)系方式
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