智能实验室无人管理系统

申请理由：       随着开放式实验教学的推广和普及，越来越多的高校建立起了开放实验室，在不断探索新型实验教学理念的同时也带来了实验室安全和管理等方面的诸多难题。传统的实验室管理解决方案多为软件式管理，仅能提供门禁、取电等一系列基础功能。身份鉴识度差、不可扩展、界面不友好等一系列问题制约着开放实验室真正朝向智能无人化管理实验室进一步发展。基于以上现状与问题，本项目将设计并实现一整套功能完善、可靠性高的智能实验室无人管理系统。

项目描述：       本项目的主要研究内容是设计并实现智能实验室无人管理系统。基于上述的功能出发点，该系统体系结构如下图1所示并主要包含以下3个部分：
1.        主控和网络互联系统：作为系统的中枢控制器负责信息的处理、鉴别和传输，控制并监测其他系统的工作，以及提供人机交互操作功能；建立小型服务器，接受学生预约申请；实现对实验室24小时的实时监控。上述功能全部通过AWorks系统实现。
2.        门禁系统：学生可以使用注册后的手机NFC或NFC智能卡解锁实验室房间门，实现学生出入门双向控制；
3.        实验台控制系统：负责学生身份识别、实验台取断电以及语音提示等功能；
       基于以上智能硬件系统方案，可以实现以下场景中的全部功能：学生经实名注册后可以通过手机、电脑等方式预约实验台使用时段，或直接登记使用实验台。学生身份经门禁验证后可以进入开放实验室。主控系统接通预约或选择的实验台电源，学生在保持手机蓝牙开启的状态下进行实验，保持身份认证。学生结束实验或直接离开实验室，系统都将自动断开实验台电源，保证实验室用电安全。实验室管理员可以随时通过网络查看以及遥控实验台使用，并跟踪实验室内实时情况，确保实验室安全，必要时，可向实验室发送任意语音指令。
基于上述设计目标，本项目有以下创新点：
1.        采用蓝牙定位识别和双向门禁系统相结合的方式，确保实验学生离开即断电，在无人管理的前提下最大限度的提高实验室安全性；
2.        采用先进的NFC读取技术，以手机或可附着在手机上的NFC卡贴作为身份标志物，摆脱传统身份卡提高便携性的同时，大大降低身份卡被他人冒用的可能；
3.        低功耗平台设计可以使得系统在实验室停电后依靠后备电池仍可以维持相当一段时间的运行，保证实验室监控不间断、无死角。