隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居、智能樓宇等方面得到了廣泛的應(yīng)用，為傳統(tǒng)的建筑物室內(nèi)管理帶來(lái)了新的局面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給整個(gè)應(yīng)用環(huán)境帶來(lái)了智能化的改變。因此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居、智能樓宇等方面的應(yīng)用與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)相結(jié)合，探索智能實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)將是未來(lái)必然的發(fā)展方向。

智能化實(shí)驗(yàn)室分為3各層次。首先是實(shí)驗(yàn)室信息層面的智能化，實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)是一個(gè)多學(xué)科交叉的綜合應(yīng)用技術(shù)，是專門(mén)應(yīng)用于分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室各類信息和管理的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室資源的信息化管理。該系統(tǒng)在國(guó)外的各類實(shí)驗(yàn)室得到了一定的應(yīng)用，有不少科研機(jī)構(gòu)和商業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)其開(kāi)展相關(guān)研究。但是實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)主要強(qiáng)調(diào)的還是將資源的可視化信息在服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行共享和管理，相對(duì)來(lái)說(shuō)缺乏對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境信息的監(jiān)管和控制。第二個(gè)層次是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境層面的智能化，即通過(guò)監(jiān)測(cè)終端對(duì)于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集，并通過(guò)控制設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，尋求實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制與安全、能效的最優(yōu)化解決方案，該項(xiàng)技術(shù)在智能家居、智能樓宇等方面應(yīng)用較為成熟，但在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的應(yīng)用還屬于個(gè)案。第三個(gè)層次是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和儀器設(shè)備的泛在智能感知，數(shù)據(jù)上傳至大數(shù)據(jù)平臺(tái)后進(jìn)行優(yōu)化與智能決策，該層次為實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行層面的智能化，可以使實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行過(guò)程具備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與設(shè)備自組織、實(shí)驗(yàn)順序與能耗自優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)資源自匹配等功能，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的智能化實(shí)驗(yàn)室。

一、智能化現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)作為實(shí)驗(yàn)室智能化的基礎(chǔ)，通過(guò)連接到各種對(duì)象來(lái)提供圍繞人和對(duì)象的新服務(wù)，將來(lái)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)必須適應(yīng)與支持這些新服務(wù)的連接性和傳輸?shù)男畔?。此外，類似于互?lián)網(wǎng)中對(duì)Wed地址進(jìn)行解析的域名解析服務(wù)（Domain Name Service,DNS），物聯(lián)網(wǎng)中為了處理對(duì)象是別的問(wèn)題，引入了設(shè)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)和對(duì)象命名服務(wù)（Object Name Service ONS）。

考慮到物聯(lián)網(wǎng)的重要性，發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視并迅速發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)也在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展上進(jìn)行了大量的研究與實(shí)踐，與實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建設(shè)相關(guān)的研究主要集中在智能建筑和智能家居。未來(lái)的智能建筑能夠自主意識(shí)到在建筑內(nèi)發(fā)生了什么并根據(jù)設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，這將對(duì)三個(gè)方面產(chǎn)生影響：資源的使用（水的保存和能源的消耗）、安全性和舒適性。目標(biāo)是降低整體開(kāi)支的同時(shí)還要達(dá)到更好的舒適度。此外，智能建筑通過(guò)復(fù)雜的安保系統(tǒng)監(jiān)測(cè)盜竊、火災(zāi)或者未授權(quán)的闖入，來(lái)解決安保的問(wèn)題。

此外，隨著智能化在交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、安防、環(huán)境監(jiān)測(cè)等其他各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，也可能對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建設(shè)帶來(lái)更多革命性的變化。

智能分布圖

二、智能化實(shí)驗(yàn)室組成模塊

智能化實(shí)驗(yàn)室一般包括以下功能模塊。

1. 廣播電視網(wǎng)絡(luò)控制模塊

廣播電視網(wǎng)絡(luò)控制模塊是獨(dú)立閉環(huán)發(fā)送照相機(jī)圖像的電視信號(hào)的電視系統(tǒng)中的金屬電纜或光纖電纜。廣播電視網(wǎng)絡(luò)控制模塊配備各種檢測(cè)器，可以在實(shí)驗(yàn)室管理中心起到反穿越的應(yīng)用，如隨時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)小偷運(yùn)動(dòng)的足跡。

2. 視頻對(duì)話模塊

視屏對(duì)話模塊具備察覺(jué)每個(gè)電話狀態(tài)及來(lái)電圖像的功能。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，雙方通過(guò)可視電話設(shè)備進(jìn)行開(kāi)放式的撥打電話，使用可視電話可以加速、方便地觀看圖像控制。

3. 公共照明及室內(nèi)照明控制模塊

現(xiàn)代智能化實(shí)驗(yàn)室的電氣照明已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的照明功能，而是安全照明、美化照明的應(yīng)用及自動(dòng)化。智能照明系統(tǒng)可以控制實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)的照明設(shè)備，進(jìn)行滿足需求的照明調(diào)節(jié)和控制。

4. 實(shí)驗(yàn)室安全保障模塊

實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的安全包裝模塊系統(tǒng)，主要有兩部分構(gòu)成：報(bào)警系統(tǒng)和報(bào)警中心，實(shí)驗(yàn)室安全保障模塊包括防盜報(bào)警系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、無(wú)人值守系統(tǒng)等，通過(guò)電子情報(bào)技術(shù)判斷非法入侵行為，然后自動(dòng)通知現(xiàn)場(chǎng)人員，并同時(shí)自動(dòng)傳送到警方的情報(bào)處理與報(bào)警中心或警方信息中心。

5. 線路綜合管理模塊

線路綜合管理模塊是實(shí)驗(yàn)室區(qū)域內(nèi)公共區(qū)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。綜

合布局支持以下系統(tǒng)：

視屏電話；

可視圖文系統(tǒng)；

視屏?xí)h系統(tǒng)；

語(yǔ)音郵件；

電子郵件；

語(yǔ)音響應(yīng)；

無(wú)繩電話通信系統(tǒng)建設(shè)；

信息管理系統(tǒng)的建設(shè)；

辦公自動(dòng)化系統(tǒng)；

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)；

信息傳輸網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；

建筑管理系統(tǒng)；

消防控制系統(tǒng)；

6. 公共廣播管理模塊

公共廣播系統(tǒng)是公共場(chǎng)所中傳播實(shí)時(shí)信息的重要工具，公共廣播系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)連接，發(fā)布并傳輸信息；也可以作為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部人員交流的基礎(chǔ)。

7. 互聯(lián)網(wǎng)管理模塊

這是一個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)，包括DDN、ISDN、ADSL等，均可接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)終端設(shè)備可以接入到局域網(wǎng)內(nèi)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、交流等。

8. 實(shí)驗(yàn)室信息管理模塊

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)是將以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的信息化技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室管理需求相結(jié)合的信息化管理工具。實(shí)驗(yàn)室管理的對(duì)象是與實(shí)驗(yàn)室有關(guān)的人、事、物、信息、經(jīng)費(fèi)等，因此實(shí)驗(yàn)室管理主要包括：實(shí)驗(yàn)室人力資源管理、質(zhì)量管理、儀器設(shè)備與試劑管理、環(huán)境管理、安全管理、信息管理以及實(shí)驗(yàn)室設(shè)置模式與管理體制、管理機(jī)構(gòu)與職能、建設(shè)與規(guī)劃等。

9. 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境調(diào)控模塊

    實(shí)驗(yàn)室環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控并上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)環(huán)境控制設(shè)備發(fā)出相應(yīng)命令，以保證實(shí)驗(yàn)室環(huán)境達(dá)到使用者所需要求的管理工具。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境包括溫度、濕度、光照、紫外、環(huán)境污染物、風(fēng)速、大氣壓力等，控制設(shè)備包括排風(fēng)設(shè)備、溫度控制設(shè)備、濕度調(diào)節(jié)設(shè)備、光照設(shè)備等。

實(shí)驗(yàn)室智能通風(fēng)系統(tǒng)

    10.實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行決策模塊

    實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行決策模塊試試驗(yàn)是智能化的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)海量實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的分析，尋求實(shí)驗(yàn)室整體運(yùn)行的最優(yōu)化，在面向控制設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)控制，實(shí)驗(yàn)優(yōu)化控制的效果。該運(yùn)行決策模塊覆蓋實(shí)驗(yàn)室所有運(yùn)行項(xiàng)目，依托于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)與平臺(tái)，進(jìn)行自組織、自適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行決策。