e-概念實驗室管理與監控系統 范揚宗、朱哲賢、黃博煜、鄭遠傑 郭品逸、曾雍智、林政興 摘要 實驗室有效率的管理與利用是提升學校資源運用很重要的一環，由於目前科技在各領域均有長足的進步，尤其在數位與網路通訊上更不可同日而語。本系統提出一套完整的實驗室整合架構其中包含人員身份辨識、實驗課門禁管理、環境調控與節能、遠端資料存取、防盜監控與互動式語音人機介面六大功能，並實際建構一套模型以驗證其功能。本系統以電腦為控制主控器，自行設計軟體再加上週邊設備如多功能實驗卡、感測電路、網路攝影機、密碼機與條碼機等，整合成一套完整的〝e-概念實驗室管理與監控系統〞 關鍵詞：監控、系統整合、e-概念實驗室 一、前言 實驗室有效率的管理與運用是目前學校很重要的課題，由於目前普遍大部份的學校均有空間不夠充裕的問題，所以實驗室如果因為管理上的問題而無法充份開放利用，實在是一件很可惜的事情。 由於目前科技的進步，使許多以前不可能的事情都逐一的實現，有效率的管理與如何利用目前科學的技術提升上述的需求成為一頗為有趣研究的主題。實驗室的管理主要分為三方面(1)實驗課的管理(身份驗證與協助管理)(2)專題生研究時間的管理(無實驗課時)(3)無人時的防盜監控。 在身份的驗證上，目前已有許多成熟的技術可供應用如條碼+密碼、磁卡+密碼、指紋辨識、掌紋辨識、語音身份辨識，同時亦有混合模式的身份辨識【1】【2】。同時以web為基礎的管理與監控系統亦被提出如何以一低價且安全的方式達到監控資訊的傳遞【3】【4】。同時以攝影機為基礎安全監控偵搜系統，利用移動物體的檢測已被應用在工業或商業的各種用途上如侵入者的檢測、人群移動的檢測或犯罪者的偵查【5】【6】等等。基於這些技術的基礎，乃構想如何將其整合成一套適用於實驗室管理的系統。 二、研究目的 基於前言部份的延伸，是否可以整合上述的需求而成一具現代觀的實驗室成為我們思考的方向，初步以〝e-概念實驗室管理與監控系統〞命名，主要在於結合六大主題，人員辨識、實驗室門禁管理、環境調控與節能策略、遠端存取資料、防盜監控與互動式人機介面，而成為一完整的管理系統，其結構如圖一所示： 圖一 系統方塊圖 由於本系統具有多重管理與監控程式，故可適用於實驗室任何時段的管理，在管理功能上，主要可區分為實驗室門禁管理與實驗室專題研究生管理兩方面，在實驗課管理門禁上主要在協助老師了解學生出席的狀況以及協助學生進出的管理，使老師有更多的時間與精神專注在教學上，實驗室專題研究生的管理則主要在人員身分的辨識及協助環境調控與節能的應用，使學生有一舒適的研究環境，亦可提醒其該注意而未注意的事項。另由於網際網路的蓬勃發展，使遠端監控或存取資料成為可能，同時也是監控與管理系統必備的功能。一般遠端監控或管理的技術主要是透過web server的功能使遠端的電腦可以透過internet的browser來觀看本地端檔案或透過即時的傳送重要資訊以達到即時保存重要資料與防盜取證的目的。 e-世代的人類對於品質的需求，通常是多面性的。互動式語音人機介面，即是在改進機器與人之間的隔閡，利用語音的方式協助人了解管理的方式及享受e-概念生活的好處。 e-概念實驗室門禁管理與監控系統主要在整合管理與監控的功能，以協助實驗室管理老師在管理實驗室上更有效率，其包含實驗室的門禁管理，實驗室專題研究生門禁管理等，並加上多重監視、防盜功能與環控節能策略使其成為二十四小時全天候的管理監控系統，其中研究項目可分為： (1) 整合管理與遠端監控的功能，以協助實驗室管理老師在管理實驗室上更有效率，在門禁管理方面又分為，實驗室門禁管理與專題研究生門禁管理。 (2) 人性化的門禁系統，當進入實驗室時能以語音招呼進出人員的名字並具有門禁管制的功能。 (3) 在節能方面主要是自動調控照明與恆溫系統，讓實驗室有效的利用能源，達到節能舒適的目的。 (4) 防盜監控，即平時系統就能記錄下人員進出以及防盜系統的狀態記錄且利用internet遠端存取資料，將防盜影像記錄檔第一時間傳送出去，就算系統被犯罪者破壞也能利用記錄檔找出犯罪資料。 三、實作成品 實驗室門禁管理與監控系統圖 本系統操作方式主要分為實驗課管理、實驗室監控與系統診斷三種模式由主畫面如下圖可直接按鍵選擇所需要的模式 : 實驗課管理的畫面 防盜監控的畫面 當有不明物體在室內移動時，利用移動物體檢測的演算法則來加以檢測。 系統診斷的畫面 所有系統的類比與數位輸出與輸入狀態均可由此畫面得知，當系統不正常運轉或故障時，即可由此畫面來加以檢視，當系統需要調機時亦可利用此畫面來協助調整。 遠端監控的畫面 這是遠端電腦透過網路顯示監控實驗室的即時畫面和狀態。