1. 引言
目前国内外实验室均已开始采用自动化流程测试，以提高检验检测工作的效率和准确度，同时减小人为操作所带来的的误差。同时，各仪器仪表设备厂商也开放了各种数据接口方便二次开发，在铁路行业内铁道科学院等业内领头企业也通过自身的开发研究，形成了不少完整的测试系统。另一方面，LTE和5G商用和物联网的大规模发展使得网络基础设施日益完善，万物互联和大规模集中运算的时代已经到来，越来越多的运算和数据已经转移到云上。实验室的检验检测工作应当跟上科技发展的节奏，打牢基础，实现自身的快速发展与突破。
2. 物联网和云计算
2.1物联网技术和应用
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
对于不同时期的物联网，其实有不同的技术形式，抛开已经过时的2G和3G系统，在4G LTE时代，我们可以看到Cat1和NB-IoT（Cat.M2）两种物联网技术，它们都隶属在LTE技术框架下。LTE-Cat1的带宽是20MHz，上行速率5Mbps，下行速率10Mbps，它适合可穿戴设备、ATM机、自助售货机和无人机等场景；NB-IoT的带宽是180KHz，上行速率16.9Kbps，下行速率是26Kbps，功耗极低，它不适合移动环境，但却很适合智能抄表、智能灯杆和烟感报警器等低数据速率的场景。到了5G时代，我们认识到了RedCap（Reduced Capability，降低能力）技术，RedCap是3GPP标准化组织定义的一种5G技术，属于新技术标准NR light（NR lite），其带宽为20MHz，采用半双工FDD（HD-FDD）64QAM调制方式，支持增强的非连续接收特性（eDRX）等低功耗技术，采用更长的休眠模式，以获得更高的续航能力。RedCap支持三大业务场景，分别是：可穿戴设备、工业传感器和视频监控。
2.2 云计算技术和应用
云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。从广义上说，云计算是与信息技术、软件、互联网相关的一种服务，这种计算资源共享池叫做“云”，云计算把许多计算资源集合起来，通过软件实现自动化管理。在实验室检验检测系统中，主要用到了云服务器和云数据库功能，将分散的资源统筹建立在了似云一样的互联网上。
3 基于物联网和云计算的实验室检验检测系统
3.1 系统整体构成
本系统由分为云端和现场两个部分云端由云计算和平台系统构成，其包含的物理设备是云服务器+云数据库，在现场则是由嵌入式、物联、仪表控制算一体化模块构成。
检测人员携带仪器仪表到铁路沿线的通信机房对设备进行测试，使用手机端或者PC端登录云端系统，控制现场的嵌入式模块开启，嵌入式模块按照设定的程序执行对应设备的操作代码程序，完成自动化检测流程，期间仪器仪表产生的数据优先保存在嵌入式模块中，在物联网网络畅通的情况下，模块进行数据上传操作，将采集到的数据以固定的形式发送给云端系统平台，云端系统平台结合系统内已存储的项目、人员、报告模板等数据针对接收的数据进行存储、统计、分析和报告制作等工作，同时更新信息可视化的相关内容。
3.2 软件系统构成
本系统的软件部分将分为四大板块，一是检验检测板块，二是综合信息板块，三是物联平台板块，四是系统配置板块。
检验检测板块包含项目管理、人员组织管理、仪器仪表管理、数据统计分析、报告生成制作、其他管理。
综合信息板块主要将项目情况、人员情况、检测生产情况、数据实时存储及处理情况、检验检测报告情况进行信息可视化大屏展示，多以柱状图、分布图、ER图、三维等方式展示。
物联平台板块主要负责配置终端设备，展示其运行状态（资源利用状态、信息存储状态、地理信息状态、环境监测状态、时间状态等），控制其进行相关的检测检验工作。
系统配置板块主要进行系统运行管理，时间配置及同步功能、系统数据备份与导出功能、系统管理权限配置、日志功能、升级迭代功能。
4 互联互通协议
本系统采用私有iLink协议进行设备互联互通，该协议是针对物联网开发领域设计的一种数据交换协议，采用JSON格式，用于设备端和物联网操作系统的双向通信。设备端按照规范组织数据，发送给物联网操作系统，物联网操作系统可以直接处理该数据，实现设备端与物联网操作系统之间的数据交互。
5 小结
本文从铁路工程实验室检验检测的背景介绍开始，简述了物联网和云计算技术，描述了基于上述技术的系统设计，该系统的投入运行，将为该特定领域的工作提高效率、避免错误、减少误差，同时也将让检验检测工作实现电子化和信息化，助力高效、准确地完成检验检测工作。