高等教育教学的重点是培养学生创新能力和提高实践能力。培养理论与实践紧密结合的高素质人才是深化教育改革的重要举措,这就对实践教学以及实验室管理提出了更高的要求。随着实践教学要求的提高,传统的以人工管理的实验室管理方式远远不能满足需求。随着物联网相关技术的发展,基于智能管理的实验室系统能够提高实验室管理效率,减少管理人工成本,增强实验室的智能化和开放性,为高校实践教学提供有力保障。随着业务量的增加,智能实验室系统规模的不断扩大,传统的单服务器架构已经不能满足日益增长的业务需要。服务器的性能和价格并不是一个直线关系,而是一个指数关系,因此当业务并发量上升时,好的解决办法不是买一台性能更好的服务器,而是采用分级的思想,将业务分割,分散部署到不同的服务器上,获取近似的性能与价格的直线关系。本文研究大型网站的架构演化和在不同发展时期使用的技术架构,分析网站成熟的高性能技术架构及其应用场景,为设计当前的智能实验室系统提供参考和支持。研究分析多级数据库建立的规则和方法,根据基于物联网的智能实验室系统的业务逻辑,创建高效合理的多级数据库。对业务进行分割和分层,设计并实现高内聚低耦合的可分布式部署的分层系统。为了满足智能实验室系统日益增长的并发量的需求,本文主要以物联网的相关技术为基础,采用MySQL Federated存储引擎、Apache MINA框架、Spring+Hibernate等技术,以面向对象为指导思想,设计并实现了智能实验室分级管理系统。使用缓冲、优先级队列等技术提高系统的吞吐量、可用性等性能指标。随着智能实验室业务的后续发展,扩展性就变得越来越重要,分布式集群技术架构在业务量增长时可以很容易的添加新的服务器到系统中,具有良好的扩展性,研究分布式集群架构技术,为智能实验室后续发展做准备。