論射頻識別技術與機房實驗室管理的相結合

摘 要： 本文基于射頻識別技術，C/S結構模式的設計原理，根據機房實驗室管理的工作流程，設計了系統的總體框架和功能架構，提出了系統高級管理員，普通管理員，系統用戶這種三層管理使用方案，并為不同的使用者開發了相應的應用模塊并賦予了不同的權限。對原有復雜的工作任務和流程進行了優化改造，使系統運行與實際業務緊密結合，以服務于教學和廣大師生為宗旨，創建了以信息化、自動化為核心的機房實驗室管理的全新模式，具有良好的應用前景。

關鍵詞：射頻識別技術 機房實驗室管理 C/S結構模式

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）05-0015-02

當前隨著計算機科學技術的快速發展以及計算機使用的不斷普及，許多高等院校都配備了機房實驗室。隨著高校在硬件設備上的不斷追加資金投入，學校機房實驗室的配置也相應得到了很好地改善，并且在高校的日常教學中扮演著越來越重要的角色。近些年來隨著高校在校生人數和計算機課程的不斷增加，機房實驗室的管理工作也日趨繁雜多樣化。就以我校天津大學仁愛學院來說，目前我校經過建校10年來的發展已有九個系四個年級約10000余人，學校共有五個公共機房實驗室共計500臺電腦，每學期在機房實驗室所上的課程，實驗，實習等就多達30余門。如何利用有限的設備資源來圓滿的完成各項教學任務，開發運行一套適應本校實際情況的可以實現機房實驗室自動管理的系統，從而對學校的機房實驗室進行更加有效的管理，這是本文的重點研究內容。

一、機房實驗室管理現狀

機房實驗室的日常管理維護工作涉及內容非常廣泛、管理技術難度大，事務繁雜工作量極大。從廣義上說，計算機硬件的配置、維護以及故障的檢修、計算機軟件系統的安裝和定期維護更新排除故障、機房實驗室局域網的組建和管理維護、機房實驗室電路及用電的安全保障、機房實驗室環境，對上機學生的管理等都屬于機房實驗室管理的內容。所以說，高校機房實驗室的管理是一個完整的系統工程[1]。本文主要探討的是計算機設備的管理，上機的學生以及他們所持的上機卡管理和教學課程安排管理等方面。

隨著機房實驗室規模的不斷擴大和計算機硬件設備的添置，這些都極大的促進了教學條件的改善，但在改善教學條件同時，也給管理方面增加了大量的工作，帶來了新的亟待解決的問題。[2，3]結合我校機房實驗室的實際情況，主要有以下幾方面：

1.日常管理工作量大

在整個上機過程中，機房的管理維護人員要進行大量繁雜的工作。例如，平時的上機人數較多，不便于管理相關的用戶帳號；需要對學生的上機情況，計時和計費情況等進行實時的監控和統計匯總；機房設備的日常管理維護工作等。傳統的人工管理方式只能是安排若干管理人員，從而造成管理工作的雜亂無章，管理成本增加等問題。

2.財務方面管理問題

機房的管理工作涉及到很多財務方面的統計核算，例如學生上機的費用統計，設備管理維護的費用統計等。傳統的人工管理無法做到有效準確的核查統計，會造成很多的財務漏洞和管理工作的混亂。

3.上機過程出現的問題

例如學生教學上機和業余時間自由上機會產生機房使用沖突，從而影響到正常的教學；學生在上機結束時忘記關閉計算機，管理人員必須要逐臺檢查，增加了許多額外的工作等。

為了解決以上問題，提高機房實驗室的管理效率，降低管理人員的工作強度，采用機房實驗室自動管理系統已經是勢在必行的事情。隨著計算機網絡通信技術與智能識別卡技術的發展與結合，為實現管理的信息化、自動化提供了可能。當前機房實驗室管理系統通常采用軟硬件相結合方式，[4，5]即本文所要探討的射頻識別技術方式。

二、系統總體設計與實現

整個機房實驗室管理系統按照其設計的功能可大致分為三個子系統：即射頻卡（即學生的上機卡）管理系統，計費管理系統，用戶登錄客戶端。每個分系統相應的操作權限分別是由不同的系統參與人員來完成的。

1.射頻卡管理系統

對射頻識別卡的管理是整個管理系統中非常重要的組成部分，此分系統主要設計實現的功能包括發行新卡（新卡的單張發行和批量發行），卡的充值，丟失卡的掛失與補辦，卡的注銷及退費等。所涉及的與后臺數據庫相關的操作主要包括導入新生數據（單個導入和批量導入），以備用于發行新卡；學生個人數據的修改，以備被改動學生的上機卡能夠正常使用；相關數據的查詢匯總；畢業生數據的清理，以用于卡注銷退費操作等。此分系統的操作是作用于后臺中心主數據庫的，為保證數據安全，本分系統的操作是由系統權限最高的高級管理員來完成的。高級管理員也可根據需要通過此分系統設置若干普通管理員來管理其他的分系統。

2.記費管理系統

本子系統是支持整個管理系統運行的核心部分，屬于整個系統C/S體系結構的中間管理端。此分系統的相關操作是與后臺分數據庫相聯系的，其各種管理操作是由系統普通管理員來完成的。要實現的相關功能操作主要包括以下幾個方面：

2.1課程信息管理

可以將未來一周甚至是更長時間的上機課程信息錄入到本分系統中，待某門課程的開始時間之前，該課程所在的機房實驗室自動進入教學上機狀態，該實驗室只有所上課程班級的學生才能進入，從而保證教學課程的順利完成。

2.2機器實驗室設備管理

可以查看各個機房實驗室設備的詳細信息，對出現故障的設備進行登記，及時查看整個機房實驗室設備的使用情況。并根據未來機房實驗室規模的擴大及時添加新增設備的信息。

2.3系統查詢匯總功能

主要包括機房實驗室各種基礎數據的查詢，系統的各種綜合統計查詢等。

2.4系統的監控和遠程命令功能

可對正在使用過程中的計算機信息，上機學生信息等進行實時監控和查看，還可以對正在使用的設備和上機學生發送遠程信息和遠程控制命令（如遠程控制關機等）。

2.5系統的一些特殊設置

主要包括設置系統運行參數和系統其他方面的特殊設置。系統運行參數設置，包括設置不同身份上機的相關參數，設置管理員登錄密碼，設置與后臺數據庫連接等。其他方面的特殊設置包括可以為忘記上機卡密碼的學生刪除密碼；在學生正常下機出現故障時幫助學生強制下機的設置；非教學機房實驗室預約的設置，指在一些特殊的情況下，學生不用刷卡即可登錄使用計算機。

3.系統登錄客戶端

學生用戶可通過此客戶端來完成登錄使用電腦。學生可在此客戶端內根據不同的上機形式（即來機房上課還是平時的自由上機）來選擇不同的上機方式。兩者都要輸入自己的正確帳號（帳號即學生的上機卡號，與學生學號是一致的）和密碼（密碼默認為空，學生可根據實際需要自己設置）輸入正確，方可使用計算機。學生用戶還可通過此客戶端查看本人卡內的機時和金額，以便隨時根據需要對自己的上機卡進行充值。

經過以上對系統的總體功能柜架的設計，系統各分系統以及各管理員用戶之間的程序架構圖如圖1所示。

圖1 系統程序架構圖

4.系統整體實現流程

經過對系統以上幾個主要子系統的分析設計，系統的整體運行實現流程可大致概括如下：

（1）射頻卡管理系統主要實現的功能為卡的充值和丟失卡的補辦?？ǖ某渲凳侵府攲W生上機卡的機時或金額低于系統規定的數值時（本系統為公費機時少于60分鐘，自費金額少于1元），要進行卡的自費金額充值才能正常使用。其實現流程如圖2所示。

卡的補辦首先要查看丟失的卡是否處于掛失狀態，如果掛失則首先解除卡的掛失狀態，然后根據系統規定進行補辦卡的申請，申請后進行卡的補辦，輸入補卡的卡號和成本金額即可完成補辦的過程。其實現流程如圖3所示。

圖2 卡充值流程圖

圖3 卡補辦流程圖

（2）計費管理系統，這里主要介紹下最主要的課程管理的功能實現過程。首先將相關的預約課程信息添加到系統中，添加后的課程將成為系統未完成的預約課程，當在此門課程開始上課前的時間之內（系統設置為提前30分鐘），該課程會自動變成當前正在進行的課程，其所在的機房實驗室也會變成教學上機狀態，只能由課程所在班級的學生使用。當課程結束后系統管理員進行相關的結算課程操作，使其變成已完成的歷史課程記錄，未來可根據需要進行相關的課程數據清理或是將這些數據存入數據倉庫，以備數據挖掘時使用。[6]

（3）系統登錄客戶端為學生用戶使用，學生可持自己的有效上機卡（卡沒有損壞且卡內公費機時或自費金額達到系統要求）在機房計費管理端進行刷卡登記，上機卡內的學生個人信息將被傳送至后臺數據庫并開始計時。學生在機房內使用登錄客戶端選擇上機形式（主要為教學上機和自由上機兩種），輸入自己的正確卡號和密碼信息（密碼默認為空，可自己設置）即可實現上機注冊登記并使用電腦，學生上機結束后也要通過此客戶端進行正常的下機注銷關閉計算機，然后再通過機房管理端進行下機刷卡，如果學生沒有正常的下機注銷，管理端將繼續進行計時直到學生正常下機或系統管理員進行強制下機操作后整個管理系統即停止計時。

三、系統特點

本文選擇高校計算機機房實驗室管理為研究開發對象，以實現機房實驗室管理的自動化、信息化，提高機房實驗室管理人員的工作效率并降低其工作強度為目標，以射頻識別技術、數據庫訪問技術、網絡通信技術為主要研究手段，研究開發了一個可行的系統。

首先系統全面的分析了當前高校機房實驗室管理重要性及現狀并與仁愛學院的機房實驗室管理的具體情況相結合，根據實現情況選擇了符合實際的機房實驗室管理系統解決方案。

其次將整個系統分為后臺數據庫端，中間管理端，前臺客戶登錄端三部分，并規定了每部分的具體操作使用人員，從而使整個系統的體系更加清晰，系統的各類使用人員的權限也更加的明細。并對系統的整體框架進行了劃分，劃分了上機卡管理、機房計費管理、系統登錄客戶端等三個子系統，并對每個分系統的主要功能操作做了一個總體的說明。

四、結束語

本文根據仁愛學院機房實驗室管理的具體情況，提出了一些需要通過管理系統解決的問題，并給出相應的解決方案。基本完成了各主要系統的設計，在實際運行過程中各項功能基本上得以實現，系統運行穩定可靠，對原有復雜的工作任務和流程進行了優化改造，使系統運行與實際業務緊密結合，并在未來根據需要將對學生開放部分功能權限（如通過網絡隨時隨地查詢自己的上機卡內時間金額和所上課程），以服務于教學和廣大師生為宗旨，創建了以信息化、自動化為核心的機房實驗室管理的全新模式，并與我校其他的一些管理系統實現相關功能的對接，提升了學校和計算機中心機房實驗室的對外形象，具有良好的應用前景。

參考文獻

[1]洪濤，淺談高校機房管理與維護，科技天地，2008：61

[2]李麗濱，淺談機房管理和計算機實驗教學管理，集美大學學報，1997：69-70

[3]陳澤波，淺析高校機房管理，科技創新論壇，2010：194

[4]張素香，李楓，淺析機房管理應用程序在機房管理中的應用，鄭州紡織工學院學報，2000，6：114-120

[5]王卓人等，IC卡的技術與應用，北京：電子工業出版社，1998：76-78

[6]陳志泊，韓慧，王建新，孫俏，聶耿青，數據倉庫與數據挖掘，北京：清華

大學出版社，2009，5：2-23

作者簡介：朱鵬飛，（1982.10-），碩士研究生學位，天津大學仁愛學院計算機科學與技術系所屬計算機教學與實驗中心實驗教師，助理實驗師。