“互聯網+”背景下的高校實驗室管理系統研究

蘭國莉 潘澤鍇

摘 要：針對如今高校實驗室管理中存在的缺陷，利用互聯網技術，設計了高校實驗室管理系統。應用該系統，管理人員能隨時掌握學校實驗儀器設備的使用情況，阻止實驗室外來人員的入侵，并進行消防監測、自動控制燈和窗簾，更好地保證實驗室的安全、節約實驗室的用電，有效減輕實驗室管理人員的工作量，提高其工作效率。

關鍵詞：互聯網技術；實驗室；儀器設備；智能管理

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）01-0-02

0 引 言

為了適應學生規模的擴大，高校在硬件基礎設施的建設上不斷加大投入，高校實驗室是開展教學活動最重要的場所，也是教師開展科研活動必不可少的平臺。隨著實驗室、實驗儀器設備的不斷增加，實驗室管理人員的數量也隨之增長。如何有效地使用實驗室資源、管理實驗室、管理實驗室人員，使實驗室資源更好地服務教學、學習和科研活動成為越來越重要的課題。因此，在今后的研究中，如何讓實驗室更好地發揮其在高校教學中的核心作用，成為高校實驗室管理的重要改進與發展方向[1]。

隨著互聯網技術和其他信息化技術的發展，與教育事業相配套的實驗室管理也加入了現代化的元素，這對于充分利用實驗室資源、培養學生的自主學習能力，提高實驗室的使用效率具有重要意義[2]。因此，在系統設計中搭建“互聯網+”技術平臺，引入信息化手段為實驗室的管理服務，基于此，建設“互聯網+”背景下高校實驗室管理系統具有現實意義。

1 實驗室管理系統總體設計

在對高校實驗室管理系統進行設計之前，首先對各高校的實驗室管理現狀和所使用的管理系統進行調研與分析，學習各院校的先進管理理念、借鑒相關管理系統的管理功能實現方式，同時貫徹上級在實驗教學方面的戰略意圖，降低人工管理存在的問題對學院管理產生的影響，為實現整體智慧校園、實現整體管理提供助力[3]。

高校實驗室智能化管理系統功能包如圖1所示，每個功能包中均顯示了不同功能圖所實現的功能及應實現的事項。整個功能包圖是軟件的基本框架，軟件可以以此為基礎進行開發。同時功能包圖也展現出了對于基本流程和系統內用例之間的各種關系。

系統采用B/S架構進行設計，只要用戶計算機上有瀏覽器或移動互聯終端就可以訪問系統[4]。采用“互聯網+”技術和RFID標簽對儀器設備進行管理，既豐富了儀器設備標簽中保存的信息，也簡化了儀器設備的使用管理；同時，采用物聯網技術實現了對實驗室安全的自動監控，充分利用現代化的技術手段取代了實驗管理人員的部分工作。系統主要實現了如下三方面功能：

（1）實驗室儀器設備管理

主要實現儀器設備從申請、審批到采購、入庫登記，以及使用過程中借、還、丟失和報廢全過程管理的相關功能。

（2）實驗室人員管理

實現實驗室人員的添加、修改、查詢和刪除，以及管理人員的密碼維護和權限分配。

（3）實驗室安全管理

實驗室管理人員通過系統檢測實驗室門鎖開關狀態，并統計與查看，監測實驗室窗戶是否被入侵，一鍵操作實現燈與窗簾的自動開關，監控實驗室的實時狀況。

2 實驗室管理系統功能設計與實現

對項目系統各功能模塊的實現及操作方式分類實現：操作門禁管理的只是實驗室管理人員，采用C/S架構就能滿足系統的要求；其他模塊采用B/S模式，簡單易用，加快了開發的速度。因此，項目架構采用了C/S和B/S混合的模式。高校實驗室智能化管理系統實現結構框架如圖2所示。

高校實驗室智能化管理系統以互聯網技術為基礎，引入RFID、數據庫、ZigBee等技術作為支撐。基于C/S模式的功能命令通過WiFi和ZigBee通信協議發送給控制模塊，監測實驗室入侵情況、控制模塊控制燈和窗簾的打開和關閉；基于B/S架構的實驗室儀器設備管理采用RFID標簽標識各類設備，輕松實現出入庫及借還[5]。在系統的具體實現中，重點解決以下幾個關鍵問題：

（1）實驗室儀器設備與人員管理設計。對實驗室的儀器設備進行數據采集，把采集到的數據以RFID的方式進行固化，通過統一識別碼對設備進行日常管理；對實驗室人員進行RFID卡和指紋數據采集編碼，便于日常人員的管理和考勤。

（2）實驗室設備信息的讀取、處理和傳輸。通過RFID模塊對進出實驗室的物品進行數據采集，客戶端可以實時讀取系統數據并提示管理員；通過有線網絡和3G、4G方式進行數據傳輸，系統會對數據進行分析處理，以提示或報表的方式方便管理員統計使用[6]。

（3）實驗室人員管理，實現實驗室管理人員的添加、刪除、查詢、修改等。

（4）使用磁力鎖，集成已有的門禁系統，實現實驗室的安全管理及學生和老師的考勤管理。

（5）窗戶入侵監測、智能燈控和智能窗簾管理。利用物聯網技術，通過玻璃破碎或人體紅外技術監測門窗是否遭受入侵，利用ZigBee技術實現實驗室燈光的自動開關及實驗室窗簾的自動開閉[7]。

本系統屬于典型的信息管理系統，一方面，可以使系統管理員和教師可靠地管理有關實驗室儀器設備和實驗室實驗項目的開設情況，實時監測控制系統；另一方面，可以使實驗室管理員實時了解實驗室的安全狀況，通過系統發出控制命令，實現實驗室燈和窗簾的智能管理，減少人力浪費、節約用電。

3 結 語

高校實驗室管理系統覆蓋了實驗室管理監督業務、縱向貫通了各級管理部門以及各責任人員的信息化工作平臺，實現了實驗室“監管網上走”的工作機制，提高了管理規范化水平和工作效率；利用互聯網技術（移動互聯網）和信息化手段為實驗室的管理提供了新方法；通過實驗室安全管控系統，實現了對實驗室儀器設備管理、實驗室人員管理和實驗室的安全管理；運用現代化技術手段解決了長久以來困擾實驗室管理的效率問題，極大地提高了實驗室的科學管理水平。

參考文獻

[1] 吳新生，茅曉紅，李克勤.基于物聯網技術的高校資產管理系統設計[J].物聯網技術， 2012，2（2）：68-69.

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[3] 趙慶雙， 聞星火.實驗室管理信息系統的開發與應用[J].實驗技術與管理， 2000， 17（6）： 30-32.

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[6] 王東，胡少玲，江濤.計算機管理網絡系統軟件在計量技術機構管理中的應用[J].現代測量與實驗室管理， 2005， 13（5）：58-60.

[7] 張敏，蔡樹才，耿艷霞，等.基于ASP.NET的預約型開放實驗室管理系統[J].實驗技術與管理，2007 ， 24（7） ：73-76.

[8] 李欣，劉聰聰，耿超，等.基于CC2531的安全監測預警系統設計[J].計算機測量與控制，2014，22（7）：2046-2048.