基于Web平臺的實驗室信息管理系統研究與設計

周葉華

（嘉興職業技術學院，浙江 嘉興 314000）

隨著科技的進步，互聯網的迅猛發展，移動通信技術與計算機技術的融合越來越密切，高校各類管理工作也需要隨之改變。近年來各高校投入固定資產的資金額逐年增加，實驗設備不斷增長，實驗員的數量也隨之增長。但實驗室管理工作卻沒有隨著新形勢的變化而產生迅速的改變，一方面管理意識沒有及時改變，另一方面在適應了一定的管理方法后，一時難以適應新的管理方法，而高校的管理理念往往無法及時跟上市場的步伐[1]。實驗室的管理工作存在諸多的問題，例如在實驗室的設備維護維修方面，還是采用普通的紙質文檔或單機電子文檔管理，更換人員后難以查詢，實驗員流動頻繁，管理難度大，無法快速得出實驗室的利用率、使用情況報表等。

為了解決實驗室管理過程中出現的一系列不合理的問題，解決實驗室資源配置問題，規范實驗人員管理，提高實驗室管理水平，需要開發一套行之有效的實驗室信息管理系統。系統的應用可以使得管理工作科學化、制度化。系統具有多項功能，例如及時對實驗員日常工作管理信息進行記錄，貴重物品安全警報，實驗實訓設備信息快速讀取，日常維修維護情況、實驗室使用情況統計分析，與其他平臺數據共享等，并且實現使用手機APP快速查詢實驗設備，快速存取維修維護記錄等。

1 研究本系統的目的及意義

1.1 規范實驗室管理工作，提高管理水平

信息化的發展改變了人類社會的發展，同樣也影響著高校的實驗室管理，為了提高高校固定資產的利用率，提升實驗室管理水平，需要運用一些現代化的手段及技術。系統的使用，將有利于規范化實驗室實驗人員的管理，提高實驗實訓設備的使用率，做到物盡其用。對于實驗員而言，信息化的管理方式能準確地記錄并統計階段性工作量，保障考核過程中的準確性和及時性。同時有了系統的制約，能培養實驗員良好的工作習慣，從而真正實現管理工作規范化，切實提高管理水平[2]。

1.2 提升貴重物品管理安全性

近年來，物聯網技術快速發展，應用領域不斷擴大，無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術與ZigBee組網技術在固定資產的管理中得到廣泛應用。在物聯網技術發展的大背景下，有必要在嘉興職業技術學院的固定資產管理中也引入相關物聯網技術[3]。物聯網技術的運用，能有效地解決固定資產與實驗室信息管理系統間的互動，以及資產流動監控困難的難題，提高固定資產，特別是貴重資產的安全性。

1.3 提高工作效率

本系統建成后，不管在PC端還是在手機端都可以快速查看實驗室使用情況，在設備發生故障時能快速查詢設備相關使用說明、維修情況記錄等，提高維修維護的效率。通過使用手機APP及電子標簽，能快速讀取設備信息，在資產清查時，可幫助實驗員快速清查實驗設備。在發生故障時，可快速查詢相關維修記錄，幫助實驗員快速處理故障。維修維護完成后，可通過手機APP進行快速記錄。在系統使用的過程中，可以根據實驗室的管理需求對系統進行深入開發，真正讓系統服務實驗室人員及廣大師生。系統的應用將大大改變實驗室管理方式，使得各項工作更加規范化，能大大提升實驗室的整體的管理能力，讓系統成為實驗室管理的得力助手[4]。

1.4 整合實驗室資源、實現資源統籌規劃

本系統為高校實驗室提供便捷、高效的實驗室管理方式，通過合理設置相關模塊，為開展各項工作創造便利，方便管理員的管理工作[5]。本系統可以將其他系統相關數據整合到本系統中，無需再通過進入其他系統查詢實驗室相關數據，例如教務系統中的排課數據，固定資產系統中設備的基本信息。通過使用實驗室信息化管理平臺，能加強整合實驗室資源，實現資源統籌規劃。如此，可大大提高實驗室服務水平，提升實驗室服務能力，加強實驗室的整體競爭實力[6]。

2 國內外發展現狀和動態

2.1 國外LIMS系統的發展動態

實驗室信息管理系統（Laboratory Information Management System，LIMS）是運用計算機軟件技術、計算機網絡技術、數據存儲技術等對實驗室各類數據進行管理的計算機軟件系統[7]。LIMS出現在國外20世紀70年代，但系統軟件存在升級困難，不能隨著需求的改變而改變等問題，因此十多年后，此類系統便被市場淘汰了。LIMS快速發展在20世紀90年代，這個階段計算機技術快速發展，但網絡技術還不發達，系統主要都是以C/S的架構呈現，但是存在功能簡單、界面不太友好的問題。進入21世紀后，網絡技術和Web技術快速發展，這個階段B/S架構模式成為主流，界面友好性得到極大的提高，LIMS的發展又邁進了一個新的階段[8]。近年來以“物聯網”和“云計算”為代表的新一輪技術變革的推動下，LIMS的未來發展將呈現出新的特點。

2.2 國內LIMS系統的發展動態

國內在LIMS系統的研究和應用上相對于發達國家是滯后的，這也是國內相關計算機技術和網絡技術相對滯后等原因造成的。21世紀后國內計算機技術和網絡技術快速發展，各企事業單位也對信息化管理系統進行深度研究，目前我國的LIMS系統已逐漸和國際接軌。國內的發展大概分為兩個階段：第一個階段的發展在20世紀80年代到90年代初，以單機模式的系統為主，并且未得到廣泛推廣[9]。只能記錄一些簡單的日常管理工作，數據只能部門或單位獨享，也無法與其他系統進行數據共享。第二個階段是從20世紀90年代到現在，隨著網絡技術和數據庫技術的發展，國內大型軟件公司開發出了較為成熟的LIMS系統，并得到大范圍推廣，在學校方面，相關系統的應用使得實驗室的信息化管理水平得到了很大提高[10]。近幾年，物聯網技術快速發展，許多高校應用物聯網技術將系統進行升級改造，LIMS也隨著新技術的發展而發生諸多改變。

3 系統的研究與設計

3.1 研究內容

本課題主要研究開發新形勢下高職院校基于Web平臺的LIMS，并結合物聯網技術系統實現智慧實驗室功能。主要研究內容如下。

（1）深入分析和研究LIMS的國內外研究現狀，調研當前實驗室管理過程中存在的問題。通過對高校目前實驗室管理的現狀和所使用的管理系統進行分析比對，并閱讀大量文獻著作，結合實驗室日常管理者的使用需求，提出系統可行性分析報告，提出新需求、新功能，確定系統研發的目標。

（2）提出本系統的系統架構與功能定義。通過具體的需求分析后，對系統進行概要設計、詳細設計以及數據庫設計。Web端系統采用3層架構將整個系統劃分為數據訪問層、業務邏輯層、表示層。根據用戶使用需求，對界面的友好性及性能需求進行相應的設計。手機端軟件，通過同行軟件比對，進行相應界面設計和功能設計。

系統結構如圖1所示。

（3）基于Web平臺的實驗室信息管理系統的實現。Web端軟件采用.NET框架，使用ASP.NET語言開發，其中邏輯層采用Webservice技術實現。手機端采用基于Eclipse開發平臺，使用Java語言進行開發。數據庫采用SqlServer2008，根據系統要求實現對應數據庫操作。資產清查模塊及實驗室資產安全模塊采用ZigBee組網技術。

3.2 系統功能模塊設計

通過前期需求整理分析，本系統將分為兩個子系統進行設計開發，即為PC端子系統及手機端子系統。系統功能結構如圖2所示。

圖1 系統結構

圖2 系統功能結構

（1）PC端子系統主要包含五大模塊，主要有基礎數據生成、基本信息管理、資產管理、日常維護管理、查詢統計。功能主要包含實驗人員管理、貴重資產安全防護、維修維護記錄管理，數據導入模塊（與教務系統、資產管理系統互通）。方便實驗員快速錄入相關工作數據，提高工作效率。方便領導統計分析數據，無需再多個系統讀取數據。

（2）手機端子系統主要包含六大模塊，資產信息查詢、清查統計、障礙報修、維修維護、常見問題查詢、通知公告等，功能和PC端相同模塊一致。主要特色為掃碼提取設備信息，資產設備安全報警功能，維修維護記錄錄入等。系統設計實現資產離開存放地點一定距離后即可發出警報。為實驗員提供查詢模塊，幫助實驗員快速準確清查自查，并加強貴重資產的安防功能。

3.3 用戶組成

本系統的用戶主要分為4類，即系統管理員、實驗員、普通教師、領導，不同的用戶權限不同，系統管理擁有最高權限，可通過系統設置來確定每個類別用戶的使用權限。各個類別的用戶描述分析如表1所示。

4 結語

實驗室信息管理系統隨著科技進步不斷發展，在不同的年代，系統的功能和呈現方式都不同。系統總是朝著更加人性化、智能化的方向發展，并根據新技術的產生而產生新的功能。系統使用的目的是希望實驗管理更加規范化、科學化、精確化，能更好地解決固定資產的管理和共享，更好地服務教學。實驗室信息管理在學校的教學活動中，實驗室的地位越來越重要，因此，實驗室信息管理系統也越來越體現出其重要性，系統中各項數據需要與校園中其他數據進行對接，如教務系統、一卡通系統等。本系統的研發是通過運用的新的技術手段來整合各大系統數據，實現資源共享，提升實驗室管理的效率，提高實驗室管理水平，加強實驗設備管理的安全性，快速準確掌握實驗室管理情況。并且能通過系統將絕大部分的工作以信息化的手段進行收集記錄，能夠匯總考核評估。系統能夠有效地幫助實驗室管理人員以及領導減輕工作負擔，提高整體競爭實力。

表1 用戶角色描述分析

[1]張穎.基于物聯網的高校固定資產數據庫信息管理系統開發[J].信息安全與技術，2016（4）：92-95.

[2]王俊杰.高校實驗室信息化管理系統的設計與實現[J].電子技術與軟件工程，2015（17）：259.

[3]劉芊.基于物聯網技術下的高校固定資產清查[J].流通經濟，2016（41）：71.

[4]何麗婷.淺談LIMS在實驗室管理中的作用[J].化工管理，2017（12）：62.

[5]張宇，李成.高校計算機實驗室信息管理系統的設計與實現[J].電腦知識與技術，2016（23）：235，242.

[6]姬睿.高校實驗室信息化管理系統LIMS設計與實現[J].高校實驗室工作研究，2015（1）：78-79.

[7]熊貝貝.實驗室信息管理系統使用現狀及發展探討[J].食品安全質量檢測學報，2014（11）：3509-3513.

[8]王立輝，陳雷.基于移動互聯網的高校實驗室信息管理系統的設計[J].寧波教育學院學報，2016（6）：66-69.

[9]徐樂，張元才.實驗室信息管理系統現狀綜述[J].科技情報開發與經濟，2008（31）：186-187.

[10]孫瑩.基于C/S架構的實驗室管理系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2015.