測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馬明舟 李嘉禾 王俊超

測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室是高校測(cè)繪及相關(guān)工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)從事測(cè)繪科學(xué)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的重要場(chǎng)所，根據(jù)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的主要任務(wù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室管理中遇到的實(shí)際問(wèn)題，本文闡述了在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與圖形條碼識(shí)別技術(shù)支持下，運(yùn)用面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序開(kāi)發(fā)方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種信息化管理系統(tǒng)，能夠?qū)y(cè)繪儀器設(shè)備的基本信息、維護(hù)信息、使用信息和實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的存儲(chǔ)和管理，保證信息管理工作的正確性，降低實(shí)工作強(qiáng)度，在提高管理效率和服務(wù)質(zhì)量。

1前言

測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐性強(qiáng)，許多的學(xué)習(xí)需要在實(shí)踐中去完成，因此測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室在高校教學(xué)、科研活動(dòng)中具有十分重要的地位和作用，擔(dān)負(fù)各類(lèi)測(cè)繪儀器的管理、檢校和保養(yǎng)工作，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地管理與維護(hù)，為測(cè)繪工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)提供保障。但隨著實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，儀器種類(lèi)不斷豐富、數(shù)量不斷提升，儀器的使用情況變的復(fù)雜多變。同時(shí)實(shí)驗(yàn)和教學(xué)內(nèi)容趨于多樣化，使儀器所涉及的信息變得越來(lái)越多，因此實(shí)驗(yàn)室的管理工作變得越發(fā)繁重。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)的普遍應(yīng)用，通過(guò)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)來(lái)取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室信息人工管理模式就顯得很有必要。不僅可以減輕管理人員的負(fù)擔(dān)、提高工作效率和質(zhì)量，還能為教學(xué)與實(shí)踐提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

本文結(jié)合了大連理工大學(xué)城市學(xué)院測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室管理的實(shí)際工作，面向?qū)嶒?yàn)室管理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題加以分析，形成對(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與規(guī)劃，以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形碼識(shí)別技術(shù)為核心，建立了完善且效率高的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1需求分析

測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)主要面向儀器、人員和課程三個(gè)主體。測(cè)繪的儀器設(shè)備信息是系統(tǒng)的核心，信息管理的主要目的是掌握實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的具體情況，因此要實(shí)現(xiàn)儀器基本信息、使用信息和維護(hù)信息的管理操作是本系統(tǒng)的基礎(chǔ);課程信息是完善儀器使用管理和實(shí)驗(yàn)室儀器發(fā)放需求的重要信息，根據(jù)課程信息實(shí)驗(yàn)室工作人員可提前組織對(duì)所需儀器的準(zhǔn)備工作，因此要實(shí)現(xiàn)課程名稱(chēng)、授課內(nèi)容、授課班級(jí)、授課時(shí)間等信息的管理操作是本系統(tǒng)的重要組成。實(shí)驗(yàn)室管理人員和用戶(hù)信息是系統(tǒng)構(gòu)成的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室管理工作制度和方法的研究，測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室的人員主要包含：實(shí)驗(yàn)室主任、實(shí)驗(yàn)室管理員、任課教師和普通學(xué)生。四類(lèi)系統(tǒng)人員的使用權(quán)限上存在有差異：普通用戶(hù)僅具有儀器和課程信息查詢(xún)的權(quán)限，不能修改系統(tǒng)信息;實(shí)驗(yàn)室管理員可具有信息儀器發(fā)放管理、維護(hù)管理，但不能修改人員和課程信息;實(shí)驗(yàn)室主任則具有系統(tǒng)信息管理的全部權(quán)限，能夠?qū)ο到y(tǒng)人員、儀器信息和課程信息進(jìn)行各類(lèi)管理操作。通過(guò)分析、總結(jié)和歸納，掌握管理系統(tǒng)的規(guī)律，最終形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本框架。

2.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析的結(jié)果，對(duì)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)信息管理系統(tǒng)的主要功能需要包含有四個(gè)主要的功能模塊，其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中，人員管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理活動(dòng)中相關(guān)人員信息的管理操作，功能包括了對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理員和實(shí)驗(yàn)室用戶(hù)（學(xué)生）個(gè)人信息和系統(tǒng)登錄信息的添加、變更和刪除操作，并能夠進(jìn)行條件統(tǒng)計(jì)和查詢(xún)。

儀器管理功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備信息的管理操作，由兩方面功能所構(gòu)成：一是對(duì)基本信息的管理維護(hù)，包含對(duì)新儀器信息添加，已有儀器信息變更和報(bào)廢儀器信息刪除，新儀器信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)后將生成二維識(shí)別碼，最為機(jī)器識(shí)別的標(biāo)識(shí);另一方面是對(duì)儀器狀態(tài)信息進(jìn)行管理維護(hù)，測(cè)繪儀器因操作不當(dāng)、設(shè)備老化等原因需要進(jìn)行維修和保養(yǎng)時(shí)能夠記錄儀器維修和保養(yǎng)的信息，并對(duì)儀器過(guò)往的養(yǎng)護(hù)信息進(jìn)行查詢(xún)，使實(shí)驗(yàn)室管理員能夠及時(shí)掌握每臺(tái)儀器的性能狀況，防止損壞的設(shè)備進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用。

課程信息管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室所承擔(dān)的教學(xué)活動(dòng)信息的管理操作，主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程信息的添加、修改和刪除，并提供按周次的課程信息查詢(xún)功能，便于實(shí)驗(yàn)室管理員提前了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的安排情況，及時(shí)做好儀器的準(zhǔn)備和方法工作。

儀器發(fā)放信息管理模塊是實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器使用情況信息的管理操作，主要功能是記錄儀器發(fā)放、回收的信息數(shù)據(jù)，并能夠查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)儀器使用的記錄信息，使儀器的使用管理更加科學(xué)、規(guī)范，也便于因人為原因造成儀器損壞時(shí)，鎖定責(zé)任人進(jìn)行后續(xù)處理，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的紀(jì)律性。

為便于高效地實(shí)現(xiàn)信息管理操作，在新的人員信息和儀器信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)后，將生成二維識(shí)別碼，用于在儀器維修、保養(yǎng)和使用管理過(guò)程中，對(duì)人員和儀器身份的識(shí)別和記錄。

3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建立

根據(jù)需求分析與系統(tǒng)總體的功能設(shè)計(jì)，運(yùn)用E-R模型構(gòu)建本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的概念模型如圖2所示。

數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型構(gòu)建后，使用Microsoft Office Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件命名為“測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)”。根據(jù)E-R圖的概念模型，創(chuàng)建所需要的基本實(shí)體關(guān)系表及表屬性結(jié)構(gòu)，包括：administrator表（實(shí)驗(yàn)室管理員）、student表（學(xué)生）、instrument表（儀器）、professional_class表（專(zhuān)業(yè)班級(jí)）、teacher表（教師）、department表（教研室部門(mén)）、course表（實(shí)驗(yàn)課程）、maintenance表（維修養(yǎng)護(hù)記錄）、use表（儀器使用記錄）。

4實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包括了界面搭建及功能模塊開(kāi)發(fā)，本文中采用了Microsoft Visual Studio 2010為程序系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)面向?qū)ο蟮目梢暬_(kāi)發(fā)方法，使應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)大為簡(jiǎn)化，并且能夠適用于微軟操作系統(tǒng)支持的所有平臺(tái)。在開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的選擇上，采用了VB.NET語(yǔ)言。通過(guò)可視化的開(kāi)發(fā)方法，構(gòu)建了多窗體層次的系統(tǒng)操作界面結(jié)構(gòu)，將不同的管理功能集中在同一個(gè)窗體中，便于實(shí)驗(yàn)室人員使用。系統(tǒng)由登錄界面模塊、功能導(dǎo)航界面模塊、人員管理模塊、儀器管理模塊、課程管理模塊、發(fā)放管理模塊所構(gòu)成，功能模塊的操作界面如圖3所示。

5結(jié)語(yǔ)

本文中設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)潔的管理系統(tǒng)界面便于用戶(hù)操作，同時(shí)為保障數(shù)據(jù)的安全性，采用了權(quán)限分級(jí)的做法，只有高級(jí)管理員才能訪問(wèn)核心數(shù)據(jù)，確保了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全可靠。創(chuàng)新之處在于增加儀器借還和維護(hù)歷史記錄的管理和查詢(xún)。該功能可以更好的幫助實(shí)驗(yàn)室管理人員了解儀器的使用狀況，為更好地儀器管理提供幫助。同時(shí)，加入了二維識(shí)別碼技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)室的活動(dòng)與系統(tǒng)信息的交互更為便捷，為實(shí)驗(yàn)室管理人員的管理提供了便利。

（作者單位：大連理工大學(xué)城市學(xué)院）