基于二維碼和NET技術的實驗設備管理系統設計

黃柯程

（北京航空航天大學高等理工學院 北京 100000）

0 引言

近年來，隨著高校的擴招和實驗設備的更新換代加速，實驗室設備逐漸增多，管理難度相應增加。目前，部分高校的資產還停留在制作設備標簽，手工填寫實驗使用、維護、借還、報廢等紙質登記本，EXCEL 錄入實驗設備賬目的原始人工管理層面。也有部分高校處于低信息化人工管理層面，雖有專門實驗設備管理平臺。但僅限于管理人員查看實驗設備賬目和設備維修申請管理，其他方面仍需手工填寫紙質登記本[1]。傳統實驗設備管理模式既浪費人力物力財力，又容易出現遺漏、錯誤等情況，設備管理人員很難及時了解設備的使用情況及當前的狀態[2]。近幾年也有學者采用FRID 技術開發設備管理系統，但其成本較大，以及操作便捷性受限[3]。針對以上問題，充分運用智能手機，結合二維碼技術和NET 技術設計一種新的智能化實驗設備管理系統，能夠對實驗設備信息查詢、設備使用、維護、維修、報廢等進行智能化管理。

1 系統概述

將二維碼技術與實驗室設備管理的特點相結合，利用互聯網構建實驗設備智能管理系統。該系統主要包括手機APP 終端系統和基于Web 的設備綜合管理系統兩大部分。手機APP 終端系統集成設備基本信息查詢、設備使用記錄、設備維修申請、設備借用與歸還登記、設備清點等多項功能，通過掃描二維碼之后進行流程選擇，在相應的模塊功能下完成數據采集、信息寫入等任務；基于Web 的設備綜合管理系統包括設備入庫、維修管理、報廢管理、設備信息變更查詢、統計報表、系統管理等6 個子功能模塊。系統管理主要是設置系統基礎數據、錄入實驗室基本信息、設置用戶權限。

2 系統物理結構設計

實驗設備管理系統的物理結構主要有粘貼于實驗設備表面的二維碼標簽、移動終端、實驗設備管理系統所部署的服務器端和系統服務器（圖1）。

圖1 實驗室設備管理系統物理結構設計

3 系統軟件設計

3.1 移動端

用靜態HTML5 做手機用戶前端，支持Android、IOS兩大手機平臺系統，APP 系統采用C#作為編程語言，利用C/S（客戶端/服務器）模式架構完成設備二維碼標簽信息的讀寫，通過無線網絡完成與設備管理系統完成通信。

3.2 服務器端

采用B/S 模式（瀏覽器/服務器），基于ASPX.NET技術做后端服務器數據，負責與服務器的數據庫進行數據交換處理。

3.3 系統服務器

以SQL serve2008 作為存儲儀器設備數據的數據庫，Windows2003 作為放置服務端數據平臺。

附：用戶通過手機App 掃碼完成設備信息查閱、使用登記、故障報修等功能的部分編程代碼如下：

4 關鍵技術

4.1 二維碼

二維碼（2-dimensional bar code）又叫二維條碼，是近年來在移動設備上非常流行的編碼方式。是由特定的幾何圖形按一定規律在二維平面上分布的、記錄了大量數據符號信息的黑白相間的圖形[4]。

本設備管理平臺使用的二維碼是QR 碼（quick respond）即快速反應，利用靜態前端技術語言進行開發。其中JQuery 是一個快速、規范、兼容性好的Java Script代碼庫。QR Code.js 插件可用于生成二維碼，通過該插件將錄入數據庫的設備信息自動生成加密二維碼[5]。二維碼信息包括設備名稱、廠商、規格型號、購買日期、價值、操作方法、使用頻次等信息。

二維碼的識別是通過調取手機的攝像頭，利用HTML5中的MUI（Mobile User Interface）技術進行手機掃碼，MUI 技術的關鍵命令包括Mui.plusReady（）、Mui.Init（）、Bracode、Brascan.start、Brasan.close（）、plusgallery.pick（）、plus.NativeUI。

4.2 ASP.NET 技術

該系統服務端采用ASP.NET 開發，微軟推出的一個通過互聯網交互、數據驅動的新一代Web 應用程序開發技術。ASP.NET 隸屬于.NET Framework 框架，可提供生成企業級Web 應用程序必需的多種服務[6]。ASP.NET 技術是系統管理員在系統和Office 辦公軟件間進行數據自由切換，實現數據導入和導出功能的關鍵技術[7]。服務器基于ASP.NET 語言通過命令“Ole Db connection”對Office軟件的Microsoft.ACE.OLEDB 庫進行鏈接，實現表格數據的數據庫導入；ASP.NET 通過“String writer”和“Html Text Writer”命令，將EXCEL 表格字符串轉變成ISO 互聯網識別的IO 數據流，再通過ASP.NET 空間BRIDEVIEW作為數據載體將數據以EXCEL 表格形式導出。

5 驗證系統

5.1 驗證移動終端的使用

移動終端為有Android 或IOS 系統的智能手機，用戶可以在自己的手機APP 上完成設備基本信息查詢，以及設備使用、報修、借出與歸還等記錄，并通過Wi-Fi 及時將設備信息記錄到服務器端的設備管理系統中。

5.1.1 設備基本信息查閱

每個實驗設備都貼有一個耐磨、防水的二維碼，用戶可以通過手機APP 現場掃碼獲知儲存于云端的設備基本信息。

5.1.2 設備使用記錄

教師或學生用戶在使用設備后，可以通過手機掃二維碼彈出設備信息錄入框，選擇設備使用登記窗口，填寫并提交使用原因、使用人、使用日期，使用前后設備完好情況等信息。

5.1.3 設備報修記錄

教師或學生在使用過程中若發現設備損壞，可以通過手機掃二維碼彈出設備信息錄入框，選擇設備報修記錄窗口，填寫報修時間、報修人、故障表現等。實驗室管理人員可以通過后臺第一時間了解設備故障情況，及時進行維護。

5.1.4 設備借用記錄

設備在被借出或歸還時，設備管理員可以通過手機APP 掃設備二維碼彈出設備信息錄入框，選擇借用歸還登記窗口，填寫借出、歸還相關信息。

5.2 服務器端使用與管理驗證

5.2.1 設備入庫

設備入庫時，系統管理員為每臺設備添加一個固定的設備二維碼，并導入該設備的相關信息。

5.2.2 設備維修管理

實驗室管理人員對損壞設備進行簡單維護后仍不能去除故障的設備，則需不同權限的人員在實驗設備管理系統有序進行設備維修申請、審批，維修記錄與維修驗收等工作。

5.2.3 設備報廢管理

對于達到報廢條件的設備，不同權限的管理人員在設備管理系統有序進行設備保修申請、審批，報廢記錄等工作。

5.2.4 設備變更信息查看

管理人員在服務器端可以查看通過移動終端基于網絡發送至后臺服務器端的設備狀態信息，包括設備使用頻次、報修、借出、歸還、報廢等信息。

5.2.5 報表管理

手機APP 上填寫的信息均可以通過網絡發送到服務器端進行數據統計與分析，設備管理員可以在服務器端根據需求設置不同條件分類形成月（年）報表。報表包括設備使用統計表、設備完好率統計表、設備借出與歸還統計表、設備維修統計表、設備報廢統計表等，并可以EXCEL 表格的形式導出。

5.2.6 系統終端的管理

服務器端系統管理主要是系統管理員進行用戶權限設置、系統軟件參數設置、系統運行環境的維護。

6 結語

高校實驗室的建設水平和實驗設備的管理水平可直接影響學校的整體發展。本實驗設備管理系統采用B/S 結構、運用二維碼技術和NET 技術，以SQL server2008 為后臺數據庫，涉及實驗室管理人員、教師、學生和系統管理員四類用戶，既能滿足四類人員大量的信息共享需求，又賦予各類人員各自不同的功能權限。

隨著網絡信息化的不斷發展，基于信息化的管理逐漸深入到各行各業。隨著智能手機的廣泛應用和互聯網技術的不斷成熟，基于二維碼技術和Net 技術的實驗設備智能管理系統的開發運用將改變傳統的實驗室設備管理模式，節省大量人力、物力、財力，發揮高效、便捷、精準的優勢，促進我國高校實驗室設備管理向著規范化、信息化、科學化、動態化和現代化方向發展。