“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)研究
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引 言
為了適應(yīng)學(xué)生規(guī)模的擴(kuò)大,高校在硬件基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)上不斷加大投入,高校實(shí)驗(yàn)室是開展教學(xué)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(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的不斷增加,實(shí)驗(yàn)室管理人員的數(shù)量也隨之增長。如何有效地使用實(shí)驗(yàn)室資源、管理實(shí)驗(yàn)室、管理實(shí)驗(yàn)室人員, 使實(shí)驗(yàn)室資源更好地服務(wù)教學(xué)、學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)室更好地發(fā)揮其在高校教學(xué)中的核心作用,成為高校實(shí)驗(yàn)室管理的重[1]同時(shí)功能包圖也展現(xiàn)出了對于基本流程和系統(tǒng)內(nèi)用例之間的各種關(guān)系。要改進(jìn)與發(fā)展方向 。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和其他信息化技術(shù)的發(fā)展,與教育事業(yè)相配套的實(shí)驗(yàn)室管理也加入了現(xiàn)代化的元素,這對于充分利用實(shí)驗(yàn)室資源、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率具有重要意義 [2]。因此,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中搭建 互聯(lián)網(wǎng)+ 技術(shù)平臺,引入信息化手段為實(shí)驗(yàn)室的管理服務(wù),基于此,建設(shè) 互聯(lián)網(wǎng)+ 背景下高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義。
1 實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
在對高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,首先對各高校的實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀和所使用的管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研與分析,學(xué)習(xí)各院校的先進(jìn)管理理念、借鑒相關(guān)管理系統(tǒng)的管理功能實(shí)現(xiàn)方式,同時(shí)貫徹上級在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的戰(zhàn)略意圖,降低人工管理存在的問題對學(xué)院管理產(chǎn)生的影響,為實(shí)現(xiàn)整體智慧校園、實(shí)現(xiàn)整體管理提供助力[3]。
高校實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)功能包如圖 1 所示,每個(gè)功能包中均顯示了不同功能圖所實(shí)現(xiàn)的功能及應(yīng)實(shí)現(xiàn)的事項(xiàng)。整個(gè)功能包圖是軟件的基本框架,軟件可以以此為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)。
同時(shí)功能包圖也展現(xiàn)出了對于基本流程和系統(tǒng)內(nèi)用例之間的各 種關(guān)系。
系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),只要用戶計(jì)算機(jī)上有瀏覽 器或移動互聯(lián)終端就可以訪問系統(tǒng) [4]。采用“互聯(lián)網(wǎng) +”技術(shù) 和 RFID 標(biāo)簽對儀器設(shè)備進(jìn)行管理,既豐富了儀器設(shè)備標(biāo)簽中 保存的信息,也簡化了儀器設(shè)備的使用管理 ;同時(shí),采用物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室安全的自動監(jiān)控,充分利用現(xiàn)代化的技 術(shù)手段取代了實(shí)驗(yàn)管理人員的部分工作。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了如下 三方面功能 :
(1)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理
主要實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)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(bào)廢全過程管理的相關(guān)功能。
(2)實(shí)驗(yàn)室人員管理
實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室人員的添加、修改、查詢和刪除,以及管理 人員的密碼維護(hù)和權(quán)限分配。
(3)實(shí)驗(yàn)室安全管理
實(shí)驗(yàn)室管理人員通過系統(tǒng)檢測實(shí)驗(yàn)室門鎖開關(guān)狀態(tài),并統(tǒng)計(jì)與查看,監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室窗戶是否被入侵,一鍵操作實(shí)現(xiàn)燈與 窗簾的自動開關(guān),監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)狀況。
2 實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
對項(xiàng)目系統(tǒng)各功能模塊的實(shí)現(xiàn)及操作方式分類實(shí)現(xiàn) :操 作門禁管理的只是實(shí)驗(yàn)室管理人員,采用 C/S 架構(gòu)就能滿足 系統(tǒng)的要求 ;其他模塊采用 B/S 模式,簡單易用,加快了開發(fā) 的速度。因此,項(xiàng)目架構(gòu)采用了 C/S 和 B/S 混合的模式。高校 實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框架如圖 2 所示。
高校實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),引入RFID、數(shù)據(jù)庫、ZigBee 等技術(shù)作為支撐?;?C/S 模式的功能命令通過WiFi 和 ZigBee 通信協(xié)議發(fā)送給控制模塊,監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室入侵情況、控制模塊控制燈和窗簾的打開和關(guān)閉;基于B/S 架構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理采用RFID 標(biāo)簽標(biāo)識各類設(shè)備,輕松實(shí)現(xiàn)出入庫及借還 [5]。在系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)中,重點(diǎn)解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問題:
(1)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備與人員管理設(shè)計(jì)。對實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,把采集到的數(shù)據(jù)以 RFID的方式進(jìn)行固化,通過統(tǒng)一識別碼對設(shè)備進(jìn)行日常管理 ;對實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行RFID卡和指紋數(shù)據(jù)采集編碼,便于日常人員的管理和考勤。
(2)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息的讀取、處理和傳輸。通過RFID模塊對進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的物品進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,客戶端可以實(shí)時(shí)讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)并提示管理員;通過有線網(wǎng)絡(luò)和 3G、4G 方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,以提示或報(bào)表的方式方便管理員統(tǒng)計(jì)使用[6]。
(3)實(shí)驗(yàn)室人員管理,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)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(tǒng),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的安全管理及學(xué)生和老師的考勤管理。
(5)窗戶入侵監(jiān)測、智能燈控和智能窗簾管理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過玻璃破碎或人體紅外技術(shù)監(jiān)測門窗是否遭受入侵,利用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室燈光的自動開關(guān)及實(shí)驗(yàn)室窗簾的自動開閉[7]。
本系統(tǒng)屬于典型的信息管理系統(tǒng),一方面,可以使系統(tǒng)管理員和教師可靠地管理有關(guān)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)情況,實(shí)時(shí)監(jiān)測控制系統(tǒng) ;另一方面,可以使實(shí)驗(yàn)室管理員實(shí)時(shí)了解實(shí)驗(yàn)室的安全狀況,通過系統(tǒng)發(fā)出控制命令, 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室燈和窗簾的智能管理,減少人力浪費(fèi)、節(jié)約用電。
3 結(jié) 語
高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)覆蓋了實(shí)驗(yàn)室管理監(jiān)督業(yè)務(wù)、縱向貫通了各級管理部門以及各責(zé)任人員的信息化工作平臺,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室 監(jiān)管網(wǎng)上走 的工作機(jī)制,提高了管理規(guī)范化水平和工作效率 ;利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(移動互聯(lián)網(wǎng))和信息化手段為實(shí)驗(yàn)室的管理提供了新方法;通過實(shí)驗(yàn)室安全管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)室人員管理和實(shí)驗(yàn)室的安全管理 ;運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段解決了長久以來困擾實(shí)驗(yàn)室管理的效率問題,極大地提高了實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理水平。