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摘要：校園傳統實驗室管理存在耗費人力、物力，靈活性差等缺點，隨著計算機技術的迅速發展，實驗室信息化建設的呼聲越來越高。本文設計了一款基于B/S架構的多功能開放實驗室管理系統，實現了實驗預約、電源控制、門禁考勤等功能。探討了該項目的設計思路、功能結構、需求分析、關鍵技術等。
關鍵詞：開放實驗室；管理系統；系統結構
0引言
近年來，高校除了專業理論知識要求以外，學生的動手與實踐能力越來越被重視。校園傳統實驗室管理方式下用大量的人力、物力去管理的方法不能適應時代的腳步，管理耗費資源，管理效益不高，靈活性差，安全方面也有所不足。隨著計算機網絡技術的迅速發展，利用信息化技術來改變高校實驗室的管理方式的呼聲越來越高，希望通過自動化信息化的管理方式提高管理效率，同時降低學校實驗室的管理成本。本文根據本院建立的開放式實驗室管理系統進行分析，該系統從設計目標需求出發，，具有一定參考價值。
1系統整體設計分析
1.1系統設計思想
本文設計一款多功能開放實驗室管理系統，能夠實現以下功能：用戶可以根據自己的空閑時間提前預約實驗室；已預約用戶可以刷卡打開實驗室門禁，進入實驗室，無需管理員開關門；管理員可以遠程控制實驗室總電源以及各個工位的電源通斷；門禁系統可保存進出數據，記錄考勤信息等。這樣的好處是，實驗室管理將更加及時、高效，管理成本將降低，實驗室使用率也將大大提高。
1.2系統設計需求
基于對高校實驗室管理工作的調研和分析，本文設計的多功能開發實驗室管理系統需要具備以下功能：（1）校內教師、學生通過系統注冊，分配用戶名及密碼，并可編輯修改自己的個人信息。（2）系統管理員管理系統，并可進行實驗室及實驗工位信息的添加、刪除、修改等操作。（3）教師及學生可以登陸系統查看實驗室使用信息，并根據自己的空閑時間進行預約。（4）管理員可進行實驗室門禁配置，門禁信息的添加、修改、刪除等操作。（5）用戶可在預約時間刷卡進入實驗室，同時系統自動記錄人員進出數據。（6）已預約用戶可以通過刷卡進入實驗室，實驗室總電源打開，對預約工位刷卡通電。（7）教師通過系統可查看自己負責的實驗下學生的考勤情況。（8）管理員可以遠程控制實驗室總電源以及各個工位的電源通斷。
1.3系統體系結構
本設計基于B/S架構的網絡實驗教學管理平臺進行。該B/S架構由J2EE技術所開發，基于MVC軟件設計架構,MVC框架可以分為表現層、業務層和持久層。（1）持久層主要負責各類用戶對數據庫中的數據信息進行編輯，比如增加、刪除、修改、查看等操作。（2）業務層主要負責系統中各個模塊中各個功能的設計與實現。是表現層與持久層直接的橋梁。（3）表現層主要負責給用戶呈現數據，形式可以有多種，比如通過文字、視頻、語音、圖片等形式呈現。
1.4系統主要功能結構
通過分析開放實驗室管理系統的具體設計需求，本文設計的多功能開放實驗室管理信息系統包括三大主要功能模塊，分別為預約管理、門禁考勤控制管理、電源控制管理。該系統的功能架構如圖1所示。（1）預約管理：教師及學生可以根據自己的時間來預約實驗。包括配置管理、預約管理、實驗管理等子功能模塊，其中配置管理主要完成實驗室開關、門禁管理、實驗設備管理等操作，預約管理主要完成實驗預約、取消預約等操作，實驗管理包括預約審核、實驗準備、數據統計等操作。（2）門禁考勤管理：對于預約成功的用戶可以刷卡進出實驗室，系統后臺自動記錄進出信息，人員信息等。由此可作為考勤信息供教師查看。即主要包括門禁管理以及考勤管理，門禁管理主要是管理預約成功的用戶進出實驗室，包括門禁配置，門禁信息的添加、修改、刪除等操作，考勤管理指教師可以通過系統平臺查看學生的實驗考勤情況。（3）電源控制管理：當已預約用戶進入實驗室后，實驗室總電源開，對預約工位刷卡通電，當用戶出實驗室，實驗室總開關關閉。包括電源配置管理和電源操作管理兩個子功能模塊，其中電源配置管理包括對電源、指令、工位電源的配置操作，電源操作管理包括了基本操作、時間設置、檢測控制、模式設置等操作。
1.5系統數據庫設計
在整個開放實驗室管理系統中，數據庫是支撐網絡查詢和訪問的主要部分，數據庫是為應用服務的，數據庫設計必須能體現系統的設計需求，并反映其內部各個數據之間的關系。數據庫的設計，要通過建立表來存儲內部數據，各類數據表的內容主要包括字段名、字段類型、是否為空、描述備注等。優化后建立的數據表有：（1）用戶信息表；（2）角色表；（3）實驗室表；（4）實驗課程表；（5）學期信息表；（6）用戶IC卡信息表；（7）預約信息表；（8）門禁信息表；（9）實驗記錄表；（10）電源配置表；（11）具體電源信息表等。
2關鍵技術設計
2.1門禁通信方案
設計整個門禁控制器和系統之間的通信方案，目標是將用戶刷卡數據上傳到系統平臺。門禁終端每天定時更新當天的刷卡數據。為防止當天服務器斷網及保證刷卡的響應速度，門禁控制器提前保存當天已預約成功的用戶信息。當門禁終端有接收到刷卡事件，根據門禁控制器中刷卡規則判斷是否允許進門，如果是預約成功的用戶信息即刷卡事件有效，則把刷卡信息發送到服務器。若遇到非有效用戶刷卡，則服務器未能應答或返回錯誤，刷卡信息存在終端控制器中，等待下次連接后，再發送給服務器。
2.2電源控制設計
為了實現電源的遠程控制，采用網絡電源控制器，將電源管理和虛擬工位結合起來。對于預約成功的用戶，可以通過刷卡打開實驗室電源總開關，并可以對其預約的某個工位進行刷卡取電。通過預約信息中的實驗室信息和工位信息，實驗室管理員可以對整個實驗室的電源進行集中開關管理，或者選中某個具體的工位的電源開關按鈕對單個工位電源進行遠程控制。
3總結
本文設計的多功能開放式實驗室管理系統，解決了傳統實驗室存在的實驗室管理、人員管理、學生創新能力培養、實驗室資源利用等方面的問題，提高了實驗室管理效率與學生自主性，實現現有資源的最大化利用，提高了實驗課程教學效率，為學生提供了更廣闊的創新空間。
作者:張萃珍 單位:江西機電職業技術學院