“互联网+”背景下的高校实验室管理系统研究

引 言

为了适应学生规模的扩大，高校在硬件基础设施的建设上不断加大投入，高校实验室是开展教学活动最重要的场所， 也是教师开展科研活动必不可少的平台。随着实验室、实验仪器设备的不断增加，实验室管理人员的数量也随之增长。如何有效地使用实验室资源、管理实验室、管理实验室人员， 使实验室资源更好地服务教学、学习和科研活动成为越来越重要的课题。因此，在今后的研究中，如何让实验室更好地发挥其在高校教学中的核心作用，成为高校实验室管理的重[1]同时功能包图也展现出了对于基本流程和系统内用例之间的各种关系。要改进与发展方向 。

随着互联网技术和其他信息化技术的发展，与教育事业相配套的实验室管理也加入了现代化的元素，这对于充分利用实验室资源、培养学生的自主学习能力，提高实验室的使用效率具有重要意义 [2]。因此，在系统设计中搭建 互联网+ 技术平台，引入信息化手段为实验室的管理服务，基于此，建设 互联网+ 背景下高校实验室管理系统具有现实意义。

1 实验室管理系统总体设计

在对高校实验室管理系统进行设计之前，首先对各高校的实验室管理现状和所使用的管理系统进行调研与分析，学习各院校的先进管理理念、借鉴相关管理系统的管理功能实现方式，同时贯彻上级在实验教学方面的战略意图，降低人工管理存在的问题对学院管理产生的影响，为实现整体智慧校园、实现整体管理提供助力[3]。

高校实验室智能化管理系统功能包如图 1 所示，每个功能包中均显示了不同功能图所实现的功能及应实现的事项。整个功能包图是软件的基本框架，软件可以以此为基础进行开发。

同时功能包图也展现出了对于基本流程和系统内用例之间的各 种关系。

系统采用 B/S 架构进行设计，只要用户计算机上有浏览 器或移动互联终端就可以访问系统 [4]。采用“互联网 +”技术 和 RFID 标签对仪器设备进行管理，既丰富了仪器设备标签中 保存的信息，也简化了仪器设备的使用管理 ；同时，采用物联 网技术实现了对实验室安全的自动监控，充分利用现代化的技 术手段取代了实验管理人员的部分工作。系统主要实现了如下 三方面功能 ：

（1）实验室仪器设备管理

主要实现仪器设备从申请、审批到采购、入库登记，以 及使用过程中借、还、丢失和报废全过程管理的相关功能。

（2）实验室人员管理

实现实验室人员的添加、修改、查询和删除，以及管理 人员的密码维护和权限分配。

（3）实验室安全管理

实验室管理人员通过系统检测实验室门锁开关状态，并统计与查看，监测实验室窗户是否被入侵，一键操作实现灯与 窗帘的自动开关，监控实验室的实时状况。

2 实验室管理系统功能设计与实现

对项目系统各功能模块的实现及操作方式分类实现 ：操 作门禁管理的只是实验室管理人员，采用 C/S 架构就能满足 系统的要求 ；其他模块采用 B/S 模式，简单易用，加快了开发 的速度。因此，项目架构采用了 C/S 和 B/S 混合的模式。高校 实验室智能化管理系统实现结构框架如图 2 所示。

高校实验室智能化管理系统以互联网技术为基础，引入RFID、数据库、ZigBee 等技术作为支撑。基于 C/S 模式的功能命令通过WiFi 和 ZigBee 通信协议发送给控制模块，监测实验室入侵情况、控制模块控制灯和窗帘的打开和关闭；基于B/S 架构的实验室仪器设备管理采用RFID 标签标识各类设备，轻松实现出入库及借还 [5]。在系统的具体实现中，重点解决以下几个关键问题：

(1)实验室仪器设备与人员管理设计。对实验室的仪器设备进行数据采集，把采集到的数据以 RFID的方式进行固化，通过统一识别码对设备进行日常管理 ；对实验室人员进行RFID卡和指纹数据采集编码，便于日常人员的管理和考勤。

(2)实验室设备信息的读取、处理和传输。通过RFID模块对进出实验室的物品进行数据采集，客户端可以实时读取系统数据并提示管理员；通过有线网络和 3G、4G 方式进行数据传输，系统会对数据进行分析处理，以提示或报表的方式方便管理员统计使用[6]。

(3)实验室人员管理，实现实验室管理人员的添加、删除、查询、修改等。

(4)使用磁力锁，集成已有的门禁系统，实现实验室的安全管理及学生和老师的考勤管理。

(5)窗户入侵监测、智能灯控和智能窗帘管理。利用物联网技术，通过玻璃破碎或人体红外技术监测门窗是否遭受入侵，利用ZigBee技术实现实验室灯光的自动开关及实验室窗帘的自动开闭[7]。

本系统属于典型的信息管理系统，一方面，可以使系统管理员和教师可靠地管理有关实验室仪器设备和实验室实验项目的开设情况，实时监测控制系统 ；另一方面，可以使实验室管理员实时了解实验室的安全状况，通过系统发出控制命令， 实现实验室灯和窗帘的智能管理，减少人力浪费、节约用电。

3 结 语

高校实验室管理系统覆盖了实验室管理监督业务、纵向贯通了各级管理部门以及各责任人员的信息化工作平台，实现了实验室 监管网上走 的工作机制，提高了管理规范化水平和工作效率 ；利用互联网技术（移动互联网）和信息化手段为实验室的管理提供了新方法；通过实验室安全管控系统，实现了对实验室仪器设备管理、实验室人员管理和实验室的安全管理 ；运用现代化技术手段解决了长久以来困扰实验室管理的效率问题，极大地提高了实验室的科学管理水平。