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摘要：

針對(duì)放型實(shí)驗(yàn)室管理中存在的問題，提出一套規(guī)范實(shí)驗(yàn)室管理、提高工作效率的解決方案。并在充分分其需求基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了采用B/S、C/S混合架構(gòu)的開放型實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自主預(yù)約、智能化管理，從而降低管理難度，提高實(shí)驗(yàn)室資源利用率。

關(guān)鍵詞：

管理信息系統(tǒng)；RFID；實(shí)驗(yàn)室管理；系統(tǒng)分析；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

開放型實(shí)驗(yàn)室，即指在完成正常教學(xué)前提下，面向?qū)W生開放使用現(xiàn)有儀器設(shè)備、環(huán)境條件等資源的實(shí)驗(yàn)室。開放型實(shí)驗(yàn)室有助于吸引學(xué)生利用課余時(shí)間到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、發(fā)明、創(chuàng)造活動(dòng)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生“文理雙修”。但開放型實(shí)驗(yàn)室管理中，實(shí)驗(yàn)人員、時(shí)間的不確定，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不統(tǒng)一，實(shí)驗(yàn)儀器的安全難保證，給實(shí)驗(yàn)教學(xué)和資產(chǎn)安全管理增加了很大負(fù)擔(dān)，在某種程度上制約了開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展。因而，我們迫切需要一套與上述現(xiàn)代教學(xué)管理相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，保證實(shí)驗(yàn)室開放工作能規(guī)范有序地進(jìn)行。

1需求分析

1.1可行性分析

開放性實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，能使得管理員實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化管理，教師、學(xué)生自由進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而提高實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備的利用率、增加學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，同時(shí)管理信息系統(tǒng)的利用，也將減輕了實(shí)驗(yàn)員、教師的工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率。本系統(tǒng)采用C/S、B/S模式相結(jié)合的方法，既方便不同用戶的信息共享，有能落實(shí)到課、實(shí)驗(yàn)情況；選取WPF、和EntityFramework等成熟技術(shù)開發(fā)，相關(guān)平臺(tái)功能完善，可擴(kuò)展性佳。綜上所述，本系統(tǒng)目標(biāo)明確，系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)用性強(qiáng)，且條件技術(shù)成熟，因而切實(shí)可行。

1.2開放型實(shí)驗(yàn)室的要求分析

開放型實(shí)驗(yàn)室是針對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)間集中、協(xié)調(diào)困難，面向課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、資源利用率低等問題提出的，具體“開放型”即意味著：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)間自由：實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生及老師全天（8：00~21:00）開放；（2）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)自由：對(duì)于常規(guī)實(shí)驗(yàn)課的安排，老師只用提交實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、器材等相關(guān)安排，并提供相關(guān)操作指導(dǎo)說明，學(xué)生們以預(yù)約方式可自由實(shí)驗(yàn)；（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自由：學(xué)生、教師均可參與到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的定制中來，鼓勵(lì)開展跨學(xué)科、跨專業(yè)的創(chuàng)新型、研究型、綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；（4）器材（耗材）使用自由：對(duì)部分器材（耗材），學(xué)生和教師可自主借還。

1.3系統(tǒng)功能分析

為保證實(shí)驗(yàn)室的開放性，主要管理流程設(shè)計(jì)如圖1-1所示:對(duì)于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，任課教師須先根據(jù)自己的時(shí)間安排和教學(xué)進(jìn)度向?qū)嶒?yàn)中心提出申請(qǐng)，申請(qǐng)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所需器材、起止時(shí)限、學(xué)生；申請(qǐng)通過后，相關(guān)學(xué)生即自主安排試驗(yàn)時(shí)間，憑卡進(jìn)入到指定實(shí)驗(yàn)室、使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)。同時(shí)，為了輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，系統(tǒng)可通過整理學(xué)生的刷卡記錄獲得實(shí)驗(yàn)的出勤情況和分組情況，包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、同組人員等，并提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交和批改功能，即學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作完成后可以提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師可以下載或在線批改該報(bào)告，給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。而擴(kuò)展類實(shí)驗(yàn)或?qū)W生自主實(shí)驗(yàn)，先由實(shí)驗(yàn)室管理員公布開放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、所用器材、相關(guān)操作等）；學(xué)生通過系統(tǒng)提交申請(qǐng)，說明實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、方法、所需資源，以便管理員進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)；后續(xù)處理基本同上。實(shí)驗(yàn)過程中，管理員應(yīng)能隨時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)態(tài)，保證能及時(shí)給予學(xué)生指導(dǎo)和幫助。同時(shí)，為方便學(xué)生的時(shí)間安排，系統(tǒng)提供預(yù)約服務(wù)——即學(xué)生可預(yù)先指定自己的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，防止所需實(shí)驗(yàn)資源被占用。此外，系統(tǒng)還應(yīng)具有設(shè)備管理功能，將實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備器材分門別類，實(shí)施不同的管理措施，保證學(xué)校設(shè)備安全。同時(shí)對(duì)部分方便移動(dòng)、維護(hù)簡(jiǎn)單的設(shè)備器材，可實(shí)行出借管理制度，如圖2-2所示，實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)主要分三個(gè)子系統(tǒng)服務(wù)于管理過程的不同階段。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、申請(qǐng)和實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備基本信息管理。實(shí)驗(yàn)臺(tái)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)申請(qǐng)?zhí)幚?服務(wù)臺(tái)分配)、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交和評(píng)分。門禁系統(tǒng)用于驗(yàn)證進(jìn)出人員的身份，實(shí)現(xiàn)預(yù)約。數(shù)據(jù)庫及同步服務(wù)除了存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，為其他三個(gè)子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，負(fù)責(zé)處理各種數(shù)據(jù)同步請(qǐng)求和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中定義了用戶(包括學(xué)生、老師和實(shí)驗(yàn)員)、實(shí)驗(yàn)樓、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)備七個(gè)實(shí)體，管理員開放實(shí)驗(yàn)室、用戶參加實(shí)驗(yàn)組、用戶預(yù)約實(shí)驗(yàn)臺(tái)、用戶使用實(shí)驗(yàn)室、用戶刷卡記錄五種關(guān)系。本節(jié)僅以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)內(nèi)容作設(shè)計(jì)說明。學(xué)生和教師均可提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申請(qǐng)，其中，申請(qǐng)信息包括項(xiàng)目信息，人員信息，設(shè)備信息等，表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表3-1、3-2、3-3所示。（見下頁）

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1技術(shù)路線

綜合考慮系統(tǒng)的開發(fā)周期、適用范圍等因素，確定了系統(tǒng)開發(fā)的總體路線——選擇開發(fā)周期較短的VisualStudio2010為開發(fā)平臺(tái)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)則選用具有高實(shí)用性、可伸縮性、可靠性與安全性的SQLServer2008；主要應(yīng)用WPF和EntityFramework框架。(1)WPF是微軟推出的基于WindowsVista的用戶界面框架，屬于.NETFramework3.0的一部分。它具有業(yè)務(wù)邏輯與UI徹底分離、展示效果絢麗、“屬性驅(qū)動(dòng)”觸發(fā)更加靈活和支持自定繪制等優(yōu)點(diǎn)。(2)EntityFramework是微軟以ADO.NET為基礎(chǔ)所發(fā)展出來的對(duì)象關(guān)系對(duì)應(yīng)(O/RMapping)解決方案，其設(shè)計(jì)保留了高擴(kuò)展性的同時(shí)映射定義靈活，且無須開發(fā)人員手工寫入映射代碼，開發(fā)人員對(duì)數(shù)據(jù)庫直接操作將大大減少。

3.2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

鑒于本系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)采用基于B/S、C/S混合模式：借助Internet的開放性，教師、學(xué)生可隨時(shí)隨地進(jìn)行申請(qǐng)、預(yù)約（取消預(yù)約）；管理員可及時(shí)查看、編輯、刪除實(shí)驗(yàn)室配置信息，并公布開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息，同時(shí)能處理用戶請(qǐng)求，維護(hù)設(shè)備信息、配置實(shí)驗(yàn)臺(tái)、記錄出借情況。而利用客戶端的安裝限制，通過和門禁系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)供電系統(tǒng)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)預(yù)約處理(實(shí)驗(yàn)臺(tái)分配)、出勤記錄、報(bào)告提交等功能。

4結(jié)語

針對(duì)開放型實(shí)驗(yàn)室管理的業(yè)務(wù)流程，采用B/S和C/S混合模式，開發(fā)了開放型實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)室管理為核心，聯(lián)合門禁系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，為學(xué)校實(shí)驗(yàn)課改革提供了全方位的解決方案。系統(tǒng)具有實(shí)用性強(qiáng)、開放型與安全性兼顧、用戶界面良好等特點(diǎn)。

引用:

[1]袁禮.實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D],成都：電子科技大學(xué)，2014

[2]陳立君，楊麗艷.高校實(shí)驗(yàn)室開放保障和激勵(lì)機(jī)制的研究與探索[J].天津：實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2008年5期,135—136

[3]周曉光，王曉華．射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例．北京：人民郵電出版社，2006

作者:陳琴 單位:江漢大學(xué)文理學(xué)院