宋彬 张磊 王磊

摘  要 针对目前高校实验室设备管理烦琐、容易出错等问题，提出利用QR码对设备进行日常维护和管理。此方法可以有效地改善设备日常管理方式，提高设备管理效率，降低设备管理错误率，促进设备管理的信息化、网络化。

关键词 高校实验室;实验室设备管理系统;QR二维码

中图分类号：G482    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）22-0023-04

Equipment Management of University Laboratory based on QR Code//SONG Bin， ZHANG Lei， WANG Lei

Abstract In view of the complicated and error prone management of laboratory equipment in colleges and universities， this paper puts forward the use of QR code for daily maintenance and management of equipment. This method can effectively improve the daily manage-ment mode of equipment， improve the efficiency of equipment mana-gement， reduce the error rate of equipment management， and promote the informatization and networking of equipment management.

Key words university laboratory; laboratory equipment management system; QR code

1 前言

高校實验室是高校科研的重要场所，其建设和管理的好坏直接影响科研成果的产出[1]。作为现代化教育和实践教学重要基地，实验室一直是高校建设和管理过程中重要的部分。近年来由于不断推进科技创新、深化高校实践教学改革，高校实验室规模不断扩大，实验仪器设备数量和型号越来越多，如何提高实验仪器设备管理效率以及设备资源配置水平，是高校实验室管理亟待解决的问题。由于没有良好的设备管理方法，导致很多设备当前状态发生改变时（借用、维修、报废等），使用人员不能够及时了解。本文针对徐州工程学院机械实验中心管理问题进行探讨，将QR二维码应用到实验室设备管理中。

2 目前实验室管理存在的问题

徐州工程学院机械实验中心承担着机械工程专业、机械电子专业、材料成型与控制专业以及工业设计专业多门课程的实验以及教师科研工作，共计有726台实验设备，设备总值约为1419万元。虽然目前学校有专门的设备管理系统，但是该系统主要记录设备入库、报废的信息，对于设备日常动态信息（借用、归还、修理等）没有记录，当设备信息发生变化时，采用人工记录的方法。这种方式不仅会出现遗漏、错写信息，而且会导致信息滞后，不能够及时反映设备的状态，管理效率低下。每个学期末，学校都会进行设备清查，清查方式以人工为主，实验员对每一个设备进行记录、盘点。此种方法会耗费大量的时间、物力和财力，并且手工记录设备实际状态与原来状态进行对比，流程烦琐又容易出错，导致设备清查效率低下。

目前，学校的设备管理方法已经不能适应现代信息化管理的要求，特别当实验设备发生变化和对设备进行清查的时候，不能准确实时地获得设备状态。如何利用新技术解决设备管理问题以及提高设备管理效率，是目前高校普遍关注的热点。王法玉等人提出应用RFID技术管理实验室设备，可以准确及时获得设备信息动态。秦淑芳等人将“7S”理念用在管理实验室设备，强调了实验室管理人员良好的习惯对设备管理的重要性[3]。本文主要将生活中的QR二维码应用到实验仪器设备管理中，设计基于B/S架构的服务器管理平台，通过手机扫码登录管理系统对设备信息进行动态管理。

3 相关技术

QR二维码  二维码是在平面上利用黑白相间的矩形来存储数据信息的图形结构，编码机制上利用计算机内部逻辑基础“0”和“1”的概念。使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。20世纪以来，二维码因其成本低廉、存储量大、纠错能力高而深受人们喜欢。近年来由于移动互联网的发展，极大促进了二维码的使用。二维码在使用过程中不受设备和时间的限制，只需要结合互联网技术和设备终端技术，此优点推动了二维码的进一步发展。

二维码的常用类型主要包含三种：QR码、pdf417码、Data Matrix。Quick Respononse Code（QR码）由日本丰田子公司Denso于1994年发明，最初用于追踪汽车零件信息。由于QR码具有超高速识别的特点，常被运用在日常的信息管理和消费中[4]。QR码除了编码日语，还添加汉字的编码模式，且对汉字解码优于其他二维码，因此在中国被广泛使用。解码过程只需要使用感光扫描装备即可准确获得编码信息，使用便捷。

如图1所示，QR二维码由若干个黑白小方块组成，主要包含功能图形和编码区两部分：编码区主要包含二维码格式信息、版本类型信息、编码数据以及纠错码;功能区域不能用于编码数据，空白区域位于二维码的最外层。位于QR二维码三个角处“回”字定位图形按照1∶1∶3∶1∶1分布，位置探测图形用于定位二维码的位置。

将QR二维码用于设备管理的优点

1）存储信息量大。设备信息往往包含数字、字母、汉字等，QR二维码可以存储上述类型的信息，最大的存储量为7089个字符，可以编码1817个汉字字符，满足设备信息存储的要求。

2）识别方便和速度快。QR二维码只需要用智能手机扫码即可，可以实现随看随扫，并且识别速度快。

3）抗污能力强。实验室设备经常被用于教学、科研，工作过程中容易发生磨损，而QR二维码在磨损的情况下依然可以准确识别，且纠错能力高。

ASP.NET体系结构  该系统服务端的结构采用ASP.NET进行开发，ASP.NET是由微软推出的最新的脚本开发语言，该开发语言基于.NET Framework的Web开发平台。ASP.NET

可使用的语言包括C#、VB.NET、JS、J#、Managed C++等[5]。本文的ASP.NET框架采用常用的C#语言，以面向对象的思想对系统进行开发，具有代码逻辑清晰、可移植性好等优点。

基本结构如图2所示。ASP.NET开发程序采用三层架构B/S（浏览器/服务器）模式，从上到下分别为表示层（PL）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL）：表示层是浏览器显示出来的界面图形，用来与用户进行交互;业务逻辑层是表示层和数据访问层的中介，可以调试数据层的功能访问数据库中的内容，对数据业务逻辑进行处理;数据访问层主要是访问数据库中的内容，对数据表的内容进行增删改查操作，处于系统的最底层。

4 系统架构和组成部分

系统架构  基于QR二维码的实验室设备管理系统采用三层体系结构，三层结构分别为设备终端层、网络访问层、以及应用数据服务层[6]，如图3所示。设备终端层主要包括移动智能终端（智能手机、平板）和贴有QR二维码的实验室设备。通过使用智能终端扫描QR二维码，就可以读到设备的信息，通过网络访问服务器端网站，实现对设备状态的更改。网络访问层是指互联网或者学校内部自建的无线网络，主要用于实现设备信息的交互和实时通信。应用数据服务层主要包含实验设备信息数据库、实验设备信息管理服务器，系统用户信息数据库、系统用户信息管理服务器，该层主要功能是管理和存储实验室设备与系统用户信息。

系统组成部分  通过智能终端扫描设备上的二维码获得设备信息，在智能终端设备上填写设备信息最新状态，通过网络将设备状态发送到服务器端，实现设备的动态管理。该系统主要分为两部分：服务器端部分和智能终端设备。服务器端部分是整个设备信息化管理系统的部分。数据库采用SQL Server，以Microsoft Vsiual Studio 2019作为开发平台，应用ASP.NET语言编写设备管理系统，具有良好的兼容性和扩展性。智能终端设备是指智能手机和平板，这些设备可以安装软件扫描设备上的二维码，利用网络将设备动态信息提交至服务器端。

5 系统功能模块

基于二维码的高校设备管理系统主要包含服务器端系统和智能终端系统。服务器端管理系统主要是管理系统用户信息、实验设备信息以及相关报表信息。通过该系统可以增删用户信息，更改设备信息和导出报表信息。智能终端系统可以读到设备信息以及对设备动态信息进行登记。系统功能模块如图4所示。

服务器管理系统

1）设备变更管理。设备变更管理是服务器管理系统重要的组成部分，设备变更管理主要实现登记、修改以及删除设备动态信息（入库、归还、借用、维修、报废）、查询设备信息的功能。

①设备入库。当设备完成采购时，对设备进行入库，将设备信息编码生成固定QR二维码，将此二维码打印并粘贴在设备上。

②设备动态信息查看。通过服务器端查询设备动态信息，通过网络发送到智能终端设备。

2）报表管理。报表管理是指按照时间或者部门可以分类导出月（年）报，包括设备统计表、设备借出表、设备维修表以及设备报废表，将这些信息导入Excel并打印出来。

3）系统管理。系统管理包含用户数据管理和系统参数设置。系统参数设置是指对系统软件参数进行设置，包括系统管理参数、数据库密码以及数据备份设置。

手持终端系统

1）设备状态登记。检查人员应用智能终端设备扫描二维码后，根据设备真实的情况选择设备状态（借用、归还、维修、报废），通过网络发送给服务器端进行记录。

2）设备盘点。盘点人员通过智能终端设备扫描设备二维码，得到设备状态，通过网络访问服务器端该设备的状态，两者进行比较，确定设备是否与实际相符。

3）查看已登记的设备。检查人员通过智能终端设备登录服务器浏览已经登记的设备信息，确保记录没有错误。

4）设备连接。对服务器IP地址进行设置，通过网络实现智能终端与系统服务器相连。

6 实际应用

每台实验室设备都有固定的QR二维码，通过智能终端设备扫描二维码，可以得到设备基本信息，通过网络与服务器连接，实现服务器端实验设备信息动态管理。当设备状态发生改变，如被借走，可以在智能终端登录系统填写设备最新状态，如图5所示，从而实现对设备进行动态管理。

7 結束语

该系统是针对徐州工程学院在设备管理中遇到的问题而开发的，具有很大的现实意义。通过利用QR二维码可以实现设备从入库、日常管理到报废整个生命周期的动态管理，能够准确、方便地记录设备信息，降低错误率，极大地提高设备管理效率。随着5G网络的应用和发展，相信会有越来越多不同类型的二维码将被应用到设备管理中来，从而实现更高效的管理。■

参考文献

[1]海涛，王钧，廖炜斌，等.基于物联网的高校实验室信息化管理技术[J].实验室研究与探索，2012（9）：166-169.

[2]王法玉，张晓洪，陈洪涛，等.RFID及WiFi技术在实验设备管理中的应用[J].实验技术与管理，2015（5）：274-277.

[3]秦淑芳，朱瑞虎，严士常，等.“7S”管理在一流实验室建设中的应用实例探析[J].实验技术与管理，2019（6）：

278-280，285.

[4]雷定猷，贾莉.基于手机QR码车票的地铁移动票务系统研究[J].中南大学学报（自然科学版），2016（4）：1406-1413.

[5]钱勇.基于ASP.NET技术的教务管理系统的设计与实现[J].电脑与信息技术，2009（4）：69-72.

[6]王斐.高校实验设备管理决策支持系统设计[D].成都：电子科技大学，2010.