朱 琪,代广辉

(阜阳幼儿师范高等专科学校，安徽 阜阳 236015)

0 引言

“互联网+”时代背景下，物联网等智能信息技术快速发展，利用智能信息技术能够有效提升实验室设备的利用率。实验室智能管理系统要充分地展示设备的作用，更好地适应当前高等教育的要求。实验室不仅要承担日常的课程教学任务，同时还要承担各种社会实践项目，为学生提供测试和实验环境，实验室是有效开展大学实验教育和科学研究的基础保障。随着大学招生规模不断扩大，学生数量持续增多，强化高等院校实验室智能管理系统，提高大学实验室的利用效率迫在眉睫。

1 实验室管理信息系统的功能结构

1.1 实验室设备日常管理

实验设备管理系统的基本数据是从基于RFID和2D代码的资产管理系统获得的。在系统操作期间，两个系统之间保持实时通信，实验室数据能够动态更新和维护。实验室设备的日常管理包括实验室设备存储和设备管理等。实验设备的存储管理，必须先处理设备存储过程，分配唯一的设备编号，创建QR码标签，使用QR码信息作为设备编号，并指定RFID电子标签。收集RFID标签信息并通过RFID读取器(读取器)将其与设备相关联。实验室设备入库管理如图1所示。

图1 实验室设备入库管理

当需要调用设备时，设备管理部门通过资产设备管理系统生成电子调度列表，该列表将传输信息推送给实验室管理员和实验室转移管理器。实验室管理员查看信息后，在资产设备管理系统和实验室设备管理子系统中完成设备信息更改。

1.2 设备接口数据通信

在现有实验室触摸屏系统中开发和使用的实验室管理信息系统是外包的，允许教师和学生从各种实验室操作中获得统计结果。实验室建设的重点应该是实验室设备管理和应用。为了保持实验室设备的高度完整性，实验者必须了解设备的操作要求、操作程序和注意事项。为此本文开发基于Windows、iOS、Android等平台的移动App终端应用程序或微信公共平台。通过实验室管理系统，能够帮助实验者成功地进行实验并确保实验装置的完整性，实验者可以在操作之前学习操作实验装置的基本方法。图2所示为实验室和实验室设备预约管理流程。

图2 实验室和实验室设备预约管理

2 系统功能设计与实现

系统架构使用C/S + B/S混合模式，采用SQLsever数据库。根据实验室日常管理工作的特点，有针对性地改变实验室的管理方式，从优化管理流程、提升管理效率的角度出发，设计研究实验室智能管理平台。该系统主要目的是方便实验室的预约和使用管理，提高实验室利用率，并减轻实验室管理人员的压力。系统功能模块主要包括实验室管理、教师信息管理和预约信息管理。图3所示为系统用例图。

2.1 系统主要功能

系统管理员最基本的管理功能有信息的录入和管理，即对教师信息、学生信息、实验室新进器材的信息进行更新和录入。图4所示为实验室管理员功能结构图。

图3 系统用例图

图4 实验室管理员功能

2.2 管理方案

综合信息管理系统的管理方案包括综合通信平台、教育问题、人力资源、学术研究、RFID资产设施、实验室管理等管理功能。调查信息技术的使用，如大数据，物联网，智能传感，RFID，QR码，移动终端APP，并根据管理系统功能设计采集相应数据。例如，从资产设备管理系统获得实验室智能管理系统的实验室设备数据，实验室设备的用户数据来自人力资源管理和学术系统，实验室智能管理系统包括很多方面，本文主要针对基本信息的管理进行研究。

2.3 系统应用

采用实验室智能管理系统，在日常实验室操作期间和课程期间发生的错误率从原来的30%降低到零。实验室智能设备管理系统，能够快速添加设备，并高效准确地实现数据统计。能够通过查询条件设置，搜索并导出实验室使用情况的统计数据，包括使用人员、使用时间等关键字段，对教师的教学统计和管理提供帮助，有效提升实验室设备管理效率。

3 实验室智能管理系统的设计与实现

系统主要采用Apache服务器，SQL数据库，PHP文本处理技术，JSP脚本语言。实验室管理系统的前端页面应满足简单、明了，便于操作，因此选择Dreamweaver编辑器进行用户操作界面的开发，如图5所示为系统登录界面。

图5 高校实验室智能管理系统登录界面

3.1 数据库的设计

系统的设计是以数据库为基础，并对系统中涉及的数据进行存储与管理。因此在系统设计中需要对数据结构进行设计，保证数据结构的合理性与全面性，确保明确的关系网络，提高系统运行效率。

数据库能够合理地存储数据，保证系统平台的正常运行，系统中的数据都是以数据表的形式存放在数据库中。实验室管理系统使用SQL关系数据库，在开发的环境中通过PHP来管理数据。实验室智能管理系统总计有5个数据表，分别为管理员表、教师表、学生表、实验室表和实验室申请情况表。管理员表主要存储管理员的基本信息，如表1所示。

表1 管理员数据表

教师表用于存储高校教师的个人信息，如表2所示。

实验室数据表用于存储高校中每一个实验室的基本信息，如表3所示。

实验室申请情况表存储实验室申请信息，如表4所示。

表2 教师数据表

表3 实验室数据表

表4 实验室申请情况数据表

学生表存储学生信息数据，如表5所示。

表5 学生数据表

3.2 实验室智能管理系统模块功能实现

用户通过网页访问实验室管理系统，首先进入的是系统主界面，输入用户名、密码和验证码后，登录系统，对系统进行访问。

用户的登录信息都是管理员后台录入的，使用者无须进行注册便可登录，教师可以使用教师工号登录，学生使用学生学号登录，管理员使用职工号登录，首次登录密码统一设置成123456，用户需要在首次登录后修改密码。修改密码是必须操作的内容，不修改密码，无法再次登录。用户在登录界面输入个人登录信息，系统会根据数据库中保存的信息进行验证，对管理员表，学生表、教师表查询不到相同的ID时，则会提示密码不正确。用户可以选择重置密码，再次登录。

1.用户管理模块。管理员管理系统主要包括个人信息的管理与用户信息的管理。个人信息指的是管理员本人的信息，个人信息管理包括工号、学号、电话、邮箱等基本信息的管理。若是需要修改则可以点击修改信息的按钮，完成修改和保存操作。图6(a)所示为管理员信息界面。

图6 高校实验室智能管理系统用户管理界面

管理员可以通过导航栏中的用户信息管理，对个人信息进行修改。管理员可以在页面上方选择类型，关键词及字符类型。点击查询则可以查询到想要查询的信息。如果想要修改，点击修改按钮就可以增加信息，删除信息，改动信息如图6(b)所示。

教师与学生可以在教室情况管理模块中查询到，实验室的授课楼层、实验室编号等一些基本的情况，也可以了解到实验室是否开放，哪个时间段可以使用，以及实验室可以容纳的人数。如图7所示。

图7 实验室信息管理界面

实验室管理模块是管理员对每一个实验室的信息进行增、删、改、查的功能模块。管理员需要对每一个实验室的信息进行全方位的掌握，了解实验室的设备信息、规模及目前使用情况。在查询到目标教室后，进行编辑，保存录入信息。

2.实验室申请模块。教师与学生可以通过实验室信息查询来了解实验室的使用情况，从而选择合适的实验室。在实验室申请模块，申请人需要填写实验室、使用时间、申请类型、实验室用途等信息，并进行提交，系统会根据实际情况智能分配实验室，页面下方会显示当前教师的状况为待审核。管理员审核通过之后，申请状态会变成通过。如果申请信息与之前申请的信息有冲突，则管理员不会通过，申请状态变更为未通过，实验室申请界面如图8所示。

图8 实验室申请界面

管理员在实验室申请管理的模块中会查看到系统的全部申请信息，包括审核和未审核的实验室信息。管理员可以点击查看按钮查看教师的申请信息，并根据实际情况改变审核状况。

4 结论

高校实验室智能管理系统可以在很大程度上提高实验室设备的利用率，为实验室人员开展教育和研究活动提供良好的环境，同时有效提升实验室管理效率和智能化管理水平。该系统包括用户管理、实验室设备管理、实验室预约管理等子模块，确保了实验室设备和资源的最优化配置和最大化利用。该系统具有简单、可靠、实用、易操作的特点，可以方便在实验教育中心推广和使用。