摘要：校园传统实验室管理存在耗费人力、物力，灵活性差等缺点，随着计算机技术的迅速发展，实验室信息化建设的呼声越来越高。本文设计了一款基于B/S架构的多功能开放实验室管理系统，实现了实验预约、电源控制、门禁考勤等功能。探讨了该项目的设计思路、功能结构、需求分析、关键技术等。
关键词：开放实验室；管理系统；系统结构
0引言
近年来，高校除了专业理论知识要求以外，学生的动手与实践能力越来越被重视。校园传统实验室管理方式下用大量的人力、物力去管理的方法不能适应时代的脚步，管理耗费资源，管理效益不高，灵活性差，安全方面也有所不足。随着计算机网络技术的迅速发展，利用信息化技术来改变高校实验室的管理方式的呼声越来越高，希望通过自动化信息化的管理方式提高管理效率，同时降低学校实验室的管理成本。本文根据本院建立的开放式实验室管理系统进行分析，该系统从设计目标需求出发，，具有一定参考价值。
1系统整体设计分析
1.1系统设计思想
本文设计一款多功能开放实验室管理系统，能够实现以下功能：用户可以根据自己的空闲时间提前预约实验室；已预约用户可以刷卡打开实验室门禁，进入实验室，无需管理员开关门；管理员可以远程控制实验室总电源以及各个工位的电源通断；门禁系统可保存进出数据，记录考勤信息等。这样的好处是，实验室管理将更加及时、高效，管理成本将降低，实验室使用率也将大大提高。
1.2系统设计需求
基于对高校实验室管理工作的调研和分析，本文设计的多功能开发实验室管理系统需要具备以下功能：（1）校内教师、学生通过系统注册，分配用户名及密码，并可编辑修改自己的个人信息。（2）系统管理员管理系统，并可进行实验室及实验工位信息的添加、删除、修改等操作。（3）教师及学生可以登陆系统查看实验室使用信息，并根据自己的空闲时间进行预约。（4）管理员可进行实验室门禁配置，门禁信息的添加、修改、删除等操作。（5）用户可在预约时间刷卡进入实验室，同时系统自动记录人员进出数据。（6）已预约用户可以通过刷卡进入实验室，实验室总电源打开，对预约工位刷卡通电。（7）教师通过系统可查看自己负责的实验下学生的考勤情况。（8）管理员可以远程控制实验室总电源以及各个工位的电源通断。
1.3系统体系结构
本设计基于B/S架构的网络实验教学管理平台进行。该B/S架构由J2EE技术所开发，基于MVC软件设计架构,MVC框架可以分为表现层、业务层和持久层。（1）持久层主要负责各类用户对数据库中的数据信息进行编辑，比如增加、删除、修改、查看等操作。（2）业务层主要负责系统中各个模块中各个功能的设计与实现。是表现层与持久层直接的桥梁。（3）表现层主要负责给用户呈现数据，形式可以有多种，比如通过文字、视频、语音、图片等形式呈现。
1.4系统主要功能结构
通过分析开放实验室管理系统的具体设计需求，本文设计的多功能开放实验室管理信息系统包括三大主要功能模块，分别为预约管理、门禁考勤控制管理、电源控制管理。该系统的功能架构如图1所示。（1）预约管理：教师及学生可以根据自己的时间来预约实验。包括配置管理、预约管理、实验管理等子功能模块，其中配置管理主要完成实验室开关、门禁管理、实验设备管理等操作，预约管理主要完成实验预约、取消预约等操作，实验管理包括预约审核、实验准备、数据统计等操作。（2）门禁考勤管理：对于预约成功的用户可以刷卡进出实验室，系统后台自动记录进出信息，人员信息等。由此可作为考勤信息供教师查看。即主要包括门禁管理以及考勤管理，门禁管理主要是管理预约成功的用户进出实验室，包括门禁配置，门禁信息的添加、修改、删除等操作，考勤管理指教师可以通过系统平台查看学生的实验考勤情况。（3）电源控制管理：当已预约用户进入实验室后，实验室总电源开，对预约工位刷卡通电，当用户出实验室，实验室总开关关闭。包括电源配置管理和电源操作管理两个子功能模块，其中电源配置管理包括对电源、指令、工位电源的配置操作，电源操作管理包括了基本操作、时间设置、检测控制、模式设置等操作。
1.5系统数据库设计
在整个开放实验室管理系统中，数据库是支撑网络查询和访问的主要部分，数据库是为应用服务的，数据库设计必须能体现系统的设计需求，并反映其内部各个数据之间的关系。数据库的设计，要通过建立表来存储内部数据，各类数据表的内容主要包括字段名、字段类型、是否为空、描述备注等。优化后建立的数据表有：（1）用户信息表；（2）角色表；（3）实验室表；（4）实验课程表；（5）学期信息表；（6）用户IC卡信息表；（7）预约信息表；（8）门禁信息表；（9）实验记录表；（10）电源配置表；（11）具体电源信息表等。
2关键技术设计
2.1门禁通信方案
设计整个门禁控制器和系统之间的通信方案，目标是将用户刷卡数据上传到系统平台。门禁终端每天定时更新当天的刷卡数据。为防止当天服务器断网及保证刷卡的响应速度，门禁控制器提前保存当天已预约成功的用户信息。当门禁终端有接收到刷卡事件，根据门禁控制器中刷卡规则判断是否允许进门，如果是预约成功的用户信息即刷卡事件有效，则把刷卡信息发送到服务器。若遇到非有效用户刷卡，则服务器未能应答或返回错误，刷卡信息存在终端控制器中，等待下次连接后，再发送给服务器。
2.2电源控制设计
为了实现电源的远程控制，采用网络电源控制器，将电源管理和虚拟工位结合起来。对于预约成功的用户，可以通过刷卡打开实验室电源总开关，并可以对其预约的某个工位进行刷卡取电。通过预约信息中的实验室信息和工位信息，实验室管理员可以对整个实验室的电源进行集中开关管理，或者选中某个具体的工位的电源开关按钮对单个工位电源进行远程控制。
3总结
本文设计的多功能开放式实验室管理系统，解决了传统实验室存在的实验室管理、人员管理、学生创新能力培养、实验室资源利用等方面的问题，提高了实验室管理效率与学生自主性，实现现有资源的最大化利用，提高了实验课程教学效率，为学生提供了更广阔的创新空间。
作者:张萃珍 单位:江西机电职业技术学院