基于RFID技术的实验室智能管理系统设计研究①

基于RFID技术的实验室智能管理系统设计研究①

作者：刘兵 王强

来源：《科技资讯》2011年第08期

摘 要:通过分析实验室管理需求,设计开放式实验室智能管理系统结构、各功能模块,并提出软件、硬件配置要求。通过在实验室管理中应用智能化技术、自动识别技术,提升开放式实验室管理水平。

关键词:RFID 实验室管理 智能管理

中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(b)-0004-01

管理信息系统(MIS)在现代社会已深入到各行各业,MIS是一个不断发展的新型学科,由于计算机技术的迅速发展和普及,MIS的定义随着计算机技术和通讯技术的进步也在不断更新,在现阶段普遍认为MIS是由人和计算机设备或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统。 RFID技术是继条形码技术、生物识别技术之后逐渐兴起的技术,近年来获得了长足的发展。它广泛应用于物流、仓储和供应链管理等领域。本论文课题立足实际需要,将分布式管理信息系统和RFID技术应用于实验室管理信息系统的实践,解决高等学校实验室管理的一个业务问题。通过对实验室管理的深入研究,给出实验室管理系统的功能方案,并进一步通过应用该功能方案,形成一个能够适应现代实验室管理的基于RFID技术的实验室智能管理系统。

1实验室智能管理系统硬件配置

实验室管理系统以现代计算机技术、网络技术为基础,同时采用RFID技术、视频监控、门禁控制技术共同构成实验室智能管理系统。硬件配置有数据库服务器、交换机、射频卡读写设备、刷卡工作站、视频监控设备和计算机设备组成。

在每个实验室门口布置门禁刷卡工作站,工作站通过交换机与数据库服务器连接,实训工位位置布置视频摄像头。学生的射频卡通过读写工作站获得信息,传送到服务器,根据系统分配的工位进入指定工位后,实训过程可以通过视频监控系统进行记录。实验仪器设备的购买入库、出借、维护等信息也通过读写射频卡获得信息,并传送到服务器。

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2实验室智能管理系统功能结构

科学的信息化规划是管理信息系统设计的每一步,是保证管理信息系统健壮性的关健。根据实验室管理的总体需要和管理的实际情况,系统由四大功能模块构成。四大功能主要包括教学管理功能、信息管理功能、设备管理功能、系统维护功能。四大功能模块并不是独立的,而是相辅相成、相互关联的统一整体。

(1)信息管理模块。信息管理功能是利用网络即时传输信息与数据的优势,来实现无纸化办公,以提高工作效率和管理水平。信息管理功能主要包括实验室基本信息管理和电子公告板功能。主要提供实验室概况、实验室设置等基础数据的录入、浏览功能。这些信息有助于学生对实验室整体上的了解,也有助于管理人员对各种情况的掌握。信息管理功能设计主要分前台功能设计和后台功能设计。前台功能主要是查看信息,查看信息功能位于本系统的首页。所有进入本系统的使用人员进入该系统后都可以使用本功能。后台功能设计仅限登录的系统管理员身份使用,用于发布信息、删除信息等管理操作。

(2)实验室教学管理模块。实验教学管理模块利用网络资源,不仅拓展了实验教学的时间和空间,实现了实验时间、内容和过程的网上开放。可以提供学生不必进入实验室,就可以在网上进行实验预习、实验预约并进行实验设计。开创了计算机辅助实验教学的新途径。

(3)实验设备管理模块。实验设备管理是高校实验室管理工作的重要一环,实验设备主要包括属于固定资产的仪器设备和低值易耗品。实验仪器管理用来管理仪器设备的申请购置、使用到报废的整个过程。主要包括设备入库登记、设备报废、设备借用、设备维修、安全自检等功能。实验设备管理模块设计主要涉及教师及辅助人员和中心管理人员二种人员。

(4)系统维护功能。根据实验室管理的总体需求和管理的实际情况,系统中涉及四种管理人员,即学生、教师及辅助管理人员、系统管理员和中心管理者。主要实现数据库备份与恢复,系统管理提供添加、修改用户、修改用户权限等功能。

完成以上各功能模块的程序设计和调试后,对整个系统进行测试,系统运行正常且能满足各功能模块的要求和实验室的管理要求,然后对系统进行编译,生成可执行文件,最后通过VB的打包发布工具,制作成安装文件包。

3系统的数据库设计

实验室管理系统主要包括数据库的建立和维护,以及应用程序的开发两个方面,对于数据库要求建立一个完整而安全性强的数据库,而对于后者则要求具有应用程序功能完备、操作简便,人机对话简易等特点。

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数据库是实验室智能管理系统的基础,数据库在实验室智能管理系统的支持下完成信息的搜集、整理、存储、检索、更新、加工、统计和发布等功能。数据库设计的主要任务是根据用户的信息需求、处理需求以及运行环境的特性,设计出合理的数据模式,确定数据库类型,确定数据库的安全保密措施和共享机制。

数据库设计是对于一个给定的应用环境提供一个确定最优数据模型与处理模式的逻辑设计,以及一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计,建立起既能反映现实世界信息和信息间的联系,满足用户数据库要求和加工要求,又能被某个DBMS所接受,同时能实现系统目标并有效存取数据的数据库。

通过分析调查有关实验室管理系统的基础上,得到系统所处理的数据流程,设计出数据项和数据结构。实验项目信息实体的E－R图如图1所示。 4结语

实验室管理是教学管理的一个重要组成部分,通过实验室管理系统可以提高实验室管理水平,为实验室的开放提供了良好的条件。同时,为实验室仪器设备和实验人员的安全提供保障。以上都是功能构想,在软件设计上还有一些困难,还有大量工作要做。我们相信通过努力,能够设计出应用更广泛、功能更强的实验室教学管理系统。 参考文献

[1] 熊丽,谭亮.基于射频卡的高等农林院校计算机实验室管理系统的设计与实现[J].农业网络信息,2007.

[2] 袁建娟.基于RFID技术在图书馆中的应用棎析[J].兰台世界,2008. [3] 董丽华.RFID技术与应用[M].北京:电子工业出版社,2008.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文