基于IOT的開放實驗室信息管理系統(tǒng)的研究與探索
0 引 言
高校實驗室是高等學校的重要組成部分,是開展實驗教 學和科研的主要場地?,F(xiàn)有的實驗室管理系統(tǒng)大部分只針對 實驗室、實驗設備、人員等方面的信息管理,而對實驗教學的 管理很少涉及。隨著 IOT 技術 [1] 的發(fā)展以及高校校園網(wǎng)建設 的成熟,運用先進的信息化管理系統(tǒng)對高校實驗室進行科學 化、網(wǎng)絡化管理,已成為高校實驗室管理發(fā)展的必然趨勢。 PHP 是較為流行的 B/S 軟件開發(fā)技術,是一種服務端腳 本語言,具有良好的安全性、跨平臺性,占用系統(tǒng)資源少,代 碼執(zhí)行速度快等優(yōu)勢。因此基于 B/S 架構,運用 PHP 語言和 SQL Server 數(shù)據(jù)庫設計實驗室信息管理系統(tǒng)。
1 功能介紹
1.1 教學日志
管理人員可根據(jù)需求,添加、修改和刪除實驗(訓)室 教學日志,在教學日志列表窗口設定實驗(訓)室、班級、課 程名稱、任課老師等信息,查看相關教學日志。在教學日志列 表中,可以查看相應課的應到人數(shù)、實到人數(shù)、出勤率等信息。
1.2 考勤管理
可以通過考勤管理模塊查看考勤信息,包括學期、實驗 室、班級、課程名稱、授課教師、教師考勤、上課日期、周 次、節(jié)次、學時、總人數(shù)、請假人數(shù)、應到人數(shù)、上課簽到、 下課簽到、學生照片和全勤率等信息。該模塊設置了學期時 間、上課周數(shù)、實驗室房間號、班級、課程名稱和授課教師等, 可通過輸入條件查看考勤信息,也可通過關鍵字搜索查看考 勤信息,如搜索關鍵字課程名稱、周次和學時等。
1.3 開放管理
實驗室開放是新時期高校實驗室教學改革的要求,教師 或學生可通過平臺申請使用實訓室。相關負責人根據(jù)實驗室的 使用情況及時審核,也可查看實驗室申請記錄。實驗室開放 式管理可大大提高實驗室的使用效率,對學校來說可充分利 用教學資源,避免資源浪費。
實驗室申請人根據(jù)部門、實驗室、使用日期、時間段和 學時等條件選擇實驗室,充分利用實驗室資源。
1.4 門禁管理
門禁系統(tǒng) [2] 是整個開放實驗室管理的關鍵。傳統(tǒng)實驗室 由實驗室管理員通過鑰匙開門,如果管理員不在學?;蛘吖?理員忘記帶鑰匙了,那就無法開門,而且這樣的管理模式對學 生十分不利。實驗室是學生鍛煉動手能力和創(chuàng)新能力的重要場 所,在傳統(tǒng)模式下,學生只能利用實驗課時間去實驗室進行實 際操作,休息時間或周末因沒有鑰匙開門,無法利用課余時間 動手練習。
開放式實驗室信息管理系統(tǒng)采用刷卡或指紋控制方式開 門,并通過視頻監(jiān)控實時記錄實驗室的使用情況,以方便對 實驗室的管理。學生只要在系統(tǒng)里提出進入實驗室的申請, 等待管理員審核之后,系統(tǒng)就會自動授權給申請人,讓他進入 實驗室進行實驗。通過監(jiān)控視頻,老師、管理員可隨時查看 學生的實驗情況。此舉可最大限度利用實驗室,解決了實驗室 空閑不能充分利用的問題。 安裝門禁設備后,實驗室管理無需人工手動開門并登記 實驗室人員進出信息。
門禁管理包括門禁授權、指紋管理、 歷史記錄查詢、遠程開門、電磁鎖狀態(tài)等幾大模塊。
2 系統(tǒng)設計
系統(tǒng)采用三層架構技術,從上到下分別是表示層、業(yè)務 邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層,這種模型使系統(tǒng)結構更清楚,分工更明 確,有利于后期維護和升級。表示層(USL)為客戶端提供對 應用程序的訪問,主要負責與用戶直接交流。業(yè)務邏輯層實現(xiàn) 應用程序的業(yè)務功能,主要負責業(yè)務規(guī)則的驗證和業(yè)務邏輯的 處理。數(shù)據(jù)訪問層為業(yè)務邏輯層或表示層提供數(shù)據(jù)服務,負 責數(shù)據(jù)庫的存取。開放式實驗室信息管理系統(tǒng)組成如圖1所示, 開放式實驗室信息管理系統(tǒng)的平面圖如 2 所示。
3 系統(tǒng)優(yōu)勢
系統(tǒng)基于“互聯(lián)網(wǎng) +”設計理念,將移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián) 網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等先進技術完美融合。以云計算 [3] 為依 托,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能分析,做出決策。本系統(tǒng)采用 B/S 架構, 通過簡單操作界面,用戶可通過終端(PC、智能手機等)隨時 隨地訪問存儲在云端 [4] 的數(shù)據(jù)信息。
此系統(tǒng)以面向數(shù)據(jù)為核心,實現(xiàn)從實時數(shù)據(jù)到實時應用;
人性化交互設計 [5]。通過 IC 卡或指紋開門,方便簡單, 通過指紋進行考勤,避免考勤代考;
可靠的數(shù)據(jù)解決方案。通過對平時數(shù)據(jù)的收集處理,最 后可以生成不同用戶需求的不同數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表。
高效的管理手段,通過刷卡或者指紋開門,考勤。提高 了學生和老師的出勤率,提升了學校的學風建設。
較低的運行環(huán)境。只需簡單的幾臺硬件設備和一個功能 強大的管理系統(tǒng),用戶就可以在任何能夠連接網(wǎng)絡的瀏覽器 上進行管理操作。
先進的技術手段。本系統(tǒng)結合先進的物聯(lián)網(wǎng)技術,運用 服務器云端存儲處理數(shù)據(jù)。支持智能手機,iPad,電腦終端 訪問管理 ;支持手機短信,電子郵件提醒,開放接口,可以提 供二次開發(fā),可擴展性強,支持跨平臺運行。
4 結 語
實踐證明,該系統(tǒng)解決了實驗室傳統(tǒng)管理方式存在的問 題,資源可最大化利用,節(jié)約管理成本,且具有很強的實用價值。