黃柯程

（北京航空航天大學(xué)高等理工學(xué)院 北京 100000）

0 引言

近年來，隨著高校的擴(kuò)招和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新?lián)Q代加速，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備逐漸增多，管理難度相應(yīng)增加。目前，部分高校的資產(chǎn)還停留在制作設(shè)備標(biāo)簽，手工填寫實(shí)驗(yàn)使用、維護(hù)、借還、報(bào)廢等紙質(zhì)登記本，EXCEL 錄入實(shí)驗(yàn)設(shè)備賬目的原始人工管理層面。也有部分高校處于低信息化人工管理層面，雖有專門實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理平臺(tái)。但僅限于管理人員查看實(shí)驗(yàn)設(shè)備賬目和設(shè)備維修申請(qǐng)管理，其他方面仍需手工填寫紙質(zhì)登記本[1]。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理模式既浪費(fèi)人力物力財(cái)力，又容易出現(xiàn)遺漏、錯(cuò)誤等情況，設(shè)備管理人員很難及時(shí)了解設(shè)備的使用情況及當(dāng)前的狀態(tài)[2]。近幾年也有學(xué)者采用FRID 技術(shù)開發(fā)設(shè)備管理系統(tǒng)，但其成本較大，以及操作便捷性受限[3]。針對(duì)以上問題，充分運(yùn)用智能手機(jī)，結(jié)合二維碼技術(shù)和NET 技術(shù)設(shè)計(jì)一種新的智能化實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)設(shè)備信息查詢、設(shè)備使用、維護(hù)、維修、報(bào)廢等進(jìn)行智能化管理。

1 系統(tǒng)概述

將二維碼技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的特點(diǎn)相結(jié)合，利用互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)設(shè)備智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括手機(jī)APP 終端系統(tǒng)和基于Web 的設(shè)備綜合管理系統(tǒng)兩大部分。手機(jī)APP 終端系統(tǒng)集成設(shè)備基本信息查詢、設(shè)備使用記錄、設(shè)備維修申請(qǐng)、設(shè)備借用與歸還登記、設(shè)備清點(diǎn)等多項(xiàng)功能，通過掃描二維碼之后進(jìn)行流程選擇，在相應(yīng)的模塊功能下完成數(shù)據(jù)采集、信息寫入等任務(wù)；基于Web 的設(shè)備綜合管理系統(tǒng)包括設(shè)備入庫(kù)、維修管理、報(bào)廢管理、設(shè)備信息變更查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、系統(tǒng)管理等6 個(gè)子功能模塊。系統(tǒng)管理主要是設(shè)置系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、錄入實(shí)驗(yàn)室基本信息、設(shè)置用戶權(quán)限。

2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)主要有粘貼于實(shí)驗(yàn)設(shè)備表面的二維碼標(biāo)簽、移動(dòng)終端、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)所部署的服務(wù)器端和系統(tǒng)服務(wù)器（圖1）。

圖1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 移動(dòng)端

用靜態(tài)HTML5 做手機(jī)用戶前端，支持Android、IOS兩大手機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)，APP 系統(tǒng)采用C#作為編程語言，利用C/S（客戶端/服務(wù)器）模式架構(gòu)完成設(shè)備二維碼標(biāo)簽信息的讀寫，通過無線網(wǎng)絡(luò)完成與設(shè)備管理系統(tǒng)完成通信。

3.2 服務(wù)器端

采用B/S 模式（瀏覽器/服務(wù)器），基于ASPX.NET技術(shù)做后端服務(wù)器數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換處理。

3.3 系統(tǒng)服務(wù)器

以SQL serve2008 作為存儲(chǔ)儀器設(shè)備數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，Windows2003 作為放置服務(wù)端數(shù)據(jù)平臺(tái)。

附：用戶通過手機(jī)App 掃碼完成設(shè)備信息查閱、使用登記、故障報(bào)修等功能的部分編程代碼如下：

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 二維碼

二維碼（2-dimensional bar code）又叫二維條碼，是近年來在移動(dòng)設(shè)備上非常流行的編碼方式。是由特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維平面上分布的、記錄了大量數(shù)據(jù)符號(hào)信息的黑白相間的圖形[4]。

本設(shè)備管理平臺(tái)使用的二維碼是QR 碼（quick respond）即快速反應(yīng)，利用靜態(tài)前端技術(shù)語言進(jìn)行開發(fā)。其中JQuery 是一個(gè)快速、規(guī)范、兼容性好的Java Script代碼庫(kù)。QR Code.js 插件可用于生成二維碼，通過該插件將錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)備信息自動(dòng)生成加密二維碼[5]。二維碼信息包括設(shè)備名稱、廠商、規(guī)格型號(hào)、購(gòu)買日期、價(jià)值、操作方法、使用頻次等信息。

二維碼的識(shí)別是通過調(diào)取手機(jī)的攝像頭，利用HTML5中的MUI（Mobile User Interface）技術(shù)進(jìn)行手機(jī)掃碼，MUI 技術(shù)的關(guān)鍵命令包括Mui.plusReady（）、Mui.Init（）、Bracode、Brascan.start、Brasan.close（）、plusgallery.pick（）、plus.NativeUI。

4.2 ASP.NET 技術(shù)

該系統(tǒng)服務(wù)端采用ASP.NET 開發(fā)，微軟推出的一個(gè)通過互聯(lián)網(wǎng)交互、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新一代Web 應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)。ASP.NET 隸屬于.NET Framework 框架，可提供生成企業(yè)級(jí)Web 應(yīng)用程序必需的多種服務(wù)[6]。ASP.NET 技術(shù)是系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)和Office 辦公軟件間進(jìn)行數(shù)據(jù)自由切換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出功能的關(guān)鍵技術(shù)[7]。服務(wù)器基于ASP.NET 語言通過命令“Ole Db connection”對(duì)Office軟件的Microsoft.ACE.OLEDB 庫(kù)進(jìn)行鏈接，實(shí)現(xiàn)表格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入；ASP.NET 通過“String writer”和“Html Text Writer”命令，將EXCEL 表格字符串轉(zhuǎn)變成ISO 互聯(lián)網(wǎng)識(shí)別的IO 數(shù)據(jù)流，再通過ASP.NET 空間BRIDEVIEW作為數(shù)據(jù)載體將數(shù)據(jù)以EXCEL 表格形式導(dǎo)出。

5 驗(yàn)證系統(tǒng)

5.1 驗(yàn)證移動(dòng)終端的使用

移動(dòng)終端為有Android 或IOS 系統(tǒng)的智能手機(jī)，用戶可以在自己的手機(jī)APP 上完成設(shè)備基本信息查詢，以及設(shè)備使用、報(bào)修、借出與歸還等記錄，并通過Wi-Fi 及時(shí)將設(shè)備信息記錄到服務(wù)器端的設(shè)備管理系統(tǒng)中。

5.1.1 設(shè)備基本信息查閱

每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備都貼有一個(gè)耐磨、防水的二維碼，用戶可以通過手機(jī)APP 現(xiàn)場(chǎng)掃碼獲知儲(chǔ)存于云端的設(shè)備基本信息。

5.1.2 設(shè)備使用記錄

教師或?qū)W生用戶在使用設(shè)備后，可以通過手機(jī)掃二維碼彈出設(shè)備信息錄入框，選擇設(shè)備使用登記窗口，填寫并提交使用原因、使用人、使用日期，使用前后設(shè)備完好情況等信息。

5.1.3 設(shè)備報(bào)修記錄

教師或?qū)W生在使用過程中若發(fā)現(xiàn)設(shè)備損壞，可以通過手機(jī)掃二維碼彈出設(shè)備信息錄入框，選擇設(shè)備報(bào)修記錄窗口，填寫報(bào)修時(shí)間、報(bào)修人、故障表現(xiàn)等。實(shí)驗(yàn)室管理人員可以通過后臺(tái)第一時(shí)間了解設(shè)備故障情況，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

5.1.4 設(shè)備借用記錄

設(shè)備在被借出或歸還時(shí)，設(shè)備管理員可以通過手機(jī)APP 掃設(shè)備二維碼彈出設(shè)備信息錄入框，選擇借用歸還登記窗口，填寫借出、歸還相關(guān)信息。

5.2 服務(wù)器端使用與管理驗(yàn)證

5.2.1 設(shè)備入庫(kù)

設(shè)備入庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)管理員為每臺(tái)設(shè)備添加一個(gè)固定的設(shè)備二維碼，并導(dǎo)入該設(shè)備的相關(guān)信息。

5.2.2 設(shè)備維修管理

實(shí)驗(yàn)室管理人員對(duì)損壞設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單維護(hù)后仍不能去除故障的設(shè)備，則需不同權(quán)限的人員在實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)有序進(jìn)行設(shè)備維修申請(qǐng)、審批，維修記錄與維修驗(yàn)收等工作。

5.2.3 設(shè)備報(bào)廢管理

對(duì)于達(dá)到報(bào)廢條件的設(shè)備，不同權(quán)限的管理人員在設(shè)備管理系統(tǒng)有序進(jìn)行設(shè)備保修申請(qǐng)、審批，報(bào)廢記錄等工作。

5.2.4 設(shè)備變更信息查看

管理人員在服務(wù)器端可以查看通過移動(dòng)終端基于網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器端的設(shè)備狀態(tài)信息，包括設(shè)備使用頻次、報(bào)修、借出、歸還、報(bào)廢等信息。

5.2.5 報(bào)表管理

手機(jī)APP 上填寫的信息均可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，設(shè)備管理員可以在服務(wù)器端根據(jù)需求設(shè)置不同條件分類形成月（年）報(bào)表。報(bào)表包括設(shè)備使用統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備完好率統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備借出與歸還統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備維修統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備報(bào)廢統(tǒng)計(jì)表等，并可以EXCEL 表格的形式導(dǎo)出。

5.2.6 系統(tǒng)終端的管理

服務(wù)器端系統(tǒng)管理主要是系統(tǒng)管理員進(jìn)行用戶權(quán)限設(shè)置、系統(tǒng)軟件參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的維護(hù)。

6 結(jié)語

高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)水平和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理水平可直接影響學(xué)校的整體發(fā)展。本實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)采用B/S 結(jié)構(gòu)、運(yùn)用二維碼技術(shù)和NET 技術(shù)，以SQL server2008 為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，涉及實(shí)驗(yàn)室管理人員、教師、學(xué)生和系統(tǒng)管理員四類用戶，既能滿足四類人員大量的信息共享需求，又賦予各類人員各自不同的功能權(quán)限。

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的不斷發(fā)展，基于信息化的管理逐漸深入到各行各業(yè)。隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，基于二維碼技術(shù)和Net 技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備智能管理系統(tǒng)的開發(fā)運(yùn)用將改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理模式，節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力，發(fā)揮高效、便捷、精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理向著規(guī)范化、信息化、科學(xué)化、動(dòng)態(tài)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展。