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[摘 要]当下高校各专业学生培养都离不开专业实验室，从公共机房到电子电工，高校通过实验室来培养学生的实践能力，从而更好地与课堂知识结合起来，为我国社会发展提供新型人才。但是传统高校机房管理面临着不少问题，包括管理制度落后、管理依赖工作人员信息化水平差、实验室使用情况不理想等，这些都影响了正常教学的展开，降低了学生的实验热情。为了能够加强实验室的管理效率，真正达到实验室管理的信息化、智能化的目的，就需要在实验室中建立起完善的智能化管理系统。笔者结合自身工作经验，对高校实验室管理系统的设计过程中使用RFID技术展开分析并阐述。
[关键词]RFID；B/S模式三层架构；实验室管理
中图分类号：TP614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0175-01
1 引言
随着我国社会的不断进步，对于人才培养提出了更高的要求，与传统的人才不同，今天的人才更多的是要求具备综合素质、能够将专业知识与实践能力较好地结合起来，这就需要高校能促进学生的全面发展，利用专业实验室培养学生的实践能力。无论是动漫设计、计算机还是电子电工乃至于文科学生都需要利用多媒体教室、公共机房等专业实验室来完成学习，提高实践动手能力。但是，传统的高校机房管理往往面临着不少问题， 包括管理制度落实不彻底、信息化水平低、相关仪器设备维修工作没能按时展开等等。为了更好地培育学生，就需要加强对实验室的管理。如今是信息化的时代，时代潮流就是信息化、智能化、自动化，所以在实验室中建立一套完善的智能化管理系统已经迫在眉睫，利用该系统学生可以通过计算机自行预约实验室和实验设备，实验老师也可以实时监控实验室，对其进行按期维护。
2 RFID技术
RFID（Radio Frequence Identification），也就是无线射频识别技术，该技术属于不需要通过接触就能工作的传感器技术，其工作原理是通过射频信号对静止的或是移动中的物品实现自动识别。
通常RFID系统都是由四个部分构成，分别为：RFID读写器、电子标签、天线以及RFID应用软件系统[1]。
RFID系统的工作方法为：在射频上进入通过发射天线发送固定频率信号的读写器的工作范围内会出现感应电流，感应电流激活了射频卡同时提供一定水平的能量，让射频卡把自身的编码信息利用内置的天线发送出去，RFID系统的天线在接收到来自射频卡的编码信号后通过天线调节器把信号传输给阅读器，阅读器会处理这些信号，展开解调与编码工作，然后将这些处理过的信号传输到系统中展开二次处理，系统则会按照原先内置的逻辑运算来确定该卡是否合格，接着根据结果选择不同的处理方法，发出对应指令的控制信号[2]。
3 三层架构的系统设计
高校实验室主要是为教师教学、学生实验以及教师实验所服务，按照高校实验室的实际特点，设计的应用系统需要综合考虑实验室的用途，结合实验室的管理工作以及维护需要，从高效性、开放性的角度出发，兼顾对设备、人员以及实验的管理，选择B/S模式的三层体系架构。该架构设计师建立在RFID技术与网络技术结合运用的基础上，整体结构划分为三个层次，分别是应用层、网络层、感知层，每个层次下面又分为两个系统。
感知层主要由不同种类的传感器以及传感器网关所构成，其中传感器又分为温度传感器、湿度传感器等等。该层系统的主要作用在于物联网获取识别物体、收集信息的来源。其功能是对使用标签管理的设备及人员通过RFID读写器实施读写，利用识别器的识别功能来采集信息。
最后一个分层即应用层是由不同功能模块的应用系统与数据库系统所构成，其中的模块有设备管理模块、教学管理模块等等，其主要作用是为了满足高校实验室管理人员、教师与学生的实际需求，同时其还是物联网与用户的接口，只有应用层完好存在，才能达到物联网智能化管理的目的。
4 系统总体设计
4.1 基于RFID技术的系统基本机构
RFID技术系统的基本工作流程阐述如下：感知层会将搜集到的实验室设备和相关人员的信息进行识别并存储到系统中，保存于数据库服务器里，一旦上述数据有变化时，由RFID读写器对数据实施读写，然后将读取到的数据存入系统中与数据库服务器中原先存储的数据信息进行比对，按照比对结果进行处理，根据系统内预先设置的条件对数据进行筛选，达不到条件的数据会被传输到报警系统，反馈给实验室管理人员，由管理人员对不符合身份的人员或设备进行处理。
4.2 实验室管理系统各实体间的关系
RFID在运行过程中确定实际管理情况，主要是通过应用层的不同功能模块从不同用户对象出发实施需求分析，用户主要分为三类，也就是实验室管理员、教师和学生，所以从这三个不同角色登录模块实施分析就能掌握实验室实际管理情况[5]。从实验室使用情况来看，这三种角色有着鲜明的职能，虽然互有联系却互不干扰，每个功能模块可能都会与多种角色产生联系。
在RFID系统中将教师、学生、系统管理员、实验室、实验室设备、实验班级都视作实体，这些实体之间有着复杂的关系。从关系上看，教师辅导学生展开实验，从旁进行协助查看学生实验情况，确定学生整体选课情况以及出勤率，对学生的实验报告进行评价，给学生合理打分；系统管理员不但需要管理各项实体的信息，还需要对系统按期维护，不定时发布系统信息；学生则是根据课程需要和内容标准及时地选课并预约实验室，此外可以查询自己需要的相关信息包括仪器设备、任课教师、所得成绩等[6]。
5 系统的分类设计
在系统架构设计的基础上，确定每一个类和对象的属性。
5.1 实验室仪器管理
实验室中购入的仪器设备在将其信息数据添加到RFID系统中户，都会有一个对应且唯一的可识别电子标签，读写器的作用就是对这些独一无二的电子标签信息实施检查，对数据信息进行采集，对其中不合格或重复的信息实施修改。在数据库系统接收到读写器传输来的新的实验室仪器设备信息后，将会对已有的实验仪器设备管理表进行修改，录入新的设备信息。这样，实验室的管理人员和教师以及学生就能通过系统查询到仪器设备的相关信息。
5.2 实验室人员管理
在实验室人员管理分类中对实验室人员的管理措施实施了定义。例如，想要掌握系统中人员情况的措施在系统界面上分为新增、删除、修改和打印。当管理人员输入删除人员的信息并点击确认后，信息就会传输到系统中，提取数据库中对应的人员名单进行修改并完成数据发送，这样就实现了对系统中人员名单的管理。
6 结语
笔者在本文中主要介绍了一套能够代替传统手工操作的管理模式，达到实验室管理系统智能化的目的，有效加强了管理效率。对于仪器设备的管理，系统能够自动完成设备的入库、使用、维护等工作，可以实时记录设备信息，为管理人员提供最及时有效的信息。对于教学来说，学生能够通过系统自行预约实验室，并且查询任课教师、仪器设备、成绩等情况。对于教师来说，能够通过系统看到排课情况，学生出勤水平等。对于管理人员来说，能够通过系统掌握其他实体的相关信息，从而实时监控实验室，对其进行科学有效的管理。
参考文献
[1] 远距离RFID技术在高校实验室设备管理中的应用[J].陈宇，张雪，呼雪，李玉泽.科技资讯.2011（32）.
[2] RFID在實验室资产管理中的应用探讨[J].李松涛，金锐.实验室研究与探索.2011（03）.
作者简介
赵磊（1979-），男，辽宁锦州人，讲师，硕士，主要从事计算机应用技术、物联网教学与研究。
基金项目
辽宁省教育科学“十三五”规划2016年度立项课题（JG16EB089）。
[关键词]RFID；B/S模式三层架构；实验室管理
中图分类号：TP614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0175-01
1 引言
随着我国社会的不断进步，对于人才培养提出了更高的要求，与传统的人才不同，今天的人才更多的是要求具备综合素质、能够将专业知识与实践能力较好地结合起来，这就需要高校能促进学生的全面发展，利用专业实验室培养学生的实践能力。无论是动漫设计、计算机还是电子电工乃至于文科学生都需要利用多媒体教室、公共机房等专业实验室来完成学习，提高实践动手能力。但是，传统的高校机房管理往往面临着不少问题， 包括管理制度落实不彻底、信息化水平低、相关仪器设备维修工作没能按时展开等等。为了更好地培育学生，就需要加强对实验室的管理。如今是信息化的时代，时代潮流就是信息化、智能化、自动化，所以在实验室中建立一套完善的智能化管理系统已经迫在眉睫，利用该系统学生可以通过计算机自行预约实验室和实验设备，实验老师也可以实时监控实验室，对其进行按期维护。
2 RFID技术
RFID（Radio Frequence Identification），也就是无线射频识别技术，该技术属于不需要通过接触就能工作的传感器技术，其工作原理是通过射频信号对静止的或是移动中的物品实现自动识别。
通常RFID系统都是由四个部分构成，分别为：RFID读写器、电子标签、天线以及RFID应用软件系统[1]。
RFID系统的工作方法为：在射频上进入通过发射天线发送固定频率信号的读写器的工作范围内会出现感应电流，感应电流激活了射频卡同时提供一定水平的能量，让射频卡把自身的编码信息利用内置的天线发送出去，RFID系统的天线在接收到来自射频卡的编码信号后通过天线调节器把信号传输给阅读器，阅读器会处理这些信号，展开解调与编码工作，然后将这些处理过的信号传输到系统中展开二次处理，系统则会按照原先内置的逻辑运算来确定该卡是否合格，接着根据结果选择不同的处理方法，发出对应指令的控制信号[2]。
3 三层架构的系统设计
高校实验室主要是为教师教学、学生实验以及教师实验所服务，按照高校实验室的实际特点，设计的应用系统需要综合考虑实验室的用途，结合实验室的管理工作以及维护需要，从高效性、开放性的角度出发，兼顾对设备、人员以及实验的管理，选择B/S模式的三层体系架构。该架构设计师建立在RFID技术与网络技术结合运用的基础上，整体结构划分为三个层次，分别是应用层、网络层、感知层，每个层次下面又分为两个系统。
感知层主要由不同种类的传感器以及传感器网关所构成，其中传感器又分为温度传感器、湿度传感器等等。该层系统的主要作用在于物联网获取识别物体、收集信息的来源。其功能是对使用标签管理的设备及人员通过RFID读写器实施读写，利用识别器的识别功能来采集信息。
最后一个分层即应用层是由不同功能模块的应用系统与数据库系统所构成，其中的模块有设备管理模块、教学管理模块等等，其主要作用是为了满足高校实验室管理人员、教师与学生的实际需求，同时其还是物联网与用户的接口，只有应用层完好存在，才能达到物联网智能化管理的目的。
4 系统总体设计
4.1 基于RFID技术的系统基本机构
RFID技术系统的基本工作流程阐述如下：感知层会将搜集到的实验室设备和相关人员的信息进行识别并存储到系统中，保存于数据库服务器里，一旦上述数据有变化时，由RFID读写器对数据实施读写，然后将读取到的数据存入系统中与数据库服务器中原先存储的数据信息进行比对，按照比对结果进行处理，根据系统内预先设置的条件对数据进行筛选，达不到条件的数据会被传输到报警系统，反馈给实验室管理人员，由管理人员对不符合身份的人员或设备进行处理。
4.2 实验室管理系统各实体间的关系
RFID在运行过程中确定实际管理情况，主要是通过应用层的不同功能模块从不同用户对象出发实施需求分析，用户主要分为三类，也就是实验室管理员、教师和学生，所以从这三个不同角色登录模块实施分析就能掌握实验室实际管理情况[5]。从实验室使用情况来看，这三种角色有着鲜明的职能，虽然互有联系却互不干扰，每个功能模块可能都会与多种角色产生联系。
在RFID系统中将教师、学生、系统管理员、实验室、实验室设备、实验班级都视作实体，这些实体之间有着复杂的关系。从关系上看，教师辅导学生展开实验，从旁进行协助查看学生实验情况，确定学生整体选课情况以及出勤率，对学生的实验报告进行评价，给学生合理打分；系统管理员不但需要管理各项实体的信息，还需要对系统按期维护，不定时发布系统信息；学生则是根据课程需要和内容标准及时地选课并预约实验室，此外可以查询自己需要的相关信息包括仪器设备、任课教师、所得成绩等[6]。
5 系统的分类设计
在系统架构设计的基础上，确定每一个类和对象的属性。
5.1 实验室仪器管理
实验室中购入的仪器设备在将其信息数据添加到RFID系统中户，都会有一个对应且唯一的可识别电子标签，读写器的作用就是对这些独一无二的电子标签信息实施检查，对数据信息进行采集，对其中不合格或重复的信息实施修改。在数据库系统接收到读写器传输来的新的实验室仪器设备信息后，将会对已有的实验仪器设备管理表进行修改，录入新的设备信息。这样，实验室的管理人员和教师以及学生就能通过系统查询到仪器设备的相关信息。
5.2 实验室人员管理
在实验室人员管理分类中对实验室人员的管理措施实施了定义。例如，想要掌握系统中人员情况的措施在系统界面上分为新增、删除、修改和打印。当管理人员输入删除人员的信息并点击确认后，信息就会传输到系统中，提取数据库中对应的人员名单进行修改并完成数据发送，这样就实现了对系统中人员名单的管理。
6 结语
笔者在本文中主要介绍了一套能够代替传统手工操作的管理模式，达到实验室管理系统智能化的目的，有效加强了管理效率。对于仪器设备的管理，系统能够自动完成设备的入库、使用、维护等工作，可以实时记录设备信息，为管理人员提供最及时有效的信息。对于教学来说，学生能够通过系统自行预约实验室，并且查询任课教师、仪器设备、成绩等情况。对于教师来说，能够通过系统看到排课情况，学生出勤水平等。对于管理人员来说，能够通过系统掌握其他实体的相关信息，从而实时监控实验室，对其进行科学有效的管理。
参考文献
[1] 远距离RFID技术在高校实验室设备管理中的应用[J].陈宇，张雪，呼雪，李玉泽.科技资讯.2011（32）.
[2] RFID在實验室资产管理中的应用探讨[J].李松涛，金锐.实验室研究与探索.2011（03）.
作者简介
赵磊（1979-），男，辽宁锦州人，讲师，硕士，主要从事计算机应用技术、物联网教学与研究。
基金项目
辽宁省教育科学“十三五”规划2016年度立项课题（JG16EB089）。