基于RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院 黃阿瓊 剛紅潤(rùn)

1.前言

在一些大型科研單位里，有許多不同功能類型的實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其側(cè)重點(diǎn)可能有所不同。由于業(yè)務(wù)相關(guān)性，其中有許多實(shí)驗(yàn)儀器可以共用，但由于信息共享不足，導(dǎo)致許多實(shí)驗(yàn)儀器利用率不高，造成資源浪費(fèi)。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)儀器價(jià)格昂貴，大小不一，功能各異，有時(shí)造成儀器難以清點(diǎn)，容易丟失或分類不清。

各實(shí)驗(yàn)室管理中遇到的問(wèn)題如下：

1）實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)構(gòu)獨(dú)立，使得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也相對(duì)獨(dú)立。由于相同行業(yè)的業(yè)務(wù)相關(guān)性，有可能此實(shí)驗(yàn)室已做過(guò)相關(guān)的項(xiàng)目，而其他實(shí)驗(yàn)室再做一遍，就造成重復(fù)勞動(dòng)。

2）目前有許多項(xiàng)目要求多科目聯(lián)合實(shí)驗(yàn)，單個(gè)實(shí)驗(yàn)室自身功能相對(duì)單一，不能獨(dú)自承擔(dān)綜合性項(xiàng)目，又無(wú)法了解是否有可合作實(shí)驗(yàn)室，易喪失聯(lián)合申請(qǐng)或承辦綜合性項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。

3）有些實(shí)驗(yàn)儀器精密度高，價(jià)格昂貴，動(dòng)輒上百萬(wàn)，實(shí)驗(yàn)室因?yàn)閭€(gè)別項(xiàng)目需要而購(gòu)買，后續(xù)又因無(wú)相關(guān)項(xiàng)目而閑置，無(wú)疑造成資金的極大浪費(fèi)。

4）每年科研單位對(duì)內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的都有例行檢查，以往對(duì)這些設(shè)備清點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，全部采用貼紙方式。但是這種貼紙方式會(huì)隨著時(shí)間而損壞和字跡模糊，造成固定資產(chǎn)盤(pán)查工作常常以繁雜的更換粘貼標(biāo)簽開(kāi)始。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)上面出現(xiàn)的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)提出一套基于RFID技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理與共享平臺(tái)。在所有實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備上粘貼RFID電子標(biāo)簽，以作為該實(shí)驗(yàn)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)，同時(shí)配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理中心與共享平臺(tái)，提供一整套資產(chǎn)管理與信息共享解決方案。

2.1 RFID簡(jiǎn)介

RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要支撐技術(shù)，RFID標(biāo)簽具有識(shí)別率高，使用壽命長(zhǎng)，防拆卸等優(yōu)點(diǎn)，適用于固定資產(chǎn)管理?，F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于物流管理、智能交通、停車場(chǎng)管理、機(jī)關(guān)企事業(yè)單位人員一卡通管理等各方面。

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

管理系統(tǒng)分為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用登記子系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。

其中實(shí)驗(yàn)室設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)使用B/S模式架構(gòu)，用戶在任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上都可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)查看設(shè)備的名稱型號(hào)所屬實(shí)驗(yàn)室等信息。用戶登錄系統(tǒng)后，可以根據(jù)自己的權(quán)限對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行更改與調(diào)整。

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用登記子系統(tǒng)使用C/S模式架構(gòu)，客戶端軟件裝在各實(shí)驗(yàn)室管理員的電腦上，通過(guò)此系統(tǒng)，方便管理員對(duì)設(shè)備的使用與借出進(jìn)行登記管理。系統(tǒng)實(shí)物架構(gòu)圖如圖1所示。

2.3 設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)功能模塊

設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)采用B/S模式架構(gòu)，其中展示模塊所有WEB用戶都可以通過(guò)登錄網(wǎng)站域名的形式進(jìn)行訪問(wèn)，而管理模塊需要用戶名密碼登錄才能進(jìn)行訪問(wèn)。

設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)分為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備展示模塊，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備檢索模塊，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理模塊，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息清單導(dǎo)出模塊，權(quán)限控制模塊五個(gè)主要的功能模塊，如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)實(shí)物架構(gòu)圖

圖2 權(quán)限控制模塊五個(gè)主要的功能模塊

下面分別介紹各模塊的作用：

2.3.1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備展示模塊

設(shè)備展示模塊通過(guò)web網(wǎng)頁(yè)方式向用戶展示各實(shí)驗(yàn)室的所有設(shè)備，包括其型號(hào)、名稱、功能等相關(guān)信息，相關(guān)信息如表1所示：（可根據(jù)具體需求增加或刪減）。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備檢索模塊

設(shè)備檢索模塊提供基于實(shí)驗(yàn)室、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備名稱等多種條件的檢索功能，此模塊配合設(shè)備展示模塊，使用戶更加方便快捷的使用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源。檢索條件如表2所示。

2.3.3 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理模塊只針對(duì)管理用戶開(kāi)放，需要有相應(yīng)的用戶名密碼登錄。此模塊提供各實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息的錄入、更新、刪除、統(tǒng)計(jì)等各項(xiàng)操作，本模塊配合權(quán)限控制模塊，使得不同級(jí)別的用戶有不同的管理權(quán)限，不同管理權(quán)限的用戶看到的管理頁(yè)面有所不同。

表1

表2

2.3.4 設(shè)備信息清單導(dǎo)出模塊

設(shè)備信息清單導(dǎo)出模塊提供將系統(tǒng)已有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息以EXCEL表格形式導(dǎo)出的功能，本模塊配合權(quán)限控制模塊，使不同權(quán)限的用戶可以導(dǎo)出不同的表格。

2.3.5 權(quán)限控制模塊

系統(tǒng)通過(guò)權(quán)限控制模塊來(lái)控制不同權(quán)限的用戶的操作權(quán)限，不同權(quán)限的用戶看到的管理界面不同。

系統(tǒng)分為系統(tǒng)管理員，科研條件處管理員，實(shí)驗(yàn)室管理員三種角色的管理員。其中系統(tǒng)管理員創(chuàng)建初始用戶，僅有創(chuàng)建用戶及維護(hù)系統(tǒng)權(quán)限；科研條件處管理員具有查看修改所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，導(dǎo)出所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息清單的權(quán)限；實(shí)驗(yàn)室管理員具有查看修改本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，導(dǎo)出本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息清單的權(quán)限。

下面列出每級(jí)管理員的權(quán)限：

系統(tǒng)管理員：添加科研條件處用戶，添加實(shí)驗(yàn)室用戶；

科研條件處管理員：修改所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，添加所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，刪除所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，添加實(shí)驗(yàn)室用戶，添加新實(shí)驗(yàn)室，導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息清單；

實(shí)驗(yàn)室管理員：修改本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，添加本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，刪除本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，導(dǎo)出本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息清單。

2.4 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用登記子系統(tǒng)功能模塊

設(shè)備使用登記子系統(tǒng)采用C/S模式架構(gòu)，在各實(shí)驗(yàn)室管理員電腦上安裝客戶端軟件，所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備采用唯一編號(hào)，實(shí)驗(yàn)人員使用設(shè)備前先經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室管理員在軟件上進(jìn)行登記備案，實(shí)驗(yàn)設(shè)備借出與歸還時(shí)也須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室管理員在軟件上進(jìn)行登記。

設(shè)備使用登記子系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)器端兩個(gè)部分，如圖3所示：

圖3 客戶端和服務(wù)器端

客戶端功能模塊分為登錄模塊，使用登記模塊，借出/歸還登記模塊，設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊。下面分別介紹各模塊的作用

2.4.1 登錄模塊

各實(shí)驗(yàn)室管理員每人擁有一套用戶名密碼，必須先進(jìn)行登錄才能進(jìn)行相關(guān)操作。登錄模塊即提供用戶名與密碼的鑒別功能。

2.4.2 使用登記模塊

實(shí)驗(yàn)人員使用設(shè)備前先到實(shí)驗(yàn)室管理員處進(jìn)行登記操作，登記模塊提供相關(guān)的登記信息，包括例如使用人名稱，使用設(shè)備名稱，使用時(shí)間，使用設(shè)備編號(hào)等信息。登記成功后，信息會(huì)上傳數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，在網(wǎng)站子系統(tǒng)或設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊中查詢?cè)撛O(shè)備狀態(tài)變?yōu)檎谑褂谩?/p>

2.4.3 借出/歸還模塊

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備在借出/歸還時(shí)須到實(shí)驗(yàn)室管理員處辦理借出/歸還操作，記錄相關(guān)的信息，例如借出（歸還）人姓名，借出設(shè)備名稱，借出時(shí)間，借出設(shè)備編號(hào)， 預(yù)期借出時(shí)間段等信息。登記成功后，信息會(huì)上傳數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，在網(wǎng)站子系統(tǒng)或設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊中查詢?cè)撛O(shè)備狀態(tài)變?yōu)榻璩鰻顟B(tài)。

2.4.4 設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊

設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊提供本實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備的使用狀態(tài)查詢的功能。

2.4.5 服務(wù)器端

服務(wù)器端分為客戶端請(qǐng)求處理模塊和逾期未還提醒模塊?？蛻舳苏?qǐng)求處理模塊主要處理客戶端提交的登記查詢等請(qǐng)求，并返回處理結(jié)果。逾期未還提醒模塊針對(duì)借出設(shè)備超過(guò)借出時(shí)間段還沒(méi)有歸還的情況，同時(shí)提醒實(shí)驗(yàn)室管理員和借出人及時(shí)處理。

3.小結(jié)

在本文中通過(guò)將RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，將所有儀器設(shè)備信息錄入成電子形式，從而解決了以往儀器設(shè)備管理困難的問(wèn)題。將儀器設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)信息發(fā)布到共享平臺(tái)中，一方面展示出該實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)實(shí)力同時(shí)使各實(shí)驗(yàn)室信息溝通無(wú)障礙，有效的消除了“信息壁壘”。