基于指紋識別的開放式實驗室管理系統(tǒng)研究

【摘 要】本文針對高校實驗室管理的問題，結(jié)合指紋識別技術(shù)，設(shè)計了一個基于Web的B/ S和C/S混合結(jié)構(gòu)的開放式實驗室管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將SQL Server作為后臺數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)有效的管理，提高教育質(zhì)量，提升實驗室以及實驗設(shè)備的利用率。

【關(guān)鍵詞】開放式實驗室 管理系統(tǒng) 指紋識別

一、 引言

高校實驗室是培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，解決問題的能力，進行科學(xué)研究探索的基地，是高校人才培養(yǎng)的基本條件之一。對于沒有時間限制的開放式實驗室，可以讓學(xué)生選擇做實驗內(nèi)容，培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力。開放式實驗室管理比普通實驗室管理更加復(fù)雜，有必要改革現(xiàn)有的實驗室管理技術(shù)。

開放式實驗室管理系統(tǒng)，是一個開放實驗室的管理而開發(fā)的信息管理系統(tǒng)，有助于幫助實驗室工作人員利用系統(tǒng)，為學(xué)生使用實驗設(shè)備快速方便地管理，徹底改變了傳統(tǒng)的手工方式存在的缺點，提高教學(xué)質(zhì)量，實驗室規(guī)范化，科學(xué)化管理，提供了高校實驗室自動化管理的解決方案。

二、開放式實驗室管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

開放式實驗室管理系統(tǒng)是實現(xiàn)實驗室管理的自動化制定管理方案，該系統(tǒng)利用指紋識別技術(shù)，通信傳輸?shù)腃 / S結(jié)構(gòu)和分布式數(shù)據(jù)庫來自動日志管理學(xué)生等管理。因此，管理系統(tǒng)的主要功能是基于指紋識別技術(shù)實現(xiàn)自動化的學(xué)生信息采集，然后交由后臺的軟件對其信息進行管理。

指紋識別儀是基于指紋識別的實驗室管理系統(tǒng)的核心部分，釆用良好的指紋識別儀可以大大提高指紋識別率。指紋識別算法是指紋識別算法的心臟，涵蓋以下圖像采集，圖像預(yù)處理，指紋特征提取，指紋匹配等指紋識別裝置。

根據(jù)實驗室的管理和總需求管理的實際情況，將系統(tǒng)劃分為三個功能模塊，和四個身份。三大主要功能包括：實驗教學(xué)管理，相關(guān)信息管理和實驗室常規(guī)設(shè)備的管理，四種身份，包括學(xué)生，教師，實驗員，系統(tǒng)管理員。這三個主要的功能模塊不是獨立的，而是相輔相成，相互統(tǒng)一的整體。具體的系統(tǒng)功能需求劃分如下：

用戶登錄：可根據(jù)不同的身份，進入不同的功能界面；用戶管理：添加，刪除和修改用戶的功能；密碼管理：密碼添加，刪除和修改等功能；班級管理：添加，修改和刪除班級的信息；實驗室管理：根據(jù)實驗室的具體情況，實驗室功能之間的區(qū)別。如：公共實驗室，專業(yè)實驗室，多媒體實驗室，網(wǎng)絡(luò)實驗室；實驗室設(shè)備管理：維護實驗室設(shè)備，對實驗室設(shè)備當前使用情況進行標注；實驗室考勤：學(xué)生在實驗室的考勤管理；實驗成績管理：學(xué)生提交實驗報告和查詢結(jié)果的工作；信息查詢：所有信息的查詢；課程管理：安排實驗課程時間和地點；實驗室日志管理：每個實驗的記錄開始結(jié)束時間和地點；反饋設(shè)備狀態(tài)：根據(jù)設(shè)備的當前狀態(tài)，提出一些修理的意見。

三、開放式實驗室管理系統(tǒng)功能詳細設(shè)計

在開放式實驗室管理系統(tǒng)的基本功能分析基礎(chǔ)上，可分為學(xué)生模塊，教師模塊，管理員模塊三個主要的大功能模塊。學(xué)生，教師，被記錄在系統(tǒng)中的學(xué)生編號或工號，該系統(tǒng)的主要用戶；管理器是該系統(tǒng)的一個重要的維護管理者。授權(quán)管理員所有的功能模塊都可以進行。維下面各功能模塊進行了詳細介紹和說明。

（一）學(xué)生模塊：學(xué)生可以瀏覽信息（個人信息，實驗室信息，成績，預(yù)約實驗項目最終結(jié)果） ，提交測試報告，反饋設(shè)備狀態(tài)，預(yù)約實驗項目和修改個人信息。一名學(xué)生在同一時間，只能參加一個實驗項目，實驗項目的預(yù)約也僅能進行一次。

（二）教師模塊：教師可以瀏覽信息（個人信息，實驗室信息，預(yù)約實驗室結(jié)果），實驗室預(yù)約，課程管理，設(shè)備狀態(tài)反饋，修改個人信息，實驗報告的收集，登記和學(xué)生的考試成績和考勤管理。

（三）管理員模塊：用戶管理，權(quán)限管理，實驗室管理，實驗室項目管理，班級管理，設(shè)備管理（采購與報廢管理設(shè)備），日志管理和實驗室反饋預(yù)約申請等；學(xué)生憑指紋，在預(yù)約的時間內(nèi)刷指紋進入相應(yīng)的實驗室，進行實驗，實驗完畢，刷指紋退出實驗室。在整個實驗過程中，管理系統(tǒng)記錄學(xué)生的相關(guān)信息，例如實驗內(nèi)容，實驗地點，實驗時間等。為了更好地管理和組織數(shù)據(jù)及其相關(guān)信息，系統(tǒng)采用了能存放和讀取大量數(shù)據(jù)和管理眾多并發(fā)用戶的 SQL Server 關(guān)系數(shù)據(jù)庫。實驗管理系統(tǒng)采用C/S系統(tǒng)架構(gòu)和B/ S相結(jié)合，管理內(nèi)部數(shù)據(jù)庫維護等功能和打印統(tǒng)計報表功能都采用的是C / S模式結(jié)構(gòu)；需要處理的Web和外部使用的B / S系統(tǒng)模式網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息是整個網(wǎng)絡(luò)訪問與查詢的核心，針對 Internet 網(wǎng)絡(luò)上成千上萬的用戶訪問，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)在完成系統(tǒng)功能的前提下，力求邏輯關(guān)系簡單。根據(jù)系統(tǒng)不同功能模塊的設(shè)計， 需要建立不同的表來存儲信息，經(jīng)過優(yōu)化后建立以下主要相關(guān)數(shù)據(jù)表：班級信息表、課程時間表、班級實驗表、實驗類型表、課程信息表、實驗信息表、學(xué)生信息表、學(xué)生實驗表、學(xué)生成績表、學(xué)生自設(shè)計實驗表、實驗室使用情況表、實驗臺與實驗表、教師信息表、儀器設(shè)備詳細信息表、設(shè)備維修記錄表等。

四、結(jié)束語

實現(xiàn)開放式管理后，學(xué)生將預(yù)約在Web上，在預(yù)約的時間進行實驗，由實驗室管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)自動存儲。大大降低了教師和實驗管理人員的工作強度。并且開放實驗室管理系統(tǒng)對于提高實驗室硬件利用率也是非常必要的?？梢愿鶕?jù)自己的條件，時間限制，自主地安排課程和設(shè)備，有效提高設(shè)備和實驗室的利用率。對于學(xué)生來所也更好的獲得信息。學(xué)生想知道的信息可以非常短的時間內(nèi)獲得。建立開放實驗室管理體系，是優(yōu)化教師教學(xué)的有效手段。

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