論射頻識(shí)別技術(shù)與機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的相結(jié)合

摘 要： 本文基于射頻識(shí)別技術(shù)，C/S結(jié)構(gòu)模式的設(shè)計(jì)原理，根據(jù)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的工作流程，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體框架和功能架構(gòu)，提出了系統(tǒng)高級(jí)管理員，普通管理員，系統(tǒng)用戶這種三層管理使用方案，并為不同的使用者開發(fā)了相應(yīng)的應(yīng)用模塊并賦予了不同的權(quán)限。對(duì)原有復(fù)雜的工作任務(wù)和流程進(jìn)行了優(yōu)化改造，使系統(tǒng)運(yùn)行與實(shí)際業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，以服務(wù)于教學(xué)和廣大師生為宗旨，創(chuàng)建了以信息化、自動(dòng)化為核心的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的全新模式，具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù) 機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理 C/S結(jié)構(gòu)模式

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）05-0015-02

當(dāng)前隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)使用的不斷普及，許多高等院校都配備了機(jī)房實(shí)驗(yàn)室。隨著高校在硬件設(shè)備上的不斷追加資金投入，學(xué)校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的配置也相應(yīng)得到了很好地改善，并且在高校的日常教學(xué)中扮演著越來越重要的角色。近些年來隨著高校在校生人數(shù)和計(jì)算機(jī)課程的不斷增加，機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的管理工作也日趨繁雜多樣化。就以我校天津大學(xué)仁愛學(xué)院來說，目前我校經(jīng)過建校10年來的發(fā)展已有九個(gè)系四個(gè)年級(jí)約10000余人，學(xué)校共有五個(gè)公共機(jī)房實(shí)驗(yàn)室共計(jì)500臺(tái)電腦，每學(xué)期在機(jī)房實(shí)驗(yàn)室所上的課程，實(shí)驗(yàn)，實(shí)習(xí)等就多達(dá)30余門。如何利用有限的設(shè)備資源來圓滿的完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，開發(fā)運(yùn)行一套適應(yīng)本校實(shí)際情況的可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)管理的系統(tǒng)，從而對(duì)學(xué)校的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更加有效的管理，這是本文的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

一、機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀

機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的日常管理維護(hù)工作涉及內(nèi)容非常廣泛、管理技術(shù)難度大，事務(wù)繁雜工作量極大。從廣義上說，計(jì)算機(jī)硬件的配置、維護(hù)以及故障的檢修、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的安裝和定期維護(hù)更新排除故障、機(jī)房實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)的組建和管理維護(hù)、機(jī)房實(shí)驗(yàn)室電路及用電的安全保障、機(jī)房實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，對(duì)上機(jī)學(xué)生的管理等都屬于機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的內(nèi)容。所以說，高校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的管理是一個(gè)完整的系統(tǒng)工程[1]。本文主要探討的是計(jì)算機(jī)設(shè)備的管理，上機(jī)的學(xué)生以及他們所持的上機(jī)卡管理和教學(xué)課程安排管理等方面。

隨著機(jī)房實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的不斷擴(kuò)大和計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的添置，這些都極大的促進(jìn)了教學(xué)條件的改善，但在改善教學(xué)條件同時(shí)，也給管理方面增加了大量的工作，帶來了新的亟待解決的問題。[2，3]結(jié)合我校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，主要有以下幾方面：

1.日常管理工作量大

在整個(gè)上機(jī)過程中，機(jī)房的管理維護(hù)人員要進(jìn)行大量繁雜的工作。例如，平時(shí)的上機(jī)人數(shù)較多，不便于管理相關(guān)的用戶帳號(hào)；需要對(duì)學(xué)生的上機(jī)情況，計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)匯總；機(jī)房設(shè)備的日常管理維護(hù)工作等。傳統(tǒng)的人工管理方式只能是安排若干管理人員，從而造成管理工作的雜亂無章，管理成本增加等問題。

2.財(cái)務(wù)方面管理問題

機(jī)房的管理工作涉及到很多財(cái)務(wù)方面的統(tǒng)計(jì)核算，例如學(xué)生上機(jī)的費(fèi)用統(tǒng)計(jì)，設(shè)備管理維護(hù)的費(fèi)用統(tǒng)計(jì)等。傳統(tǒng)的人工管理無法做到有效準(zhǔn)確的核查統(tǒng)計(jì)，會(huì)造成很多的財(cái)務(wù)漏洞和管理工作的混亂。

3.上機(jī)過程出現(xiàn)的問題

例如學(xué)生教學(xué)上機(jī)和業(yè)余時(shí)間自由上機(jī)會(huì)產(chǎn)生機(jī)房使用沖突，從而影響到正常的教學(xué)；學(xué)生在上機(jī)結(jié)束時(shí)忘記關(guān)閉計(jì)算機(jī)，管理人員必須要逐臺(tái)檢查，增加了許多額外的工作等。

為了解決以上問題，提高機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的管理效率，降低管理人員的工作強(qiáng)度，采用機(jī)房實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)管理系統(tǒng)已經(jīng)是勢(shì)在必行的事情。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與智能識(shí)別卡技術(shù)的發(fā)展與結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)管理的信息化、自動(dòng)化提供了可能。當(dāng)前機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)通常采用軟硬件相結(jié)合方式，[4，5]即本文所要探討的射頻識(shí)別技術(shù)方式。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

整個(gè)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)按照其設(shè)計(jì)的功能可大致分為三個(gè)子系統(tǒng)：即射頻卡（即學(xué)生的上機(jī)卡）管理系統(tǒng)，計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)，用戶登錄客戶端。每個(gè)分系統(tǒng)相應(yīng)的操作權(quán)限分別是由不同的系統(tǒng)參與人員來完成的。

1.射頻卡管理系統(tǒng)

對(duì)射頻識(shí)別卡的管理是整個(gè)管理系統(tǒng)中非常重要的組成部分，此分系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能包括發(fā)行新卡（新卡的單張發(fā)行和批量發(fā)行），卡的充值，丟失卡的掛失與補(bǔ)辦，卡的注銷及退費(fèi)等。所涉及的與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫相關(guān)的操作主要包括導(dǎo)入新生數(shù)據(jù)（單個(gè)導(dǎo)入和批量導(dǎo)入），以備用于發(fā)行新卡；學(xué)生個(gè)人數(shù)據(jù)的修改，以備被改動(dòng)學(xué)生的上機(jī)卡能夠正常使用；相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢匯總；畢業(yè)生數(shù)據(jù)的清理，以用于卡注銷退費(fèi)操作等。此分系統(tǒng)的操作是作用于后臺(tái)中心主數(shù)據(jù)庫的，為保證數(shù)據(jù)安全，本分系統(tǒng)的操作是由系統(tǒng)權(quán)限最高的高級(jí)管理員來完成的。高級(jí)管理員也可根據(jù)需要通過此分系統(tǒng)設(shè)置若干普通管理員來管理其他的分系統(tǒng)。

2.記費(fèi)管理系統(tǒng)

本子系統(tǒng)是支持整個(gè)管理系統(tǒng)運(yùn)行的核心部分，屬于整個(gè)系統(tǒng)C/S體系結(jié)構(gòu)的中間管理端。此分系統(tǒng)的相關(guān)操作是與后臺(tái)分?jǐn)?shù)據(jù)庫相聯(lián)系的，其各種管理操作是由系統(tǒng)普通管理員來完成的。要實(shí)現(xiàn)的相關(guān)功能操作主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1課程信息管理

可以將未來一周甚至是更長(zhǎng)時(shí)間的上機(jī)課程信息錄入到本分系統(tǒng)中，待某門課程的開始時(shí)間之前，該課程所在的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)進(jìn)入教學(xué)上機(jī)狀態(tài)，該實(shí)驗(yàn)室只有所上課程班級(jí)的學(xué)生才能進(jìn)入，從而保證教學(xué)課程的順利完成。

2.2機(jī)器實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理

可以查看各個(gè)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的詳細(xì)信息，對(duì)出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行登記，及時(shí)查看整個(gè)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用情況。并根據(jù)未來機(jī)房實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的擴(kuò)大及時(shí)添加新增設(shè)備的信息。

2.3系統(tǒng)查詢匯總功能

主要包括機(jī)房實(shí)驗(yàn)室各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查詢，系統(tǒng)的各種綜合統(tǒng)計(jì)查詢等。

2.4系統(tǒng)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程命令功能

可對(duì)正在使用過程中的計(jì)算機(jī)信息，上機(jī)學(xué)生信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和查看，還可以對(duì)正在使用的設(shè)備和上機(jī)學(xué)生發(fā)送遠(yuǎn)程信息和遠(yuǎn)程控制命令（如遠(yuǎn)程控制關(guān)機(jī)等）。

2.5系統(tǒng)的一些特殊設(shè)置

主要包括設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和系統(tǒng)其他方面的特殊設(shè)置。系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置不同身份上機(jī)的相關(guān)參數(shù)，設(shè)置管理員登錄密碼，設(shè)置與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫連接等。其他方面的特殊設(shè)置包括可以為忘記上機(jī)卡密碼的學(xué)生刪除密碼；在學(xué)生正常下機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)幫助學(xué)生強(qiáng)制下機(jī)的設(shè)置；非教學(xué)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室預(yù)約的設(shè)置，指在一些特殊的情況下，學(xué)生不用刷卡即可登錄使用計(jì)算機(jī)。

3.系統(tǒng)登錄客戶端

學(xué)生用戶可通過此客戶端來完成登錄使用電腦。學(xué)生可在此客戶端內(nèi)根據(jù)不同的上機(jī)形式（即來機(jī)房上課還是平時(shí)的自由上機(jī)）來選擇不同的上機(jī)方式。兩者都要輸入自己的正確帳號(hào)（帳號(hào)即學(xué)生的上機(jī)卡號(hào)，與學(xué)生學(xué)號(hào)是一致的）和密碼（密碼默認(rèn)為空，學(xué)生可根據(jù)實(shí)際需要自己設(shè)置）輸入正確，方可使用計(jì)算機(jī)。學(xué)生用戶還可通過此客戶端查看本人卡內(nèi)的機(jī)時(shí)和金額，以便隨時(shí)根據(jù)需要對(duì)自己的上機(jī)卡進(jìn)行充值。

經(jīng)過以上對(duì)系統(tǒng)的總體功能柜架的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)各分系統(tǒng)以及各管理員用戶之間的程序架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)程序架構(gòu)圖

4.系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)流程

經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)以上幾個(gè)主要子系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的整體運(yùn)行實(shí)現(xiàn)流程可大致概括如下：

（1）射頻卡管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能為卡的充值和丟失卡的補(bǔ)辦。卡的充值是指當(dāng)學(xué)生上機(jī)卡的機(jī)時(shí)或金額低于系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)值時(shí)（本系統(tǒng)為公費(fèi)機(jī)時(shí)少于60分鐘，自費(fèi)金額少于1元），要進(jìn)行卡的自費(fèi)金額充值才能正常使用。其實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示。

卡的補(bǔ)辦首先要查看丟失的卡是否處于掛失狀態(tài)，如果掛失則首先解除卡的掛失狀態(tài)，然后根據(jù)系統(tǒng)規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)辦卡的申請(qǐng)，申請(qǐng)后進(jìn)行卡的補(bǔ)辦，輸入補(bǔ)卡的卡號(hào)和成本金額即可完成補(bǔ)辦的過程。其實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。

圖2 卡充值流程圖

圖3 卡補(bǔ)辦流程圖

（2）計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)，這里主要介紹下最主要的課程管理的功能實(shí)現(xiàn)過程。首先將相關(guān)的預(yù)約課程信息添加到系統(tǒng)中，添加后的課程將成為系統(tǒng)未完成的預(yù)約課程，當(dāng)在此門課程開始上課前的時(shí)間之內(nèi)（系統(tǒng)設(shè)置為提前30分鐘），該課程會(huì)自動(dòng)變成當(dāng)前正在進(jìn)行的課程，其所在的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室也會(huì)變成教學(xué)上機(jī)狀態(tài)，只能由課程所在班級(jí)的學(xué)生使用。當(dāng)課程結(jié)束后系統(tǒng)管理員進(jìn)行相關(guān)的結(jié)算課程操作，使其變成已完成的歷史課程記錄，未來可根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)的課程數(shù)據(jù)清理或是將這些數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)倉庫，以備數(shù)據(jù)挖掘時(shí)使用。[6]

（3）系統(tǒng)登錄客戶端為學(xué)生用戶使用，學(xué)生可持自己的有效上機(jī)卡（卡沒有損壞且卡內(nèi)公費(fèi)機(jī)時(shí)或自費(fèi)金額達(dá)到系統(tǒng)要求）在機(jī)房計(jì)費(fèi)管理端進(jìn)行刷卡登記，上機(jī)卡內(nèi)的學(xué)生個(gè)人信息將被傳送至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫并開始計(jì)時(shí)。學(xué)生在機(jī)房?jī)?nèi)使用登錄客戶端選擇上機(jī)形式（主要為教學(xué)上機(jī)和自由上機(jī)兩種），輸入自己的正確卡號(hào)和密碼信息（密碼默認(rèn)為空，可自己設(shè)置）即可實(shí)現(xiàn)上機(jī)注冊(cè)登記并使用電腦，學(xué)生上機(jī)結(jié)束后也要通過此客戶端進(jìn)行正常的下機(jī)注銷關(guān)閉計(jì)算機(jī)，然后再通過機(jī)房管理端進(jìn)行下機(jī)刷卡，如果學(xué)生沒有正常的下機(jī)注銷，管理端將繼續(xù)進(jìn)行計(jì)時(shí)直到學(xué)生正常下機(jī)或系統(tǒng)管理員進(jìn)行強(qiáng)制下機(jī)操作后整個(gè)管理系統(tǒng)即停止計(jì)時(shí)。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

本文選擇高校計(jì)算機(jī)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理為研究開發(fā)對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的自動(dòng)化、信息化，提高機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作效率并降低其工作強(qiáng)度為目標(biāo)，以射頻識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為主要研究手段，研究開發(fā)了一個(gè)可行的系統(tǒng)。

首先系統(tǒng)全面的分析了當(dāng)前高校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理重要性及現(xiàn)狀并與仁愛學(xué)院的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的具體情況相結(jié)合，根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況選擇了符合實(shí)際的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)解決方案。

其次將整個(gè)系統(tǒng)分為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫端，中間管理端，前臺(tái)客戶登錄端三部分，并規(guī)定了每部分的具體操作使用人員，從而使整個(gè)系統(tǒng)的體系更加清晰，系統(tǒng)的各類使用人員的權(quán)限也更加的明細(xì)。并對(duì)系統(tǒng)的整體框架進(jìn)行了劃分，劃分了上機(jī)卡管理、機(jī)房計(jì)費(fèi)管理、系統(tǒng)登錄客戶端等三個(gè)子系統(tǒng)，并對(duì)每個(gè)分系統(tǒng)的主要功能操作做了一個(gè)總體的說明。

四、結(jié)束語

本文根據(jù)仁愛學(xué)院機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的具體情況，提出了一些需要通過管理系統(tǒng)解決的問題，并給出相應(yīng)的解決方案。基本完成了各主要系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行過程中各項(xiàng)功能基本上得以實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，對(duì)原有復(fù)雜的工作任務(wù)和流程進(jìn)行了優(yōu)化改造，使系統(tǒng)運(yùn)行與實(shí)際業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，并在未來根據(jù)需要將對(duì)學(xué)生開放部分功能權(quán)限（如通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地查詢自己的上機(jī)卡內(nèi)時(shí)間金額和所上課程），以服務(wù)于教學(xué)和廣大師生為宗旨，創(chuàng)建了以信息化、自動(dòng)化為核心的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理的全新模式，并與我校其他的一些管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的對(duì)接，提升了學(xué)校和計(jì)算機(jī)中心機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的對(duì)外形象，具有良好的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介：朱鵬飛，（1982.10-），碩士研究生學(xué)位，天津大學(xué)仁愛學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系所屬計(jì)算機(jī)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教師，助理實(shí)驗(yàn)師。