基于RFID技術(shù)的實(shí)驗設備共享平臺設計

1.前言

在一些大型科研單位里，有許多不同功能類(lèi)型的實(shí)驗室，承擔不同的實(shí)驗項目，其側重點(diǎn)可能有所不同。由于業(yè)務(wù)相關(guān)性，其中有許多實(shí)驗儀器可以共用，但由于信息共享不足，導致許多實(shí)驗儀器利用率不高，造成資源浪費。同時(shí)由于實(shí)驗儀器價(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(lèi)不清。

各實(shí)驗室管理中遇到的問(wèn)題如下：

1)實(shí)驗室管理機構獨立，使得實(shí)驗項目也相對獨立。由于相同行業(yè)的業(yè)務(wù)相關(guān)性，有可能此實(shí)驗室已做過(guò)相關(guān)的項目，而其他實(shí)驗室再做一遍，就造成重復勞動(dòng)。

2)目前有許多項目要求多科目聯(lián)合實(shí)驗，單個(gè)實(shí)驗室自身功能相對單一，不能獨自承擔綜合性項目，又無(wú)法了解是否有可合作實(shí)驗室，易喪失聯(lián)合申請或承辦綜合性項目的機會(huì )。

3)有些實(shí)驗儀器精密度高，價(jià)格昂貴，動(dòng)輒上百萬(wàn)，實(shí)驗室因為個(gè)別項目需要而購買(mǎi)，后續又因無(wú)相關(guān)項目而閑置，無(wú)疑造成資金的極大浪費。

4)每年科研單位對內部實(shí)驗室設備的都有例行檢查，以往對這些設備清點(diǎn)統計，全部采用貼紙方式。但是這種貼紙方式會(huì )隨著(zhù)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簽開(kāi)始。

2.系統設計

針對上面出現的問(wèn)題，本文設計提出一套基于RFID技術(shù)的實(shí)驗室設備管理與共享平臺。

在所有實(shí)驗儀器設備上粘貼RFID電子標簽，以作為該實(shí)驗設備的唯一標識，同時(shí)配備相應的數據管理中心與共享平臺，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(chēng)電子標簽、無(wú)線(xiàn)射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號識別特定目標并讀寫(xiě)相關(guān)數據，而無(wú)需識別系統與特定目標之間建立機械或光學(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標簽具有識別率高，使用壽命長(cháng)，防拆卸等優(yōu)點(diǎn)，適用于固定資產(chǎn)管理?，F已大規模應用于物流管理、智能交通、停車(chē)場(chǎng)管理、機關(guān)企事業(yè)單位人員一卡通管理等各方面。

2.2 系統總體架構設計

管理系統分為實(shí)驗室設備展示與管理子系統和實(shí)驗室設備使用登記子系統兩個(gè)子系統。

其中實(shí)驗室設備展示與管理子系統使用B/S模式架構，用戶(hù)在任何一臺計算機上都可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)查看設備的名稱(chēng)型號所屬實(shí)驗室等信息。用戶(hù)登錄系統后，可以根據自己的權限對設備信息進(jìn)行更改與調整。

實(shí)驗室設備使用登記子系統使用C/S模式架構，客戶(hù)端軟件裝在各實(shí)驗室管理員的電腦上，通過(guò)此系統，方便管理員對設備的使用與借出進(jìn)行登記管理。系統實(shí)物架構圖如圖1所示。

2.3 設備展示與管理子系統功能模塊

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

設備展示與管理子系統分為實(shí)驗室設備展示模塊，實(shí)驗室設備檢索模塊，實(shí)驗室設備管理模塊，實(shí)驗室設備信息清單導出模塊，權限控制模塊五個(gè)主要的功能模塊，如圖2所示。

下面分別介紹各模塊的作用：

2.3.1 實(shí)驗室設備展示模塊

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

2.3.2 實(shí)驗室設備檢索模塊

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

2.3.3 實(shí)驗室設備管理模塊

設備管理模塊只針對管理用戶(hù)開(kāi)放，需要有相應的用戶(hù)名密碼登錄。此模塊提供各實(shí)驗室設備信息的錄入、更新、刪除、統計等各項操作，本模塊配合權限控制模塊，使得不同級別的用戶(hù)有不同的管理權限，不同管理權限的用戶(hù)看到的管理頁(yè)面有所不同。

2.3.4 設備信息清單導出模塊

設備信息清單導出模塊提供將系統已有實(shí)驗室設備信息以EXCEL表格形式導出的功能，本模塊配合權限控制模塊，使不同權限的用戶(hù)可以導出不同的表格。

2.3.5 權限控制模塊

系統通過(guò)權限控制模塊來(lái)控制不同權限的用戶(hù)的操作權限，不同權限的用戶(hù)看到的管理界面不同。

系統分為系統管理員，科研條件處管理員，實(shí)驗室管理員三種角色的管理員。其中系統管理員創(chuàng )建初始用戶(hù)，僅有創(chuàng )建用戶(hù)及維護系統權限;科研條件處管理員具有查看修改所有實(shí)驗室設備信息，導出所有實(shí)驗室設備信息清單的權限;實(shí)驗室管理員具有查看修改本實(shí)驗室設備信息，導出本實(shí)驗室設備信息清單的權限。

下面列出每級管理員的權限：

系統管理員：添加科研條件處用戶(hù)，添加實(shí)驗室用戶(hù);科研條件處管理員：修改所有實(shí)驗室設備信息，添加所有實(shí)驗室設備信息，刪除所有實(shí)驗室設備信息，添加實(shí)驗室用戶(hù)，添加新實(shí)驗室，導出實(shí)驗室設備信息清單;實(shí)驗室管理員：修改本實(shí)驗室設備信息，添加本實(shí)驗室設備信息，刪除本實(shí)驗室設備信息，導出本實(shí)驗室設備信息清單。

2.4 實(shí)驗室設備使用登記子系統功能模塊

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

設備使用登記子系統分為客戶(hù)端和服務(wù)器端兩個(gè)部分，如圖3所示：

客戶(hù)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，設備狀態(tài)記錄查詢(xún)模塊。下面分別介紹各模塊的作用2.4.1 登錄模塊

各實(shí)驗室管理員每人擁有一套用戶(hù)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(hù)名與密碼的鑒別功能。

2.4.2 使用登記模塊

實(shí)驗人員使用設備前先到實(shí)驗室管理員處進(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(chēng)，使用設備名稱(chēng)，使用時(shí)間，使用設備編號等信息。登記成功后，信息會(huì )上傳數據庫服務(wù)器，在網(wǎng)站子系統或設備狀態(tài)記錄查詢(xún)模塊中查詢(xún)該設備狀態(tài)變?yōu)檎谑褂谩?/p>

2.4.3 借出/歸還模塊

實(shí)驗室設備在借出/歸還時(shí)須到實(shí)驗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，借出設備名稱(chēng)，借出時(shí)間，借出設備編號，預期借出時(shí)間段等信息。登記成功后，信息會(huì )上傳數據庫服務(wù)器，在網(wǎng)站子系統或設備狀態(tài)記錄查詢(xún)模塊中查詢(xún)該設備狀態(tài)變?yōu)榻璩鰻顟B(tài)。

2.4.4 設備狀態(tài)記錄查詢(xún)模塊

設備狀態(tài)記錄查詢(xún)模塊提供本實(shí)驗室所有設備的使用狀態(tài)查詢(xún)的功能。

2.4.5 服務(wù)器端

服務(wù)器端分為客戶(hù)端請求處理模塊和逾期未還提醒模塊?？蛻?hù)端請求處理模塊主要處理客戶(hù)端提交的登記查詢(xún)等請求，并返回處理結果。逾期未還提醒模塊針對借出設備超過(guò)借出時(shí)間段還沒(méi)有歸還的情況，同時(shí)提醒實(shí)驗室管理員和借出人及時(shí)處理。

3.小結

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