论射频识别技术与机房实验室管理的相结合

摘 要： 本文基于射频识别技术，C/S结构模式的设计原理，根据机房实验室管理的工作流程，设计了系统的总体框架和功能架构，提出了系统高级管理员，普通管理员，系统用户这种三层管理使用方案，并为不同的使用者开发了相应的应用模块并赋予了不同的权限。对原有复杂的工作任务和流程进行了优化改造，使系统运行与实际业务紧密结合，以服务于教学和广大师生为宗旨，创建了以信息化、自动化为核心的机房实验室管理的全新模式，具有良好的应用前景。

关键词：射频识别技术 机房实验室管理 C/S结构模式

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0015-02

当前随着计算机科学技术的快速发展以及计算机使用的不断普及，许多高等院校都配备了机房实验室。随着高校在硬件设备上的不断追加资金投入，学校机房实验室的配置也相应得到了很好地改善，并且在高校的日常教学中扮演着越来越重要的角色。近些年来随着高校在校生人数和计算机课程的不断增加，机房实验室的管理工作也日趋繁杂多样化。就以我校天津大学仁爱学院来说，目前我校经过建校10年来的发展已有九个系四个年级约10000余人，学校共有五个公共机房实验室共计500台电脑，每学期在机房实验室所上的课程，实验，实习等就多达30余门。如何利用有限的设备资源来圆满的完成各项教学任务，开发运行一套适应本校实际情况的可以实现机房实验室自动管理的系统，从而对学校的机房实验室进行更加有效的管理，这是本文的重点研究内容。

一、机房实验室管理现状

机房实验室的日常管理维护工作涉及内容非常广泛、管理技术难度大，事务繁杂工作量极大。从广义上说，计算机硬件的配置、维护以及故障的检修、计算机软件系统的安装和定期维护更新排除故障、机房实验室局域网的组建和管理维护、机房实验室电路及用电的安全保障、机房实验室环境，对上机学生的管理等都属于机房实验室管理的内容。所以说，高校机房实验室的管理是一个完整的系统工程[1]。本文主要探讨的是计算机设备的管理，上机的学生以及他们所持的上机卡管理和教学课程安排管理等方面。

随着机房实验室规模的不断扩大和计算机硬件设备的添置，这些都极大的促进了教学条件的改善，但在改善教学条件同时，也给管理方面增加了大量的工作，带来了新的亟待解决的问题。[2，3]结合我校机房实验室的实际情况，主要有以下几方面：

1.日常管理工作量大

在整个上机过程中，机房的管理维护人员要进行大量繁杂的工作。例如，平时的上机人数较多，不便于管理相关的用户帐号；需要对学生的上机情况，计时和计费情况等进行实时的监控和统计汇总；机房设备的日常管理维护工作等。传统的人工管理方式只能是安排若干管理人员，从而造成管理工作的杂乱无章，管理成本增加等问题。

2.财务方面管理问题

机房的管理工作涉及到很多财务方面的统计核算，例如学生上机的费用统计，设备管理维护的费用统计等。传统的人工管理无法做到有效准确的核查统计，会造成很多的财务漏洞和管理工作的混乱。

3.上机过程出现的问题

例如学生教学上机和业余时间自由上机会产生机房使用冲突，从而影响到正常的教学；学生在上机结束时忘记关闭计算机，管理人员必须要逐台检查，增加了许多额外的工作等。

为了解决以上问题，提高机房实验室的管理效率，降低管理人员的工作强度，采用机房实验室自动管理系统已经是势在必行的事情。随着计算机网络通信技术与智能识别卡技术的发展与结合，为实现管理的信息化、自动化提供了可能。当前机房实验室管理系统通常采用软硬件相结合方式，[4，5]即本文所要探讨的射频识别技术方式。

二、系统总体设计与实现

整个机房实验室管理系统按照其设计的功能可大致分为三个子系统：即射频卡（即学生的上机卡）管理系统，计费管理系统，用户登录客户端。每个分系统相应的操作权限分别是由不同的系统参与人员来完成的。

1.射频卡管理系统

对射频识别卡的管理是整个管理系统中非常重要的组成部分，此分系统主要设计实现的功能包括发行新卡（新卡的单张发行和批量发行），卡的充值，丢失卡的挂失与补办，卡的注销及退费等。所涉及的与后台数据库相关的操作主要包括导入新生数据（单个导入和批量导入），以备用于发行新卡；学生个人数据的修改，以备被改动学生的上机卡能够正常使用；相关数据的查询汇总；毕业生数据的清理，以用于卡注销退费操作等。此分系统的操作是作用于后台中心主数据库的，为保证数据安全，本分系统的操作是由系统权限最高的高级管理员来完成的。高级管理员也可根据需要通过此分系统设置若干普通管理员来管理其他的分系统。

2.记费管理系统

本子系统是支持整个管理系统运行的核心部分，属于整个系统C/S体系结构的中间管理端。此分系统的相关操作是与后台分数据库相联系的，其各种管理操作是由系统普通管理员来完成的。要实现的相关功能操作主要包括以下几个方面：

2.1课程信息管理

可以将未来一周甚至是更长时间的上机课程信息录入到本分系统中，待某门课程的开始时间之前，该课程所在的机房实验室自动进入教学上机状态，该实验室只有所上课程班级的学生才能进入，从而保证教学课程的顺利完成。

2.2机器实验室设备管理

可以查看各个机房实验室设备的详细信息，对出现故障的设备进行登记，及时查看整个机房实验室设备的使用情况。并根据未来机房实验室规模的扩大及时添加新增设备的信息。

2.3系统查询汇总功能

主要包括机房实验室各种基础数据的查询，系统的各种综合统计查询等。

2.4系统的监控和远程命令功能

可对正在使用过程中的计算机信息，上机学生信息等进行实时监控和查看，还可以对正在使用的设备和上机学生发送远程信息和远程控制命令（如远程控制关机等）。

2.5系统的一些特殊设置

主要包括设置系统运行参数和系统其他方面的特殊设置。系统运行参数设置，包括设置不同身份上机的相关参数，设置管理员登录密码，设置与后台数据库连接等。其他方面的特殊设置包括可以为忘记上机卡密码的学生删除密码；在学生正常下机出现故障时帮助学生强制下机的设置；非教学机房实验室预约的设置，指在一些特殊的情况下，学生不用刷卡即可登录使用计算机。

3.系统登录客户端

学生用户可通过此客户端来完成登录使用电脑。学生可在此客户端内根据不同的上机形式（即来机房上课还是平时的自由上机）来选择不同的上机方式。两者都要输入自己的正确帐号（帐号即学生的上机卡号，与学生学号是一致的）和密码（密码默认为空，学生可根据实际需要自己设置）输入正确，方可使用计算机。学生用户还可通过此客户端查看本人卡内的机时和金额，以便随时根据需要对自己的上机卡进行充值。

经过以上对系统的总体功能柜架的设计，系统各分系统以及各管理员用户之间的程序架构图如图1所示。

图1 系统程序架构图

4.系统整体实现流程

经过对系统以上几个主要子系统的分析设计，系统的整体运行实现流程可大致概括如下：

（1）射频卡管理系统主要实现的功能为卡的充值和丢失卡的补办。卡的充值是指当学生上机卡的机时或金额低于系统规定的数值时（本系统为公费机时少于60分钟，自费金额少于1元），要进行卡的自费金额充值才能正常使用。其实现流程如图2所示。

卡的补办首先要查看丢失的卡是否处于挂失状态，如果挂失则首先解除卡的挂失状态，然后根据系统规定进行补办卡的申请，申请后进行卡的补办，输入补卡的卡号和成本金额即可完成补办的过程。其实现流程如图3所示。

图2 卡充值流程图

图3 卡补办流程图

（2）计费管理系统，这里主要介绍下最主要的课程管理的功能实现过程。首先将相关的预约课程信息添加到系统中，添加后的课程将成为系统未完成的预约课程，当在此门课程开始上课前的时间之内（系统设置为提前30分钟），该课程会自动变成当前正在进行的课程，其所在的机房实验室也会变成教学上机状态，只能由课程所在班级的学生使用。当课程结束后系统管理员进行相关的结算课程操作，使其变成已完成的历史课程记录，未来可根据需要进行相关的课程数据清理或是将这些数据存入数据仓库，以备数据挖掘时使用。[6]

（3）系统登录客户端为学生用户使用，学生可持自己的有效上机卡（卡没有损坏且卡内公费机时或自费金额达到系统要求）在机房计费管理端进行刷卡登记，上机卡内的学生个人信息将被传送至后台数据库并开始计时。学生在机房内使用登录客户端选择上机形式（主要为教学上机和自由上机两种），输入自己的正确卡号和密码信息（密码默认为空，可自己设置）即可实现上机注册登记并使用电脑，学生上机结束后也要通过此客户端进行正常的下机注销关闭计算机，然后再通过机房管理端进行下机刷卡，如果学生没有正常的下机注销，管理端将继续进行计时直到学生正常下机或系统管理员进行强制下机操作后整个管理系统即停止计时。

三、系统特点

本文选择高校计算机机房实验室管理为研究开发对象，以实现机房实验室管理的自动化、信息化，提高机房实验室管理人员的工作效率并降低其工作强度为目标，以射频识别技术、数据库访问技术、网络通信技术为主要研究手段，研究开发了一个可行的系统。

首先系统全面的分析了当前高校机房实验室管理重要性及现状并与仁爱学院的机房实验室管理的具体情况相结合，根据实现情况选择了符合实际的机房实验室管理系统解决方案。

其次将整个系统分为后台数据库端，中间管理端，前台客户登录端三部分，并规定了每部分的具体操作使用人员，从而使整个系统的体系更加清晰，系统的各类使用人员的权限也更加的明细。并对系统的整体框架进行了划分，划分了上机卡管理、机房计费管理、系统登录客户端等三个子系统，并对每个分系统的主要功能操作做了一个总体的说明。

四、结束语

本文根据仁爱学院机房实验室管理的具体情况，提出了一些需要通过管理系统解决的问题，并给出相应的解决方案。基本完成了各主要系统的设计，在实际运行过程中各项功能基本上得以实现，系统运行稳定可靠，对原有复杂的工作任务和流程进行了优化改造，使系统运行与实际业务紧密结合，并在未来根据需要将对学生开放部分功能权限（如通过网络随时随地查询自己的上机卡内时间金额和所上课程），以服务于教学和广大师生为宗旨，创建了以信息化、自动化为核心的机房实验室管理的全新模式，并与我校其他的一些管理系统实现相关功能的对接，提升了学校和计算机中心机房实验室的对外形象，具有良好的应用前景。

参考文献

[1]洪涛，浅谈高校机房管理与维护，科技天地，2008：61

[2]李丽滨，浅谈机房管理和计算机实验教学管理，集美大学学报，1997：69-70

[3]陈泽波，浅析高校机房管理，科技创新论坛，2010：194

[4]张素香，李枫，浅析机房管理应用程序在机房管理中的应用，郑州纺织工学院学报，2000，6：114-120

[5]王卓人等，IC卡的技术与应用，北京：电子工业出版社，1998：76-78

[6]陈志泊，韩慧，王建新，孙俏，聂耿青，数据仓库与数据挖掘，北京：清华

大学出版社，2009，5：2-23

作者简介：朱鹏飞，（1982.10-），硕士研究生学位，天津大学仁爱学院计算机科学与技术系所属计算机教学与实验中心实验教师，助理实验师。