基于门禁的实验教学中心智能管理系统研究

郭峰　陈晨　郭建平

摘 要：实验教学中心活动种类日益丰富，形式多样，功能从单一化向多元化转变。简单的门禁系统已不能满足日益增长的师生个性化活动需求，解决之道是建立基于门禁的智能管理系统。通过梳理实验室业务流程，明确整体设计，分为物联网控制模块、实验课程模块、门禁模块，建设成为物联网和课程体系联动的适用于高校实验教学中心的智能运行管理系统，提高使用效率，降低人力成本，进而实现实验中心运行管理模式的变革。

关键词：门禁；智能管理；物联网

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.14.093

0 引言

高校实验教学中心是高校实验课程的教学实训基地，承担着大量的综合性实验教学与校内模拟实习的任务。随着信息化的不断深化、创新创业教育的落地、各类项目活动的开展，实验教学中心的功能也从单一化逐渐向多元化转变，使用频率从计划内课程到计划外课程转变。

信息化在全国高等教育教学不断深入，各个高校更加注重信息化在实验教学中的应用。对于实验教学中心来说，首要问题就是如何更好的开放实验室，利用实验室设备安全、高效的进行实验活动。因此都会配备门禁管理系统，门禁系统在安全性、方便性、易管理性等方面有着绝对的优势。

1 实验教学中心门禁系统建设及现存问题

大多数的实验教学中心均已安装了门禁系统，但软件系统基本都是按照公司企业的管理模式开发的，功能集中在打卡考勤、开关门方面，门禁系统功能略显薄弱，不能与实验教学很好的联动，在以创新创业项目急剧增多的情况下，难以满足个性化使用，进而影响实验室的使用效果，因此对于提高实验管理效率有着一定的局限性。

1.1 门禁系统功能局限单一

目前高校实验教学中心大多安装的门禁系统功能单一，主要是依据后端权限的设定，前端利用指纹、密码或卡片识别后，进行门禁的开关，实现权限准入的功能。

门禁系统不能与实验设备进行联动，比如照明、计算机、投影等设备，师生进入实验室后，还需开启电源，打开计算机，进入所需系统。

门禁系统不能与学校课程考勤同步，现有的系统只是进行簡单的人员考勤，而高校学生考勤更加复杂多变。

1.2 门禁系统对实验教学中心各类活动的支撑不足

近年，随着实验教学改革的不断深入，实验教学中心的功能也从单一化逐渐向多元化转变，有计划内课程（教务统一安排的课程）、临时调课课程、课外上机、对外培训课程，再加上学生的创新创业活动，不同的课程对实验室的要求不尽相同，因此对于现有门禁来说，复杂的活动时间设置，多变的人员权限设定已经成为不可能的任务。

实验室的活动种类前所未有的丰富和多变，简单的门禁系统已不能满足日益增长的活动需求。

1.3 管理系统过多导致效率低下

实验教学中心一般有实验室预约系统、门禁系统、教务系统、操作系统管理平台，针对的业务各不相同。多种管理系统功能融合交叉、数据分散，使得资源浪费、流程繁琐、人力成本较高，不能合力有效实现实验中心运行管理。

实验教学中心需要一种更好的运行管理策略和使用模式，实现物联网与教学体系的无缝结合，互为补充利用，提高实验室管理水平，提高整体智能化运行管理水平，进而实现实践教学运行管理模式的变革。

2 基于门禁的智能管理系统关键步骤

2.1 梳理业务流程

首先梳理实验教学中心实验室使用流程和管理方法，明确各类实验室开放流程和审批权限。

实验室可大体分为会议研讨实验室、机房实验室、大型设备实验室、化学（危险）实验室，每种实验室开放管理方法、流程依据各自特点都不同，需要分别对待。

会议研讨实验室一般只有投影设备，安全系数最高，此类实验室申请流程可以最简单，只要安排不冲突即可。

机房实验室是有一定计算机数量的实验室，安全系数高，使用率和损坏率也是最高的一类实验室，因为现在所有课程均进行了不同程度信息化建设，因此此类实验室安排的课程最丰富，在设备完好率正常的情况下尽可能多安排课程。

大型设备或专业实验室属于特色实验室，安全系数中，比如汽车模拟类、建筑类，以工科院校居多，在审批时应考虑申请人的专业和使用，设定优先级。

化学（危险）实验室属于危险实验室，安全系数低，因专人专管，有专门的实验规章制度，不在讨论范围之内。

2.2 智能管理系统的整体设计

在多样化的实验活动背景下，智能管理系统的设计思路是以门禁为核心，将门禁、投影、计算机电源、照明等硬件实现自动化控制，并且将实验课程和物联网之间进行联动，实现实验室硬件（门禁、投影、计算机电源、照明）依据实验课程的使用时间智能开启和关闭。

管理系统大致分为物联网控制模块、实验课程模块、门禁模块。

2.3 物联网控制模块

物联网控制模块是经过信号识别，控制电气设备的控制系统。实验室中电气设备一般有门禁、中控设备、投影、计算机等硬件设备。

首先进行电气设备分路，即依据设备启动电流大小分配控制器。比如中控设备、投影可分为一路，每8台计算机可分为一路，门禁、照明和其他可分为一路，这样有40台计算机的实验室总共分为7路。

其次进行实验室分组，即将一个实验室里面的所有电气设备信号状态依据“开”、“关”纳入实验室中。将上述7路电气设备的“开”的信号纳入实验室“开”中，将7路电气设备的“关”的信号纳入实验室“关”中，这样当给实验室“开”的信号后，所有电气设备依次进行加电动作，给实验室“关”的信号后，所有电气设备依次进行关电动作，实现统一管理，也是整个系统的底层模块。

2.4 实验课程模块

实验教学中心活动种类繁多，包括教务的计划内课程、课外上机、培训任务、学生项目活动等。将所有活动纳入实验课程中，统一调度和分配实验室资源。

首先建立数据库，注意此数据库中的时间要与物联网控制模块的时间格式匹配，物联网控制模块依据此时间控制电气设备。

其次将上述课程分为2类，计划内课程和计划外课程。计划内课程即教务统一安排的课程，此类课程信息均在高校内部的教务系统中，一般不需要实时同步信息，每天同步一次即可。

计划外课程包括了课外上机、学生活动等需要申请、审批的课程。将实验室预约系统整合进入此管理系统中，实现数据库的统一。

最后形成可查询的实验教学中心课表，进行统一调度和分配实验室。

2.5 门禁模块

门禁模块包括权限自动分配，实验课程、物联网设备的智能联动。

首先建立门禁数据库，包含了指紋、密码、卡等基本信息；其次在实验课程数据库中查询课程，给申请人和使用人权限；最后在刷卡、密码或指纹进入实验室时，设备自动开启，或者所有设备依据课程时间自动开启和关闭。

3 结语

此管理系统依托物联网和门禁技术，针对实验教学中心运行管理特点进行整合开发，通过管理资源的整合，实现物联网与教学体系的无缝结合，互为补充利用，提升实验教学中心的运行管理水平和使用效率。通过软硬件的统一智能管理，合力体现实验中心管理运行状态。

实验教学中心进行智能化运行管理，今后还可对课程数据、考勤数据进行二次开发与挖掘，反哺教学体系的改革与建设，进而实现实验中心运行管理模式的变革。

参考文献

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