基于Web平台的实验室信息管理系统研究与设计

周叶华

（嘉兴职业技术学院，浙江 嘉兴 314000）

随着科技的进步，互联网的迅猛发展，移动通信技术与计算机技术的融合越来越密切，高校各类管理工作也需要随之改变。近年来各高校投入固定资产的资金额逐年增加，实验设备不断增长，实验员的数量也随之增长。但实验室管理工作却没有随着新形势的变化而产生迅速的改变，一方面管理意识没有及时改变，另一方面在适应了一定的管理方法后，一时难以适应新的管理方法，而高校的管理理念往往无法及时跟上市场的步伐[1]。实验室的管理工作存在诸多的问题，例如在实验室的设备维护维修方面，还是采用普通的纸质文档或单机电子文档管理，更换人员后难以查询，实验员流动频繁，管理难度大，无法快速得出实验室的利用率、使用情况报表等。

为了解决实验室管理过程中出现的一系列不合理的问题，解决实验室资源配置问题，规范实验人员管理，提高实验室管理水平，需要开发一套行之有效的实验室信息管理系统。系统的应用可以使得管理工作科学化、制度化。系统具有多项功能，例如及时对实验员日常工作管理信息进行记录，贵重物品安全警报，实验实训设备信息快速读取，日常维修维护情况、实验室使用情况统计分析，与其他平台数据共享等，并且实现使用手机APP快速查询实验设备，快速存取维修维护记录等。

1 研究本系统的目的及意义

1.1 规范实验室管理工作，提高管理水平

信息化的发展改变了人类社会的发展，同样也影响着高校的实验室管理，为了提高高校固定资产的利用率，提升实验室管理水平，需要运用一些现代化的手段及技术。系统的使用，将有利于规范化实验室实验人员的管理，提高实验实训设备的使用率，做到物尽其用。对于实验员而言，信息化的管理方式能准确地记录并统计阶段性工作量，保障考核过程中的准确性和及时性。同时有了系统的制约，能培养实验员良好的工作习惯，从而真正实现管理工作规范化，切实提高管理水平[2]。

1.2 提升贵重物品管理安全性

近年来，物联网技术快速发展，应用领域不断扩大，无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术与ZigBee组网技术在固定资产的管理中得到广泛应用。在物联网技术发展的大背景下，有必要在嘉兴职业技术学院的固定资产管理中也引入相关物联网技术[3]。物联网技术的运用，能有效地解决固定资产与实验室信息管理系统间的互动，以及资产流动监控困难的难题，提高固定资产，特别是贵重资产的安全性。

1.3 提高工作效率

本系统建成后，不管在PC端还是在手机端都可以快速查看实验室使用情况，在设备发生故障时能快速查询设备相关使用说明、维修情况记录等，提高维修维护的效率。通过使用手机APP及电子标签，能快速读取设备信息，在资产清查时，可帮助实验员快速清查实验设备。在发生故障时，可快速查询相关维修记录，帮助实验员快速处理故障。维修维护完成后，可通过手机APP进行快速记录。在系统使用的过程中，可以根据实验室的管理需求对系统进行深入开发，真正让系统服务实验室人员及广大师生。系统的应用将大大改变实验室管理方式，使得各项工作更加规范化，能大大提升实验室的整体的管理能力，让系统成为实验室管理的得力助手[4]。

1.4 整合实验室资源、实现资源统筹规划

本系统为高校实验室提供便捷、高效的实验室管理方式，通过合理设置相关模块，为开展各项工作创造便利，方便管理员的管理工作[5]。本系统可以将其他系统相关数据整合到本系统中，无需再通过进入其他系统查询实验室相关数据，例如教务系统中的排课数据，固定资产系统中设备的基本信息。通过使用实验室信息化管理平台，能加强整合实验室资源，实现资源统筹规划。如此，可大大提高实验室服务水平，提升实验室服务能力，加强实验室的整体竞争实力[6]。

2 国内外发展现状和动态

2.1 国外LIMS系统的发展动态

实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System，LIMS）是运用计算机软件技术、计算机网络技术、数据存储技术等对实验室各类数据进行管理的计算机软件系统[7]。LIMS出现在国外20世纪70年代，但系统软件存在升级困难，不能随着需求的改变而改变等问题，因此十多年后，此类系统便被市场淘汰了。LIMS快速发展在20世纪90年代，这个阶段计算机技术快速发展，但网络技术还不发达，系统主要都是以C/S的架构呈现，但是存在功能简单、界面不太友好的问题。进入21世纪后，网络技术和Web技术快速发展，这个阶段B/S架构模式成为主流，界面友好性得到极大的提高，LIMS的发展又迈进了一个新的阶段[8]。近年来以“物联网”和“云计算”为代表的新一轮技术变革的推动下，LIMS的未来发展将呈现出新的特点。

2.2 国内LIMS系统的发展动态

国内在LIMS系统的研究和应用上相对于发达国家是滞后的，这也是国内相关计算机技术和网络技术相对滞后等原因造成的。21世纪后国内计算机技术和网络技术快速发展，各企事业单位也对信息化管理系统进行深度研究，目前我国的LIMS系统已逐渐和国际接轨。国内的发展大概分为两个阶段：第一个阶段的发展在20世纪80年代到90年代初，以单机模式的系统为主，并且未得到广泛推广[9]。只能记录一些简单的日常管理工作，数据只能部门或单位独享，也无法与其他系统进行数据共享。第二个阶段是从20世纪90年代到现在，随着网络技术和数据库技术的发展，国内大型软件公司开发出了较为成熟的LIMS系统，并得到大范围推广，在学校方面，相关系统的应用使得实验室的信息化管理水平得到了很大提高[10]。近几年，物联网技术快速发展，许多高校应用物联网技术将系统进行升级改造，LIMS也随着新技术的发展而发生诸多改变。

3 系统的研究与设计

3.1 研究内容

本课题主要研究开发新形势下高职院校基于Web平台的LIMS，并结合物联网技术系统实现智慧实验室功能。主要研究内容如下。

（1）深入分析和研究LIMS的国内外研究现状，调研当前实验室管理过程中存在的问题。通过对高校目前实验室管理的现状和所使用的管理系统进行分析比对，并阅读大量文献著作，结合实验室日常管理者的使用需求，提出系统可行性分析报告，提出新需求、新功能，确定系统研发的目标。

（2）提出本系统的系统架构与功能定义。通过具体的需求分析后，对系统进行概要设计、详细设计以及数据库设计。Web端系统采用3层架构将整个系统划分为数据访问层、业务逻辑层、表示层。根据用户使用需求，对界面的友好性及性能需求进行相应的设计。手机端软件，通过同行软件比对，进行相应界面设计和功能设计。

系统结构如图1所示。

（3）基于Web平台的实验室信息管理系统的实现。Web端软件采用.NET框架，使用ASP.NET语言开发，其中逻辑层采用Webservice技术实现。手机端采用基于Eclipse开发平台，使用Java语言进行开发。数据库采用SqlServer2008，根据系统要求实现对应数据库操作。资产清查模块及实验室资产安全模块采用ZigBee组网技术。

3.2 系统功能模块设计

通过前期需求整理分析，本系统将分为两个子系统进行设计开发，即为PC端子系统及手机端子系统。系统功能结构如图2所示。

图1 系统结构

图2 系统功能结构

（1）PC端子系统主要包含五大模块，主要有基础数据生成、基本信息管理、资产管理、日常维护管理、查询统计。功能主要包含实验人员管理、贵重资产安全防护、维修维护记录管理，数据导入模块（与教务系统、资产管理系统互通）。方便实验员快速录入相关工作数据，提高工作效率。方便领导统计分析数据，无需再多个系统读取数据。

（2）手机端子系统主要包含六大模块，资产信息查询、清查统计、障碍报修、维修维护、常见问题查询、通知公告等，功能和PC端相同模块一致。主要特色为扫码提取设备信息，资产设备安全报警功能，维修维护记录录入等。系统设计实现资产离开存放地点一定距离后即可发出警报。为实验员提供查询模块，帮助实验员快速准确清查自查，并加强贵重资产的安防功能。

3.3 用户组成

本系统的用户主要分为4类，即系统管理员、实验员、普通教师、领导，不同的用户权限不同，系统管理拥有最高权限，可通过系统设置来确定每个类别用户的使用权限。各个类别的用户描述分析如表1所示。

4 结语

实验室信息管理系统随着科技进步不断发展，在不同的年代，系统的功能和呈现方式都不同。系统总是朝着更加人性化、智能化的方向发展，并根据新技术的产生而产生新的功能。系统使用的目的是希望实验管理更加规范化、科学化、精确化，能更好地解决固定资产的管理和共享，更好地服务教学。实验室信息管理在学校的教学活动中，实验室的地位越来越重要，因此，实验室信息管理系统也越来越体现出其重要性，系统中各项数据需要与校园中其他数据进行对接，如教务系统、一卡通系统等。本系统的研发是通过运用的新的技术手段来整合各大系统数据，实现资源共享，提升实验室管理的效率，提高实验室管理水平，加强实验设备管理的安全性，快速准确掌握实验室管理情况。并且能通过系统将绝大部分的工作以信息化的手段进行收集记录，能够汇总考核评估。系统能够有效地帮助实验室管理人员以及领导减轻工作负担，提高整体竞争实力。

表1 用户角色描述分析

[1]张颖.基于物联网的高校固定资产数据库信息管理系统开发[J].信息安全与技术，2016（4）：92-95.

[2]王俊杰.高校实验室信息化管理系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2015（17）：259.

[3]刘芊.基于物联网技术下的高校固定资产清查[J].流通经济，2016（41）：71.

[4]何丽婷.浅谈LIMS在实验室管理中的作用[J].化工管理，2017（12）：62.

[5]张宇，李成.高校计算机实验室信息管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术，2016（23）：235，242.

[6]姬睿.高校实验室信息化管理系统LIMS设计与实现[J].高校实验室工作研究，2015（1）：78-79.

[7]熊贝贝.实验室信息管理系统使用现状及发展探讨[J].食品安全质量检测学报，2014（11）：3509-3513.

[8]王立辉，陈雷.基于移动互联网的高校实验室信息管理系统的设计[J].宁波教育学院学报，2016（6）：66-69.

[9]徐乐，张元才.实验室信息管理系统现状综述[J].科技情报开发与经济，2008（31）：186-187.

[10]孙莹.基于C/S架构的实验室管理系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2015.