电子设备控制与管理系统的设计和实现分析

王 芳

（山东电子职业技术学院 山东 济南 250200）

1 引言

先进电子设备的引进虽然在一定程度上提高了我国的科技水平，但是在实际使用中，由于对电子设备管理水平的不足，使得很多电子设备未能完全发挥出其应有价值。我国近年来的通信技术的研究已经取得了显著的成效，利用无线通信技术对实验室中的电子设备进行自动化管理，能加强设备的管理力度。下文从理论的角度，对运用射频识别技术控制和管理电子设备的可行性进行研究，以提高电子设备的管理水平。

2 系统技术

2.1 C++语言

C++是C语言的继承，从宏观角度看，可将C++理解为C的超集，也可视C为C++的子集，主要根据C的不同出现时间进行确定。在常规情况下，利用C++编译器能对各种类型的C程度进行编译，但C和C++之间还是存在很大不同，C++涵盖的关键词多于C语言，C++内new与delete为配置内存的运算符；C++内有try/catch/throw异常处理机制。

2.2 射频识别技术（RFID）

射频识别技术简称RFID，是Radio Frequency Identification 的缩写。该技术的原理是通过非接触式的通信技术在阅读器和标签之间进行数据传输，利用无线电波将电子标签中储存的数据发射给阅读器，使阅读器能对电子标签中的信息进行识别。该技术的应用范围很广，如汽车晶片防盗器、动物晶片、停车场管制、物料管理等。

2.3 B/S结构

B/S结构的全称是Browser/Server，即浏览器/服务器模式，是将C/S结构重新整合后产生的一种新结构。利用该结构开发软件，使视线一次到位，开发人员可利用Internet/Intranet、LAN等介入形式随时随地操作后访问数据库及系统，打破了传统操作模式中时间和位置的限制。另外，还可应用该B/S系统管理数据库的访问权限，对访问人员进行一定的限制，使数据库的安全性更好，加强对数据的保护。

2.4 SQL Server数据库

SQL Server数据库，全称是关系型数据库管理系统。使用该系统的便捷性较高，并且具有良好的伸缩性，能对相关软件进行高度集成，具有B/S体系结构，利用SQL语言在服务器和客户机之间传达传输数据的请求。

3 设计系统

3.1 系统架构

电子设备控制与管理系统由4个模块共同构成，每个模块承担不同的职能，通过各个模块的共同协作，实现对电子设备的管理。各模块架构图见图1[1]。

图1 系统整体功能结构图

3.2 电子设备控制与管理系统各模块设计

3.2.1 电子设备监控模块

电子设备监控模块是实现控制和管理电子设备的基本模块，该模块能对设备运行中产生的各项数据和信息进行采集，用户可利用该模块编制需要监视的设备，设置需要监视的操作标准和质量控制标准，获取监视信息，还能利用电子设备监控模块对相关设备的运行状态进行检查，判断电子设备是否存在安全隐患[2]。

电子设备监控模块由设备信息监视、设备状态监视、设备质量监视、设置监视数据4个子模块共同构成，其中信息监视、状态监视和质量监视是功能模块，能对相关设备进行全面的监视，而设置监视数据则是中枢模块，是支撑另外3个功能模块开展工作的中枢系统，只有通过设置监视数据模块为另外3个模块设置建设数据，才能驱动功能模块对设备的信息、状态和质量数据进行获取。

电子设备监控模块见图2[3]。其中Quality类别表示电子设备的质量模块，通过标准认知函数quality表示电子设备的质量情况；Monitor类别表示电子设备监控模块，将电子设备的监视数据函数设为setmonitor，将监视功能函数设为monitor，将展示监视数据的函数设备showlist；以DInfo为基础实现status和quality的操作，通过monitor对其他3个模块工作状态进行监视，并将监视结果通知给相关人员。

图2 电子设备监控模块类图

3.2.2 电子设备控制管理模块

该模块是对电子设备进行操作和质量管理，用户可利用该模块设置操作电子设备的标准和控制电子设备质量的标准，相关人员能在设置完成后，按照既定标准完成操作电子设备、控制电子设备质量等工作[4]。其中，standard类是对电子设备的操作和质量控制标准进行编制，将编制操作与质量控制标准的函数设为standard，将显示操作和质量控制标准的函数设为showstandard函数；manipulate类是设置对电子设备的操作动作，将操作控制电子设备的设置函数设定为manipulate；Qcontrol类是控制质量类，管理函数为Qcontrol。

该模块功能的实现主要依托RFID技术设计控制模块，工作原理并不复杂，就是利用进入磁场的标签接收阅读器发出的射频信号，并且解读芯片中储存的产品信息，后将某一频率的信号转发出去，阅读器在接收到信号后对其进行解码，解码完成后将信息传输到中央信息系统，方便相关人员对数据进行利用和处理。

3.2.3 电子设备管理功能模块

该模块的主要功能是对电子设备的基本信息进行管理，用户可通过该功能对电子设备的基本信息进行修改、添加、删除或查询操作，完成管理的电子设备信息会被设备信息监视模块进行记录，使用户能充分掌握设备的最新基础信息。

3.2.4 历史记录管理模块

历史记录管理模块就是对设备的历史信息和记录进行管理[5]。历史记录包括电子设备的日志管理子模块、记录子模块、告警管理子模块等，用户能通过该模块对电子设备系统中生成的日志进行管理，全面地掌握电子设备的历史操作记录，在操作过程中若发生失误操作，并且系统在对误操作产生的影响进行判断后对用户发出警告，避免人为失误对电子设备的系统造成损害。

3.3 数据库设计

数据库的设计质量会直接影响整个系统的设计质量[6]。将模块化理念融入到电子设备控制与管理系统的设计当中，能对各个模块的系统功能进行整合，保证各个模块的功能得到稳定发挥。对不同模块进行操作，本质上是对不同的数据进行操作，所以在设计系统时，应将数据库的设计作为核心工作，高度重视数据库对数据处理的效率、冗余度的降低、系统运转速度的优化等。通过SQL Server 2008快速高效组织不同类型信息，对结构化和非结构化文档数据进行直接梳理，如检索、查找、同步、汇报与分析等，使信息能在任何具备储存功能的设备上储存，且不需要对数据的储存方位进行特殊的考虑。

4 系统整体实现

将C++语言作为上位机语言，实现对带电子设备的控制与管理，编译在My Eclipse下完成，结构采用B/S结构，MFC类库在系统实现中进行广泛应用，数据库应用SQL Server 2008，通过以上操作实现的电子设备控制与管理系统，能保证数据储存不被干扰，高效安全。同时，该系统应用RFID技术，应用该技术能避开障碍物直接识别标签中储存的数据，使调控电子设备的速度和效率都得到提升。

本电子设备控制与管理系统由硬件设备、软件设备、操作系统、SQL serve、数据库等基础设施共同构成，以上基础设施是支撑系统正常运行的基础。在对不同工作环境中运行的电子设备控制与管理系统进行设计时，应充分考虑系统的工作需求，通过搭建4个功能模块，即电子设备监控、电子设备控制管理、电子设备管理和历史记录，实现系统的不同功能。

5 结语

随着我国生物试验研究的不断深入，研究中使用的电子设备更新换代速度不断加快，对电子设备的控制与管理要求也不断提升。为满足当下对电子设备控制与管理的需求，需要对控制与管理系统的设计进行优化，但该设计过程非常复杂，需要投入大量人力资源，还要根据实验室设备管理的实际需求，全面考虑可能对系统运行效率产生影响的因素，加强各个子模块之间的联动和协作，才能使系统高效稳定地运行。