河南新交際了解在非接觸式IC卡和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息管理技術(shù)設(shè)計(jì)出了一套的高校實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要能完成學(xué)生的身份認(rèn)證和考勤、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)管理和各類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估用的綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表，有效地解決了人工管理的工作量大、維護(hù)困難等問(wèn)題。該方法強(qiáng)化和提高了實(shí)驗(yàn)室管理水平，為教學(xué)體制改革和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供了建議和參考。
通過(guò)這幾年高校擴(kuò)招，各工科院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓力劇增。使實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理中存在實(shí)驗(yàn)條件不足和實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)手段相對(duì)落后的兩大問(wèn)題更為突出。另外，現(xiàn)在全國(guó)高校正在進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量評(píng)估檢查，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)中的重要指標(biāo)是所開(kāi)設(shè)課程的教學(xué)工作量的統(tǒng)計(jì)，如實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)人時(shí)數(shù)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù)及開(kāi)設(shè)情況等。每年每個(gè)任課教師都進(jìn)行類(lèi)似的重復(fù)性填表工作，不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此，筆者參與了我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了基于IC卡的高校實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)上機(jī)學(xué)生的身份識(shí)別、實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源控制、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的自動(dòng)生成、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和成績(jī)的記錄、學(xué)期末各類(lèi)實(shí)驗(yàn)工作量的統(tǒng)計(jì)和上傳等。
1、 IC卡實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)原理
非接觸IC卡又稱(chēng)射頻卡，是繼條碼卡、磁卡之后推出的新一代識(shí)別卡，是射頻識(shí)別RFID技術(shù)和IC卡技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。非接觸IC卡與條碼卡、磁卡以及接觸式IC卡比較，具有高安全性、高可靠性、使用方便快捷且壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。圖1為IC卡實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)的總體原理框圖。
2、 實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的供電控制是通過(guò)驗(yàn)證學(xué)生IC卡的ID號(hào)的合法性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該功能是由IC讀卡器、服務(wù)器上的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源單片機(jī)控制系統(tǒng)三部分共同實(shí)現(xiàn)的服務(wù)器實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)預(yù)先錄入學(xué)生IC卡的ID號(hào)(設(shè)置為學(xué)生學(xué)號(hào))。學(xué)生需要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在實(shí)驗(yàn)室門(mén)口的IC讀卡器上刷卡(該刷卡器與服務(wù)器以 PS/2接口方式連接)，讀卡器自動(dòng)將卡號(hào)存入服務(wù)器鍵盤(pán)緩沖區(qū)服務(wù)器實(shí)驗(yàn)管理軟件通過(guò)查詢(xún)鍵盤(pán)緩沖區(qū)的狀態(tài)，來(lái)讀取緩沖區(qū)內(nèi)學(xué)生卡號(hào)，并與預(yù)存的合法卡號(hào)匹配。如果IC卡合法，服務(wù)器管理系統(tǒng)將卡號(hào)的末尾兩位數(shù)(一個(gè)自然班學(xué)生人數(shù)不超過(guò)35人)，以RS485通信方式傳送給實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源控制系統(tǒng)的單片機(jī)。
單片機(jī)將接收的8位卡號(hào)編碼后通過(guò)P1口送給8位譯碼電路。該譯碼器可輸出255個(gè)地址譯碼脈沖，但實(shí)際上服務(wù)器傳過(guò)來(lái)的有效8位二進(jìn)制數(shù)的范圍是1- 35。設(shè)當(dāng)前學(xué)生的卡號(hào)為i，則 Yi 輸出一個(gè)有效的TTL正脈沖信號(hào)。該脈沖觸發(fā)對(duì)應(yīng)的第i個(gè)觸發(fā)器置“1”。由于要傳送10米以上的距離來(lái)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器動(dòng)作，因此要對(duì)脈沖進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)將觸發(fā)器“1”通過(guò)D觸發(fā)器，并由電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為12伏直流電壓，使繼電器開(kāi)關(guān)閉合。于是，220伏輸入被切換到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上供電。從而完成學(xué)生身份認(rèn)證、考勤和實(shí)驗(yàn)臺(tái)供電控制的任務(wù)。
3 服務(wù)器實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)軟件由四個(gè)模塊構(gòu)成。
(1)實(shí)驗(yàn)課程管理模塊
該系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理嚴(yán)格按照教育部“關(guān)于實(shí)驗(yàn)室評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)"o因此，需錄入本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)課程的“專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱”，任課教師根據(jù)大綱分別制定本學(xué)期各實(shí)驗(yàn)班級(jí)“實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃”。全部教學(xué)計(jì)劃錄入完成后，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃、各班級(jí)學(xué)生人數(shù)(錄入學(xué)生的名單和學(xué)號(hào))、教務(wù)課程表和其它實(shí)驗(yàn)安排等因素?cái)?shù)，排定本學(xué)期本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)安排順序表。經(jīng)修改確認(rèn)后，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)“順序表”監(jiān)督記錄各實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)學(xué)生IC卡的卡號(hào)驗(yàn)證阻止非法用戶(hù)或合法用戶(hù)在非法時(shí)間開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)設(shè)備，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生作實(shí)驗(yàn)的智能化管理。
(2)儀器設(shè)備管理模塊
教學(xué)評(píng)估要求實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完好率為100 ，可見(jiàn)對(duì)儀器設(shè)備狀況的掌握和維護(hù)是保證實(shí)驗(yàn)室良好運(yùn)轉(zhuǎn)的重要條件。河南新交際系統(tǒng)要求實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員執(zhí)行“驗(yàn)收責(zé)任制”，即在實(shí)驗(yàn)結(jié)束驗(yàn)收時(shí)必須對(duì)儀器儀表的損壞和故障情況及時(shí)登記，以便管理人員進(jìn)行查詢(xún)和維修；若對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器調(diào)換，則應(yīng)及時(shí)修改數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。本實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)損壞儀器、丟失工具等情況均有明顯提示，以提醒管理人員盡快消除隱患。根據(jù)設(shè)備維修情況，管理人員要及時(shí)錄入“維修”和“待報(bào)廢”記錄，系統(tǒng)自動(dòng)刪除相應(yīng)“待修記錄”，形成設(shè)備維修和報(bào)廢情況統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為實(shí)驗(yàn)室固定資產(chǎn)管理和報(bào)廢申請(qǐng)?zhí)峁?zhǔn)確資料。
(3)監(jiān)督記錄模塊
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)服務(wù)器管理系統(tǒng)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的微機(jī)以Brower/Serve模式在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)構(gòu)成局域網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)室人員數(shù)據(jù)庫(kù)分為四級(jí)：負(fù)責(zé)人、管理人員、指導(dǎo)教師和學(xué)生，一人一張IC卡。指導(dǎo)教師根據(jù)“實(shí)驗(yàn)室課程順序表”確定有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)班級(jí)，向?qū)W生發(fā)布實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容要求。學(xué)生要持IC卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)完成后由實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的微機(jī)提交實(shí).驗(yàn)數(shù)據(jù)，服務(wù)器管理系統(tǒng)自動(dòng)記錄該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后等待驗(yàn)收。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師憑IC卡可以重新啟動(dòng)電源，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢查和評(píng)分，對(duì)設(shè)備和工具進(jìn)行驗(yàn)收;驗(yàn)收結(jié)果分別記入“學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)記錄”和“實(shí)驗(yàn)室日常記錄” 如果有儀器設(shè)備損壞會(huì)自動(dòng)形成設(shè)備待修單”。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師可以隨時(shí)將學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)錄入系統(tǒng)。
(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估表格生成模塊
該系統(tǒng)根據(jù)以上實(shí)際數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)條件，可以形成綜合評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室王作韻各類(lèi)報(bào)表。例如：根據(jù)指導(dǎo)教師輸入的“學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和記錄數(shù)據(jù)，自動(dòng)評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī);按照實(shí)驗(yàn)室評(píng)估要求，輸出各種報(bào)表：“實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃”、“綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)清單以及計(jì)算開(kāi)出率”、值班日志”、“維修記錄”及“本學(xué)期該實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)表”等。
4 系統(tǒng)特色
將IC智能卡技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室機(jī)房管理系統(tǒng)相結(jié)合給機(jī)房管理部門(mén)帶來(lái)諸多便利。表現(xiàn)如下：
(1)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)更安全：充分利用IC智能卡的存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，將持卡人的個(gè)人檔案、系統(tǒng)密碼寫(xiě)入卡中。由于卡的保密性好和不可隨意改動(dòng)等特性，、保證了從卡中所讀取的數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性，杜絕了密碼被竊的可能性。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)時(shí)，只要將學(xué)生IC卡經(jīng)讀卡器刷卡履，計(jì)算機(jī)即自動(dòng)完成系統(tǒng)合法用戶(hù)身份的驗(yàn)證，不必用鍵盤(pán)輸入密碼 若IC卡丟失或損壞，系統(tǒng)將會(huì)禁止原卡在系統(tǒng)中的一切操作，不會(huì)給系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)危險(xiǎn)。
(2)信息存儲(chǔ)：刷卡進(jìn)入系統(tǒng)后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上微機(jī)系統(tǒng)以Brower/Serve模式與服務(wù)器通信，可記錄將學(xué)生進(jìn)入、離開(kāi)系統(tǒng)的時(shí)間及所做的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。管理人員可根據(jù)記錄隨時(shí)監(jiān)控每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況。
(3)方便查詢(xún)：IC智能卡中已經(jīng)記錄了人手動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，提高了查詢(xún)效率。
5 系統(tǒng)使用效果
實(shí)驗(yàn)室的局域網(wǎng)由服務(wù)器、交換機(jī)、微機(jī)工作站等設(shè)備經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接而成。網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)采用總線型結(jié)構(gòu)，以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)種和不同操作系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)互連。服務(wù)器運(yùn)行在Windows NT+Server或Windows 2000 Sever平臺(tái)上，數(shù)據(jù)庫(kù)采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Sever710或SQLSever2000。工作站和客戶(hù)機(jī)采用Windows NT、Windows 98/2000操作系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)幾年的學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。河南新交際系統(tǒng)的使用效果總結(jié)如下。
(1)有效地解決了人工管理的工作量大、維護(hù)困難等問(wèn)題。
(2)提供了學(xué)生上機(jī)按日、月、年、特定期限的統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能。可統(tǒng)計(jì)學(xué)生上機(jī)時(shí)機(jī)房利用率和實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率等情況，為上級(jí)決策部門(mén)提供分析材料。
(3)學(xué)生身份認(rèn)證合法后才能開(kāi)機(jī)一個(gè)工作臺(tái)，注冊(cè)成功后就不臺(tái)甚再注冊(cè)另一臺(tái)機(jī)器。
(4)管理人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)視學(xué)生上機(jī)情況，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程發(fā)布指令，指導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)。
(5)IC卡還可用于學(xué)校的計(jì)算機(jī)房、圖書(shū)館、食堂及門(mén)禁等，為校園一卡通做好準(zhǔn)備。
河南新交際智能化工程有限公司服務(wù)區(qū)域：鄭州市門(mén)禁系統(tǒng)、中原區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、二七區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、金水區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、惠濟(jì)區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、管城區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、上街區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、鄭州市門(mén)禁系統(tǒng)、新鄭市門(mén)禁系統(tǒng)、登封市門(mén)禁系統(tǒng)、新密市門(mén)禁系統(tǒng)、滎陽(yáng)市門(mén)禁系統(tǒng)、中牟縣門(mén)禁系統(tǒng)、鄭東新區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)、開(kāi)封門(mén)禁系統(tǒng)、鄭州門(mén)禁系統(tǒng)、平頂山門(mén)禁系統(tǒng)、安陽(yáng)門(mén)禁系統(tǒng)、鶴壁門(mén)禁系統(tǒng)、新鄉(xiāng)門(mén)禁系統(tǒng)、焦作門(mén)禁系統(tǒng)、濮陽(yáng)門(mén)禁系統(tǒng)、許昌門(mén)禁系統(tǒng)、漯河門(mén)禁系統(tǒng)、三門(mén)峽門(mén)禁系統(tǒng)、南陽(yáng)門(mén)禁系統(tǒng)、商丘門(mén)禁系統(tǒng)、信陽(yáng)門(mén)禁系統(tǒng)、周口門(mén)禁系統(tǒng)、駐馬店門(mén)禁系統(tǒng)、濟(jì)源門(mén)禁系統(tǒng)等！
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