基于ASP.NET的高校實驗室智能管理系統的規劃設計

華北電力大學機械工程系 韓會龍

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基于ASP.NET的高校實驗室智能管理系統的規劃設計

華北電力大學機械工程系 韓會龍

【摘要】針對當前高校實驗室管理中存在的資源共享率低、設備利用率低、信息化水平低、開放管理能力不足等問題，提出了建設基于ASP.NET的校級實驗室智能管理系統的構想，并對新系統進行了需求分析、體系結構設計、模塊設計和數據庫設計。

【關鍵詞】ASP.NET；實驗室管理；體系結構

0 引言

近年來，隨著高等教育改革的持續深入，高等學校越來越重視對創新型人才的培養。在此背景下，高校實驗室在人才培養過程中日益凸顯出舉足輕重的作用，其職能也由實驗教學和科研拓展為創新型人才培養平臺。

然而，目前高校實驗室普遍采用“學校直接管理為主，校級直接管理和委托學院管理相結合”的管理體制，不能適應培養創新型人才的要求，主要存在以下幾點問題：一是同一高校不同校區、不同實驗中心相互獨立，不能實現實驗室軟硬件設備和資源的有效共享，造成同一實驗設備重復購買、設備利用率低[1]；二是信息化水平較低，現有的信息管理系統僅僅停留在對現有設備的購置、管理、統計和報廢上，功能較為單一；三是高校實驗室開放程度低，學生在實驗課程之外對實驗室的利用率低，不能充分發揮實驗室的作用[2]。基于此，本文提出了構建基于ASP.NET的校級實驗室智能管理系統的構想，以期將同一高校內的各個實驗中心相互聯系起來，實現多校區網絡協同辦公、共享優質實驗室資源、提高資源利用率的需求。

1 開發環境、工具和語言

1.1 開發環境

ASP.NET是建立在公共語言運行庫上的編程框架，是一種可以在高度分布的Internet環境中簡化應用程序開發的計算環境，可用于在服務器上生成功能強大的Web應用程序[3]。具有如下特點：一是ASP.NET是編譯性的編程框架，利用早期綁定，實施編譯來提高效率；二是ASP.NET把界面設計和程序設計以不同的文件分離開，復用性和維護性得到了提高；三是提供多種語言的內置支持，如C#、Visual Basic和JScript等。基于ASP.NET的以上優點，本文采用ASP.NET作為新系統的開發環境。

1.2 開發工具和語言

本文選用Microsoft Visual Studio 2010為開發工具，Microsoft Visual Studio 2010能夠實現并行開發、強健而靈活的軟件建模、高效的體系結構指導和關鍵測試功能，客戶可使用業界標準方法來表達應用程序的體系結構和功能，提高開發團隊的效率。選用C#作為編程語言，具有語法簡潔、面向對象、與Web緊密結合、安全性強等特點。

2 高校實驗室智能管理系統設計

2.1 需求分析

根據系統的開發目標，待開發新系統應包含以下功能：

(1)實現實驗中心日常管理的信息化。包括各個實驗室、實驗人員、實驗用房、實驗室資料文檔等實驗室資源信息；

(2)實現實驗教學管理的信息化。實現實驗教學任務與安排、實驗過程監控、實驗結果考核和課表查詢等功能；

(3)實現實驗中心開放管理的信息化，利用本系統實現實驗項目、實驗場地的網上預約、審批；

(4)實現實驗中心各實驗室儀器設備的全生命周期的科學化、信息化管理，包括儀器設備的采購、變更、維護、報廢和查詢等各個環節的管理。

(5)新系統與“一卡通”系統進行對接，實現與“一卡通”平臺的信息同步，保證“開卡即辦證，離校即注銷”，卡的更換掛失可即時與新系統關聯，能夠通過校園卡卡號密碼登錄本系統進行相應操作，同時進入和離開實驗室時需刷卡驗證。

2.2 體系結構設計

待開發的實驗室智能管理系統基于校園網和校園一卡通等現有技術進行設計和開發，以ASP.NET為開發環境，以Microsoft Visual Studio 2010為開發工具，以Microsoft SQL Server 2005為后臺數據庫，采用B/S模式進行開發。系統體系結構如圖1所示。由圖可知，該系統由三層結構組成，分別為數據庫服務器端、應用程序服務器端和客戶端組成。數據庫服務器端主要由數據庫軟件組成，負責將系統的用戶信息、數據信息等存儲在數據庫的數據表中，以供應用程序調用和查詢；應用程序服務器端主要由開發的系統相關文件和具體的插件組成，應用程序服務器端接收客戶端發來的指令，實現對數據庫中數據的讀取和存儲；客戶端通過校園網和TCP/IP協議與應用程序服務器端相連接，主要用于輸入具體的操作指令，將指令發送到應用程序服務器端，并將應用程序服務器端的運行結果呈現給用戶。

圖1 體系結構圖

2.3 模塊設計

針對當前高校實驗室信息管理系統存在的普遍問題，根據系統的需求分析和體系結構設計，對待開發系統進行了模塊設計。系統共劃分為6個子模塊，分別為系統管理模塊、實驗中心簡介模塊、實驗教學管理模塊、實驗開放管理模塊、儀器設備管理模塊和數據統計分析模塊。系統功能模塊結構如圖2所示。

圖2 功能模塊結構圖

2.3.1 系統管理模塊

系統管理模塊包括用戶管理、權限管理和信息發布三個子模塊。用戶管理主要完成系統用戶對自身信息的查詢和維護；權限管理是由系統管理員對不同用戶組的系統權限進行設定和維護；信息發布用于實時發布實驗室相關信息。

2.3.2 實驗中心簡介模塊

實驗中心簡介模塊包括概況介紹、機構設置、人員信息等三個子模塊。概況介紹是對實驗中心總體情況進行介紹；機構設置是對校級實驗中心下屬分支機構進行簡介；人員信息是對實驗中心從業人員信息進行公開。

2.3.3 實驗教學管理模塊

實驗教學管理模塊劃分為實驗任務、試驗質量管理、實驗資源管理、實驗課表管理和實驗成績查詢等五個子模塊。實驗任務是開學初由實驗主管部門向各個實驗室下發本學期實驗任務與安排，并對實驗任務和安排進行管理；實驗質量管理是由各個實驗室實驗師對實驗考勤、實驗報告、實驗成績進行管理，學生用戶可以進行相應查詢；實驗資源管理是對電子版的實驗指導書、實驗報告模板及實驗相關資料進行上傳和維護；實驗課表管理用以生成針對學生、教師和實驗師的實驗課表；實驗成績查詢提供給學生用以實驗成績的查詢。

2.3.4 實驗開放管理模塊

實驗開放管理模塊包括預約管理、項目開放管理和空間開放管理。預約管理完成實驗、場地和儀器設備預約使用的功能；項目開放管理由實驗師對實驗項目和設備預約進行審核和排序；空間開放管理由實驗師對場地預約進行審核。

2.3.5 儀器設備管理模塊

儀器設備管理模塊分為儀器設備采購、變更、報廢和查詢四個子模塊，完成實驗設備的采購、變更、報廢和查詢的功能。

2.3.6 數據統計分析模塊

數據統計分析模塊主要完成一卡通讀卡管理、實驗數據的統計和分析功能。對實驗中心各實驗室使用情況進行統計分析，為決策者決策提供數據支持。

2.4 數據庫設計

Microsoft SQL Server數據庫是一種十分常用的關系型數據庫，具有操作簡單，易于維護，方便用戶訪問數據等優點，同時提供了視圖、存儲過程、觸發器、索引等對象。新系統使用Microsoft SQL Server數據庫作為后臺數據庫。主要的數據表有實驗室信息表、實驗人員信息表、儀器設備信息表、用戶信息表、實驗項目信息表、實驗場地表等。

3 結束語

基于ASP.NET的實驗室智能管理系統的投入使用，能夠有效整合學校實驗教學資源和儀器設備，實現不同校區、不同實驗室之間的信息溝通，實現實驗室現有資源的使用效率最大化，對于實驗室開放管理和學生創新能力的培養具有一定的促進作用，提高高校創新人才培養的能力。

參考文獻

[1]伍燕青.基于云計算的實驗室管理信息系統設計[J].實驗室研究與探索,2013,08:291-296.

[2]吳文華,楊慶,沈新元等.智能實驗室管理系統下的實驗室開放管理[J].實驗技術與管理,2011,02:172-176+197.

[3]趙英良,仇國巍,衛顏俊等.軟件開發技術基礎[M].北京:機械工業出版社,2015:207-213.

韓會龍（1988—），男，河北保定人，碩士，助理工程師，主要研究方向：高校實驗室建設與管理。

作者簡介：