電子設備控制與管理系統的設計和實現分析

王 芳

（山東電子職業技術學院 山東 濟南 250200）

1 引言

先進電子設備的引進雖然在一定程度上提高了我國的科技水平，但是在實際使用中，由于對電子設備管理水平的不足，使得很多電子設備未能完全發揮出其應有價值。我國近年來的通信技術的研究已經取得了顯著的成效，利用無線通信技術對實驗室中的電子設備進行自動化管理，能加強設備的管理力度。下文從理論的角度，對運用射頻識別技術控制和管理電子設備的可行性進行研究，以提高電子設備的管理水平。

2 系統技術

2.1 C++語言

C++是C語言的繼承，從宏觀角度看，可將C++理解為C的超集，也可視C為C++的子集，主要根據C的不同出現時間進行確定。在常規情況下，利用C++編譯器能對各種類型的C程度進行編譯，但C和C++之間還是存在很大不同，C++涵蓋的關鍵詞多于C語言，C++內new與delete為配置內存的運算符；C++內有try/catch/throw異常處理機制。

2.2 射頻識別技術（RFID）

射頻識別技術簡稱RFID，是Radio Frequency Identification 的縮寫。該技術的原理是通過非接觸式的通信技術在閱讀器和標簽之間進行數據傳輸，利用無線電波將電子標簽中儲存的數據發射給閱讀器，使閱讀器能對電子標簽中的信息進行識別。該技術的應用范圍很廣，如汽車晶片防盜器、動物晶片、停車場管制、物料管理等。

2.3 B/S結構

B/S結構的全稱是Browser/Server，即瀏覽器/服務器模式，是將C/S結構重新整合后產生的一種新結構。利用該結構開發軟件，使視線一次到位，開發人員可利用Internet/Intranet、LAN等介入形式隨時隨地操作后訪問數據庫及系統，打破了傳統操作模式中時間和位置的限制。另外，還可應用該B/S系統管理數據庫的訪問權限，對訪問人員進行一定的限制，使數據庫的安全性更好，加強對數據的保護。

2.4 SQL Server數據庫

SQL Server數據庫，全稱是關系型數據庫管理系統。使用該系統的便捷性較高，并且具有良好的伸縮性，能對相關軟件進行高度集成，具有B/S體系結構，利用SQL語言在服務器和客戶機之間傳達傳輸數據的請求。

3 設計系統

3.1 系統架構

電子設備控制與管理系統由4個模塊共同構成，每個模塊承擔不同的職能，通過各個模塊的共同協作，實現對電子設備的管理。各模塊架構圖見圖1[1]。

圖1 系統整體功能結構圖

3.2 電子設備控制與管理系統各模塊設計

3.2.1 電子設備監控模塊

電子設備監控模塊是實現控制和管理電子設備的基本模塊，該模塊能對設備運行中產生的各項數據和信息進行采集，用戶可利用該模塊編制需要監視的設備，設置需要監視的操作標準和質量控制標準，獲取監視信息，還能利用電子設備監控模塊對相關設備的運行狀態進行檢查，判斷電子設備是否存在安全隱患[2]。

電子設備監控模塊由設備信息監視、設備狀態監視、設備質量監視、設置監視數據4個子模塊共同構成，其中信息監視、狀態監視和質量監視是功能模塊，能對相關設備進行全面的監視，而設置監視數據則是中樞模塊，是支撐另外3個功能模塊開展工作的中樞系統，只有通過設置監視數據模塊為另外3個模塊設置建設數據，才能驅動功能模塊對設備的信息、狀態和質量數據進行獲取。

電子設備監控模塊見圖2[3]。其中Quality類別表示電子設備的質量模塊，通過標準認知函數quality表示電子設備的質量情況；Monitor類別表示電子設備監控模塊，將電子設備的監視數據函數設為setmonitor，將監視功能函數設為monitor，將展示監視數據的函數設備showlist；以DInfo為基礎實現status和quality的操作，通過monitor對其他3個模塊工作狀態進行監視，并將監視結果通知給相關人員。

圖2 電子設備監控模塊類圖

3.2.2 電子設備控制管理模塊

該模塊是對電子設備進行操作和質量管理，用戶可利用該模塊設置操作電子設備的標準和控制電子設備質量的標準，相關人員能在設置完成后，按照既定標準完成操作電子設備、控制電子設備質量等工作[4]。其中，standard類是對電子設備的操作和質量控制標準進行編制，將編制操作與質量控制標準的函數設為standard，將顯示操作和質量控制標準的函數設為showstandard函數；manipulate類是設置對電子設備的操作動作，將操作控制電子設備的設置函數設定為manipulate；Qcontrol類是控制質量類，管理函數為Qcontrol。

該模塊功能的實現主要依托RFID技術設計控制模塊，工作原理并不復雜，就是利用進入磁場的標簽接收閱讀器發出的射頻信號，并且解讀芯片中儲存的產品信息，后將某一頻率的信號轉發出去，閱讀器在接收到信號后對其進行解碼，解碼完成后將信息傳輸到中央信息系統，方便相關人員對數據進行利用和處理。

3.2.3 電子設備管理功能模塊

該模塊的主要功能是對電子設備的基本信息進行管理，用戶可通過該功能對電子設備的基本信息進行修改、添加、刪除或查詢操作，完成管理的電子設備信息會被設備信息監視模塊進行記錄，使用戶能充分掌握設備的最新基礎信息。

3.2.4 歷史記錄管理模塊

歷史記錄管理模塊就是對設備的歷史信息和記錄進行管理[5]。歷史記錄包括電子設備的日志管理子模塊、記錄子模塊、告警管理子模塊等，用戶能通過該模塊對電子設備系統中生成的日志進行管理，全面地掌握電子設備的歷史操作記錄，在操作過程中若發生失誤操作，并且系統在對誤操作產生的影響進行判斷后對用戶發出警告，避免人為失誤對電子設備的系統造成損害。

3.3 數據庫設計

數據庫的設計質量會直接影響整個系統的設計質量[6]。將模塊化理念融入到電子設備控制與管理系統的設計當中，能對各個模塊的系統功能進行整合，保證各個模塊的功能得到穩定發揮。對不同模塊進行操作，本質上是對不同的數據進行操作，所以在設計系統時，應將數據庫的設計作為核心工作，高度重視數據庫對數據處理的效率、冗余度的降低、系統運轉速度的優化等。通過SQL Server 2008快速高效組織不同類型信息，對結構化和非結構化文檔數據進行直接梳理，如檢索、查找、同步、匯報與分析等，使信息能在任何具備儲存功能的設備上儲存，且不需要對數據的儲存方位進行特殊的考慮。

4 系統整體實現

將C++語言作為上位機語言，實現對帶電子設備的控制與管理，編譯在My Eclipse下完成，結構采用B/S結構，MFC類庫在系統實現中進行廣泛應用，數據庫應用SQL Server 2008，通過以上操作實現的電子設備控制與管理系統，能保證數據儲存不被干擾，高效安全。同時，該系統應用RFID技術，應用該技術能避開障礙物直接識別標簽中儲存的數據，使調控電子設備的速度和效率都得到提升。

本電子設備控制與管理系統由硬件設備、軟件設備、操作系統、SQL serve、數據庫等基礎設施共同構成，以上基礎設施是支撐系統正常運行的基礎。在對不同工作環境中運行的電子設備控制與管理系統進行設計時，應充分考慮系統的工作需求，通過搭建4個功能模塊，即電子設備監控、電子設備控制管理、電子設備管理和歷史記錄，實現系統的不同功能。

5 結語

隨著我國生物試驗研究的不斷深入，研究中使用的電子設備更新換代速度不斷加快，對電子設備的控制與管理要求也不斷提升。為滿足當下對電子設備控制與管理的需求，需要對控制與管理系統的設計進行優化，但該設計過程非常復雜，需要投入大量人力資源，還要根據實驗室設備管理的實際需求，全面考慮可能對系統運行效率產生影響的因素，加強各個子模塊之間的聯動和協作，才能使系統高效穩定地運行。