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[摘 要] 近年来，实验室的信息化程度已经得到了显著提高，但是单一的信息系统管理模式已无法满足教学、科研等活动日益增长的需要。开放式实践平台智慧管理系统旨在实现实践平台人、物的综合管理，该系统主要包括上位机系统、智能门禁系统和设备管理系统三个子系统。
[關 键 词] 实践平台；数据库；上位机；智能门禁；设备管理
[中图分类号] TU244.5 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）19-0217-01
一、引言
进入21世纪后，物联网技术、控制技术和计算机技术不断地成熟，出现了智能家居、智慧城市和智慧地球等概念。2008年11月，IBM公司正式提出了“智慧地球”的理念。本文将智能家居的结构模式引入实验室建设与管理中，实现智慧实验室管理。
二、上位机系统
开发上位机系统，主要就是构建实验室数据库，同时开发上位机软件作为数据库的应用程序，使管理人员可以通过该上位机软件对实践平台的人员、物品等信息进行查询和管理。
1.MySQL管理数据库构建实践平台，该数据库用来存储实验室人员、设备、器件等信息，使用MySQL.Client.dll基本类实现软件和数据库的链接。
2.Microsoft Visual C# 2010 Express集成开发环境（IDE）开发上位机管理软件，在该IDE上使用窗体应用类编写上位机软件的操作界面。
3.在窗体中委托调用Serial Port类实现ZigBee通信接口和协议的编写，使上位机管理软件和硬件主体之间能完成数据通信。
三、智能门禁系统
实现利用手机、PC机等智能终端通过上传自拍或动态码的形式开门。该智能门禁系统主要包括手机门禁APP、服务器、路由器和门禁控制器，该系统的总体构图如图1所示。
使用基于ADK的JAVA语言开发手机门禁APP，手机门禁APP用于用户注册及登录，登录成功后连入后台服务器，发送开门指令。服务器是整个门禁系统的核心，协调整个门禁系统的运作，服务器上建立的用户管理数据库，用于记录所有信息的流向，存储着门禁的权限信息，服务器通过USB接口连接ZigBee通信模块，通过TCP协议接收到的信息经过处理再由ZigBee通信模块发送给门禁控制器。路由器用于构建一个局域网络，为接入此局域网的服务器和客户端分配定向的IP地址，此IP地址即为数据库对用户进行权限匹配和信息记录的依据。门禁控制器包括微控制器、开门指令接收模块和供电电路，主要用于控制电控锁的开关。
四、设备管理系统
单片机控制RFID读写模块进行读卡，将所得到的信息传回上位机，并完成上位机指示的对卡的写入操作和数据管理功能。系统的总体设计框图如图2所示。
系统为每个工具分配ID号，并将其写入标签。在上位机数据库中为所有工具建立初始数据档案，包括工具的购买时间、管理员信息、使用状况信息等。RFID识别系统自动读取工具ID号。单片机系统采用串口通信方式将信息传输到上位机。上位机根据识别码将每个工具的使用状况自动记录到数据库。
单片机系统主要包括STM32单片机、供电电路和Zigbee通信模块。Zigbee模块通过设置可以与上位机连接来实现数据实时更新，实现设备管理系统与上位机的信息交互，同时上位机系统还可以读取工具的使用记录；人机界面可通过触摸屏来实现使用人员查看物品的种类、数目以及其他人员的使用记录等功能；指纹识别是用来识别使用人员是否有权使用平台内工具等。此外，可用PC机或手机APP对所需物品数量和位置进行查询。
五、结语
高校实验室信息化、网络化管理是实验室现代化管理的必然趋势，只有借助现代化的信息技术和网络技术，提高管理的效率与能力，才能满足实验教学、科研管理工作的需要。开放式实践平台管理系统旨在实现实践平台人、物的综合管理。该系统能够极大地提高实践平台的管理效率，特别适用于高等院校、科研机构实验室。同时，该系统具有很好的通用性、兼容性和易移植性，其市场前景广阔，具有一定的推广价值。
参考文献：
[1]高永清，商丹.基于ZigBee智慧实验室系统的设计[J].电视技术，2015，39（8）：17-21.
[2]石义芳，李志文，张皓明.高校实验室智能门禁系统的分析与设计[J].自动化技术与应用，2009，28（4）：32-34.
[關 键 词] 实践平台；数据库；上位机；智能门禁；设备管理
[中图分类号] TU244.5 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）19-0217-01
一、引言
进入21世纪后，物联网技术、控制技术和计算机技术不断地成熟，出现了智能家居、智慧城市和智慧地球等概念。2008年11月，IBM公司正式提出了“智慧地球”的理念。本文将智能家居的结构模式引入实验室建设与管理中，实现智慧实验室管理。
二、上位机系统
开发上位机系统，主要就是构建实验室数据库，同时开发上位机软件作为数据库的应用程序，使管理人员可以通过该上位机软件对实践平台的人员、物品等信息进行查询和管理。
1.MySQL管理数据库构建实践平台，该数据库用来存储实验室人员、设备、器件等信息，使用MySQL.Client.dll基本类实现软件和数据库的链接。
2.Microsoft Visual C# 2010 Express集成开发环境（IDE）开发上位机管理软件，在该IDE上使用窗体应用类编写上位机软件的操作界面。
3.在窗体中委托调用Serial Port类实现ZigBee通信接口和协议的编写，使上位机管理软件和硬件主体之间能完成数据通信。
三、智能门禁系统
实现利用手机、PC机等智能终端通过上传自拍或动态码的形式开门。该智能门禁系统主要包括手机门禁APP、服务器、路由器和门禁控制器，该系统的总体构图如图1所示。
使用基于ADK的JAVA语言开发手机门禁APP，手机门禁APP用于用户注册及登录，登录成功后连入后台服务器，发送开门指令。服务器是整个门禁系统的核心，协调整个门禁系统的运作，服务器上建立的用户管理数据库，用于记录所有信息的流向，存储着门禁的权限信息，服务器通过USB接口连接ZigBee通信模块，通过TCP协议接收到的信息经过处理再由ZigBee通信模块发送给门禁控制器。路由器用于构建一个局域网络，为接入此局域网的服务器和客户端分配定向的IP地址，此IP地址即为数据库对用户进行权限匹配和信息记录的依据。门禁控制器包括微控制器、开门指令接收模块和供电电路，主要用于控制电控锁的开关。
四、设备管理系统
单片机控制RFID读写模块进行读卡，将所得到的信息传回上位机，并完成上位机指示的对卡的写入操作和数据管理功能。系统的总体设计框图如图2所示。
系统为每个工具分配ID号，并将其写入标签。在上位机数据库中为所有工具建立初始数据档案，包括工具的购买时间、管理员信息、使用状况信息等。RFID识别系统自动读取工具ID号。单片机系统采用串口通信方式将信息传输到上位机。上位机根据识别码将每个工具的使用状况自动记录到数据库。
单片机系统主要包括STM32单片机、供电电路和Zigbee通信模块。Zigbee模块通过设置可以与上位机连接来实现数据实时更新，实现设备管理系统与上位机的信息交互，同时上位机系统还可以读取工具的使用记录；人机界面可通过触摸屏来实现使用人员查看物品的种类、数目以及其他人员的使用记录等功能；指纹识别是用来识别使用人员是否有权使用平台内工具等。此外，可用PC机或手机APP对所需物品数量和位置进行查询。
五、结语
高校实验室信息化、网络化管理是实验室现代化管理的必然趋势，只有借助现代化的信息技术和网络技术，提高管理的效率与能力，才能满足实验教学、科研管理工作的需要。开放式实践平台管理系统旨在实现实践平台人、物的综合管理。该系统能够极大地提高实践平台的管理效率，特别适用于高等院校、科研机构实验室。同时，该系统具有很好的通用性、兼容性和易移植性，其市场前景广阔，具有一定的推广价值。
参考文献：
[1]高永清，商丹.基于ZigBee智慧实验室系统的设计[J].电视技术，2015，39（8）：17-21.
[2]石义芳，李志文，张皓明.高校实验室智能门禁系统的分析与设计[J].自动化技术与应用，2009，28（4）：32-34.