基于RFID技術(shù)的實驗設(shè)備共享平臺設(shè)計

1.前言

在一些大型科研單位里，有許多不同功能類型的實驗室，承擔(dān)不同的實驗項目，其側(cè)重點可能有所不同。由于業(yè)務(wù)相關(guān)性，其中有許多實驗儀器可以共用，但由于信息共享不足，導(dǎo)致許多實驗儀器利用率不高，造成資源浪費。同時由于實驗儀器價格昂貴，大小不一，功能各異，有時造成儀器難以清點，容易丟失或分類不清。

各實驗室管理中遇到的問題如下：

1)實驗室管理機構(gòu)獨立，使得實驗項目也相對獨立。由于相同行業(yè)的業(yè)務(wù)相關(guān)性，有可能此實驗室已做過相關(guān)的項目，而其他實驗室再做一遍，就造成重復(fù)勞動。

2)目前有許多項目要求多科目聯(lián)合實驗，單個實驗室自身功能相對單一，不能獨自承擔(dān)綜合性項目，又無法了解是否有可合作實驗室，易喪失聯(lián)合申請或承辦綜合性項目的機會。

3)有些實驗儀器精密度高，價格昂貴，動輒上百萬，實驗室因為個別項目需要而購買，后續(xù)又因無相關(guān)項目而閑置，無疑造成資金的極大浪費。

4)每年科研單位對內(nèi)部實驗室設(shè)備的都有例行檢查，以往對這些設(shè)備清點統(tǒng)計，全部采用貼紙方式。但是這種貼紙方式會隨著時間而損壞和字跡模糊，造成固定資產(chǎn)盤查工作常常以繁雜的更換粘貼標(biāo)簽開始。

2.系統(tǒng)設(shè)計

針對上面出現(xiàn)的問題，本文設(shè)計提出一套基于RFID技術(shù)的實驗室設(shè)備管理與共享平臺。

在所有實驗儀器設(shè)備上粘貼RFID電子標(biāo)簽，以作為該實驗設(shè)備的唯一標(biāo)識，同時配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理中心與共享平臺，提供一整套資產(chǎn)管理與信息共享解決方案。

2.1 RFID簡介

RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電信號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要支撐技術(shù)，RFID標(biāo)簽具有識別率高，使用壽命長，防拆卸等優(yōu)點，適用于固定資產(chǎn)管理。現(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于物流管理、智能交通、停車場管理、機關(guān)企事業(yè)單位人員一卡通管理等各方面。

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

管理系統(tǒng)分為實驗室設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)和實驗室設(shè)備使用登記子系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。

其中實驗室設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)使用B/S模式架構(gòu)，用戶在任何一臺計算機上都可以通過網(wǎng)頁查看設(shè)備的名稱型號所屬實驗室等信息。用戶登錄系統(tǒng)后，可以根據(jù)自己的權(quán)限對設(shè)備信息進行更改與調(diào)整。

實驗室設(shè)備使用登記子系統(tǒng)使用C/S模式架構(gòu)，客戶端軟件裝在各實驗室管理員的電腦上，通過此系統(tǒng)，方便管理員對設(shè)備的使用與借出進行登記管理。系統(tǒng)實物架構(gòu)圖如圖1所示。

2.3 設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)功能模塊

設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)采用B/S模式架構(gòu)，其中展示模塊所有WEB用戶都可以通過登錄網(wǎng)站域名的形式進行訪問，而管理模塊需要用戶名密碼登錄才能進行訪問。

設(shè)備展示與管理子系統(tǒng)分為實驗室設(shè)備展示模塊，實驗室設(shè)備檢索模塊，實驗室設(shè)備管理模塊，實驗室設(shè)備信息清單導(dǎo)出模塊，權(quán)限控制模塊五個主要的功能模塊，如圖2所示。

下面分別介紹各模塊的作用：

2.3.1 實驗室設(shè)備展示模塊

設(shè)備展示模塊通過web網(wǎng)頁方式向用戶展示各實驗室的所有設(shè)備，包括其型號、名稱、功能等相關(guān)信息，相關(guān)信息如表1所示：(可根據(jù)具體需求增加或刪減)。

2.3.2 實驗室設(shè)備檢索模塊

設(shè)備檢索模塊提供基于實驗室、設(shè)備型號、設(shè)備名稱等多種條件的檢索功能，此模塊配合設(shè)備展示模塊，使用戶更加方便快捷的使用實驗室設(shè)備資源。檢索條件如表2所示。

2.3.3 實驗室設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理模塊只針對管理用戶開放，需要有相應(yīng)的用戶名密碼登錄。此模塊提供各實驗室設(shè)備信息的錄入、更新、刪除、統(tǒng)計等各項操作，本模塊配合權(quán)限控制模塊，使得不同級別的用戶有不同的管理權(quán)限，不同管理權(quán)限的用戶看到的管理頁面有所不同。

2.3.4 設(shè)備信息清單導(dǎo)出模塊

設(shè)備信息清單導(dǎo)出模塊提供將系統(tǒng)已有實驗室設(shè)備信息以EXCEL表格形式導(dǎo)出的功能，本模塊配合權(quán)限控制模塊，使不同權(quán)限的用戶可以導(dǎo)出不同的表格。

2.3.5 權(quán)限控制模塊

系統(tǒng)通過權(quán)限控制模塊來控制不同權(quán)限的用戶的操作權(quán)限，不同權(quán)限的用戶看到的管理界面不同。

系統(tǒng)分為系統(tǒng)管理員，科研條件處管理員，實驗室管理員三種角色的管理員。其中系統(tǒng)管理員創(chuàng)建初始用戶，僅有創(chuàng)建用戶及維護系統(tǒng)權(quán)限;科研條件處管理員具有查看修改所有實驗室設(shè)備信息，導(dǎo)出所有實驗室設(shè)備信息清單的權(quán)限;實驗室管理員具有查看修改本實驗室設(shè)備信息，導(dǎo)出本實驗室設(shè)備信息清單的權(quán)限。

下面列出每級管理員的權(quán)限：

系統(tǒng)管理員：添加科研條件處用戶，添加實驗室用戶;科研條件處管理員：修改所有實驗室設(shè)備信息，添加所有實驗室設(shè)備信息，刪除所有實驗室設(shè)備信息，添加實驗室用戶，添加新實驗室，導(dǎo)出實驗室設(shè)備信息清單;實驗室管理員：修改本實驗室設(shè)備信息，添加本實驗室設(shè)備信息，刪除本實驗室設(shè)備信息，導(dǎo)出本實驗室設(shè)備信息清單。

2.4 實驗室設(shè)備使用登記子系統(tǒng)功能模塊

設(shè)備使用登記子系統(tǒng)采用C/S模式架構(gòu)，在各實驗室管理員電腦上安裝客戶端軟件，所有實驗室設(shè)備采用唯一編號，實驗人員使用設(shè)備前先經(jīng)過實驗室管理員在軟件上進行登記備案，實驗設(shè)備借出與歸還時也須經(jīng)過實驗室管理員在軟件上進行登記。

設(shè)備使用登記子系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)器端兩個部分，如圖3所示：

客戶端功能模塊分為登錄模塊，使用登記模塊，借出/歸還登記模塊，設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊。下面分別介紹各模塊的作用2.4.1 登錄模塊

各實驗室管理員每人擁有一套用戶名密碼，必須先進行登錄才能進行相關(guān)操作。登錄模塊即提供用戶名與密碼的鑒別功能。

2.4.2 使用登記模塊

實驗人員使用設(shè)備前先到實驗室管理員處進行登記操作，登記模塊提供相關(guān)的登記信息，包括例如使用人名稱，使用設(shè)備名稱，使用時間，使用設(shè)備編號等信息。登記成功后，信息會上傳數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，在網(wǎng)站子系統(tǒng)或設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊中查詢該設(shè)備狀態(tài)變?yōu)檎谑褂谩?/p>

2.4.3 借出/歸還模塊

實驗室設(shè)備在借出/歸還時須到實驗室管理員處辦理借出/歸還操作，記錄相關(guān)的信息，例如借出(歸還)人姓名，借出設(shè)備名稱，借出時間，借出設(shè)備編號，預(yù)期借出時間段等信息。登記成功后，信息會上傳數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，在網(wǎng)站子系統(tǒng)或設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊中查詢該設(shè)備狀態(tài)變?yōu)榻璩鰻顟B(tài)。

2.4.4 設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊

設(shè)備狀態(tài)記錄查詢模塊提供本實驗室所有設(shè)備的使用狀態(tài)查詢的功能。

2.4.5 服務(wù)器端

服務(wù)器端分為客戶端請求處理模塊和逾期未還提醒模塊?？蛻舳苏埱筇幚砟K主要處理客戶端提交的登記查詢等請求，并返回處理結(jié)果。逾期未還提醒模塊針對借出設(shè)備超過借出時間段還沒有歸還的情況，同時提醒實驗室管理員和借出人及時處理。

3.小結(jié)

在本文中通過將RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，將所有儀器設(shè)備信息錄入成電子形式，從而解決了以往儀器設(shè)備管理困難的問題。將儀器設(shè)備與實驗室的相關(guān)信息發(fā)布到共享平臺中，一方面展示出該實驗室的技術(shù)實力同時使各實驗室信息溝通無障礙，有效的消除了“信息壁壘”.