陳忠霞，常龍，黃云前，王繼強(qiáng)，文藝成

　?。ㄉ綎|科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，山東 青島 266590）

       摘要：針對當(dāng)前高校實驗室信息管理復(fù)雜、預(yù)約繁瑣等問題，設(shè)計了高校實驗信息管理系統(tǒng)，用于完成學(xué)生與實驗室教師之間進(jìn)行實驗預(yù)約及預(yù)約審批的交互過程，實現(xiàn)實驗室的網(wǎng)絡(luò)化管理。本系統(tǒng)采用LabVIEW作為開發(fā)工具，G語言作為編程語言，運(yùn)用SQL語句遠(yuǎn)程訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫。最后，以實驗室教師為例，驗證了系統(tǒng)用戶分工明確，能夠有效利用客戶端將教師、學(xué)生和實驗室設(shè)備聯(lián)系在一起，實現(xiàn)實驗室信息管理和預(yù)約一體化，提高實驗室的使用效率。該系統(tǒng)驗證了LabVIEW編程簡單，功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣。

　　關(guān)鍵詞： 實驗室；數(shù)據(jù)庫；信息管理；實驗預(yù)約；實驗審批

0引言

　　高校實驗室是高校進(jìn)行教學(xué)和科研的重要場所，它能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，加深學(xué)生對理論知識的理解，提高學(xué)生的創(chuàng)造力。目前大部分實驗室在實驗室管理和預(yù)約等方面都存在相應(yīng)的問題，如學(xué)生預(yù)約實驗時不能及時查看實驗室使用情況，實驗室教師不能及時反映新開設(shè)的實驗等［1］，因此需要在管理上進(jìn)行創(chuàng)新。

　　針對高校實驗室的管理現(xiàn)狀，本文基于LabVIEW和SQL Server設(shè)計本系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化管理實驗室，主要完成學(xué)生與實驗室教師之間進(jìn)行實驗預(yù)約及審批的交互過程，學(xué)生隨時可以預(yù)約實驗，并進(jìn)行查詢；實驗室教師也可及時處理預(yù)約情況，安排學(xué)生進(jìn)行實驗，并及時更新實驗室開設(shè)實驗信息，從而實現(xiàn)實驗室管理的規(guī)范化、制度化，把實驗室設(shè)備、教師和學(xué)生聯(lián)系在一起，從而最大限度地提高實驗室的使用效率。高校通過使用該系統(tǒng)可使實驗室信息管理及實驗預(yù)約一體化，實現(xiàn)人機(jī)對話，改變了以往由人工操作帶來的實驗教學(xué)管理工作繁瑣的現(xiàn)象［2］，方便了學(xué)生、實驗室教師及時查看實驗教學(xué)信息。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　該實驗室信息管理系統(tǒng)有3個用戶權(quán)限：班長（預(yù)約實驗）、實驗室教師和系統(tǒng)管理員，因此不同用戶所擁有的操作權(quán)限也是不同的。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能［3］有：

　?。?）信息管理：用戶管理，實驗室信息管理；

　?。?）預(yù)約管理：實驗預(yù)約，預(yù)約審批；

　?。?）信息查詢：設(shè)備信息查詢，開設(shè)實驗查詢，實驗預(yù)約查詢。

　　在預(yù)約實驗室時，班長代表班集體預(yù)約實驗，班長可以通過本系統(tǒng)進(jìn)行實驗室信息查詢，包括實驗室的地點、實驗室設(shè)備、所開設(shè)實驗以及實驗室預(yù)約情況等信息，然后決定對哪個實驗室進(jìn)行預(yù)約，在預(yù)約時，需選擇相應(yīng)的實驗室，添加預(yù)約人學(xué)號，預(yù)約時間，也能查看預(yù)約情況。對于實驗室教師，可以通過系統(tǒng)管理實驗室信息，包括查看實驗室設(shè)備使用情況、更新實驗室設(shè)備和所開設(shè)的實驗信息，對這些信息進(jìn)行添加、刪除，并能審批學(xué)生預(yù)約的實驗，及時反饋當(dāng)前實驗室實驗情況。系統(tǒng)管理員主要是維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，管理所有能進(jìn)入本系統(tǒng)的用戶信息。對用戶信息可以進(jìn)行添加和刪除，也可從外部導(dǎo)入用戶信息。添加的用戶信息主要包括學(xué)號、姓名、密碼、學(xué)院專業(yè)、班級、職務(wù)、權(quán)限等。

　　班長只能進(jìn)行實驗預(yù)約及信息查詢功能，實驗室教師可以操作信息管理下的實驗室信息管理功能和預(yù)約管理下的預(yù)約審批，信息管理下的用戶管理由系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)。

　　系統(tǒng)整體設(shè)計框架圖如圖1所示。

2系統(tǒng)使用技術(shù)

　　2.1LabSQL

　　在使用本系統(tǒng)時，用戶登錄所使用的賬戶密碼、實驗室相關(guān)信息都是保存在SQL Server所設(shè)計的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。LabVIEW是美國NI公司開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件。該軟件編程時分為面板和框圖兩部分，編程語言靈活，以圖形編程［4］的方式供用戶使用，簡化了開發(fā)過程，便于用戶調(diào)試。但是LabVIEW本身不具備訪問外部數(shù)據(jù)庫的功能［5］。LabVIEW對SQL Server數(shù)據(jù)庫的鏈接是借助LabSQL工具包實現(xiàn)的。

　　LabSQL是通過第三方開發(fā)的免費工具包，其原理是利用Microsoft ADO以及SQL語言來完成與數(shù)據(jù)庫的互訪，將復(fù)雜的底層ADO及SQL封裝成一系列的LabSQL VIs，可供LabVIEW用戶使用。LabSQL延續(xù)了LabVIEW圖形編程的最大優(yōu)點，不需要使用文本編程，有效解決了LabVIEW不能訪問數(shù)據(jù)庫的問題，節(jié)省了開發(fā)時間。

　　2.2C/S結(jié)構(gòu)

　　選用SQL Server設(shè)計數(shù)據(jù)庫，以學(xué)校的局域網(wǎng)作為紐帶，采用客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，C/S）結(jié)構(gòu)設(shè)計本系統(tǒng)。在C/S結(jié)構(gòu)中，客戶端完成與用戶的交互任務(wù)，實現(xiàn)人機(jī)對話，服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。其中客戶端是一套完整的應(yīng)用程序，能充分發(fā)揮自己的處理能力，實現(xiàn)對服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的信息查詢、添加、刪除等操作，能實現(xiàn)子程序間的自由切換，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務(wù)器，客戶端響應(yīng)速度快［6］，同時也減輕了服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)的負(fù)荷。其使用對象比較固定，程序構(gòu)架更加注重流程，可以對權(quán)限多層次檢驗。

　　2.3全局變量應(yīng)用

　　為了增加程序的可維護(hù)性和可讀性，在程序中添加全局變量。

　?。?）IP地址：系統(tǒng)通過IP地址訪問數(shù)據(jù)庫，設(shè)置IP地址為全局變量，在界面程序中使用該全局變量。當(dāng)服務(wù)器IP地址變化時，通過改變?nèi)肿兞恐械腎P地址，管理查詢界面程序中的IP地址也隨之變化，無需修改各處IP地址。

　　（2）權(quán)限：系統(tǒng)在登錄時，將登錄人權(quán)限傳遞給全局變量。在各個管理界面程序中，判斷該全局變量，根據(jù)不同權(quán)限顯示不同的管理查詢界面。

3系統(tǒng)實現(xiàn)

　　高校實驗信息管理系統(tǒng)能夠滿足高校實驗室管理的基本要求?，F(xiàn)以實驗室教師為例對系統(tǒng)進(jìn)行具體演示，該權(quán)限主要是管理實驗室信息，預(yù)約審批等。系統(tǒng)主界面選用LabVIEW中的Tab Control控件，實現(xiàn)頁面切換，節(jié)省了空間。

　　信息管理功能包括兩個按鈕：用戶管理和實驗室信息管理。實驗室教師只負(fù)責(zé)實驗室信息管理，對用戶管理沒有權(quán)限，因此在點擊用戶管理按鈕時，會彈出窗口提示“您無此權(quán)限”。 點擊實驗室信息管理按鈕，彈出實驗室信息管理窗口。該功能的實現(xiàn)借助事件結(jié)構(gòu)，每一個菜單項作為一個觸發(fā)條件。例如當(dāng)點擊實驗室信息管理按鈕時，觸發(fā)該條件結(jié)構(gòu)，執(zhí)行case結(jié)構(gòu)程序，根據(jù)權(quán)限判斷是否調(diào)用實驗室信息管理窗口。

　　圖2實驗室信息添加界面實驗室信息管理窗口包括實驗室信息、設(shè)備信息和開設(shè)實驗3個功能項。這3個功能項分成3個界面，每個功能項下都可進(jìn)行相應(yīng)信息的添加和刪除。以實驗室信息功能項為例，選中實驗室名稱，點擊查看設(shè)備按鈕，可查看所選實驗室設(shè)備以及開設(shè)的實驗信息，進(jìn)行添加和刪除操作，及時更新實驗室信息。圖2所示為實驗室信息添加界面，添加成功后會彈出窗口詢問，實現(xiàn)框圖如圖3所示。

　　當(dāng)添加實驗室信息時，點擊確定按鈕，系統(tǒng)通過LabSQL VIs下的ADO Connection Creat.vi和ADO Connection Open.vi這兩個子vi完成與數(shù)據(jù)庫SQL的鏈接，通過ADO Connection Excete.vi對數(shù)據(jù)庫添加信息，利用ADO Connection Close.vi關(guān)閉數(shù)據(jù)庫的鏈接，并借助ADO Connection Destroy.vi刪除鏈接對象。

　　預(yù)約管理功能下包括實驗預(yù)約和預(yù)約審批兩個按鈕，實驗室教師負(fù)責(zé)預(yù)約審批功能項，點擊預(yù)約審批按鈕，彈出圖4所示界面。實驗室教師可進(jìn)行相關(guān)條件查詢，然后選中一行，得到該行的ID值，選擇審批狀態(tài)（輸入框的），使用update命令字符串，利用平鋪式順序結(jié)構(gòu)，修改數(shù)據(jù)庫原來得到ID值的行的審批列信息，最后刷新顯示。

　　信息查詢功能項包括設(shè)備信息查詢、開設(shè)實驗查詢和實驗預(yù)約查詢3個按鈕。實驗室教師在信息管理功能項下就可查詢實驗室相關(guān)信息，故可不使用信息查詢功能項。該功能項是針對班長設(shè)計的，由于班長無權(quán)限打開實驗室信息管理界面，故設(shè)計該功能項進(jìn)行查詢相關(guān)信息。

4結(jié)論

　　本文介紹了高校實驗信息管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并以實驗室教師為例演示了系統(tǒng)的相關(guān)部分功能。該系統(tǒng)證明了LabVIEW編程簡單，可以成功應(yīng)用到實驗室信息管理方面，并能有效解決實驗預(yù)約繁瑣等問題，實現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上審批、網(wǎng)上管理資產(chǎn)等功能。學(xué)生隨時可以查詢實驗，并進(jìn)行預(yù)約；實驗室教師也可及時處理預(yù)約情況，安排學(xué)生進(jìn)行實驗，并及時更新實驗室開設(shè)實驗信息。高校通過使用該系統(tǒng)可使實驗室信息管理及實驗預(yù)約一體化，實現(xiàn)人機(jī)對話，改變了以往由人工操作帶來的實驗教學(xué)管理工作繁瑣的現(xiàn)象，規(guī)范了實驗室信息管理，方便了學(xué)生、實驗室教師及時查看實驗教學(xué)信息，提高了實驗室使用效率。

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