实验室管理系统现状精选(九篇)

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第1篇：实验室管理系统现状范文

关键词：隧道工程；监测；信息系统；数据库；GIS；可视化；

作者：李元海等

中国是世界上隧道最多、发展速度最快、地质及结构形式最为复杂的国家，在建和待建的山岭隧道、地铁隧道、水底隧道、水电压力隧道等不计其数[1-2]。众所周知，隧道工程与地面工程的一个重要区别在于其处于特殊的岩土地质环境中，工程设计和施工中存在很多尚不完全清楚的问题，主要原因在于：(1)岩土地质条件千变万化，难以把握；(2)岩土结构与人工支护系统的相互作用关系尚不明确；(3)大量城市隧道工程周围环境影响十分复杂。由于岩土力学理论与技术发展和经济条件的限制，要准确预测隧道及周围环境在施工过程中的动态响应几乎是不可能的。当前一个有效的手段就是在施工中加强过程监测，以岩土层、隧道结构与周围建、构筑物的变形和受力以及地下水的变化信息为依据来优化或修改设计与施工方案，即信息化施工，它在隧道工程施工的安全和风险控制方面起着重要作用，尤其是对于繁华城市地铁或长大复杂隧道，信息化施工是必不可少的关键施工技术[3-4]。

然而，信息化施工在早期实施过程中存在的一些问题[5]现在似乎依然没有得到多少改观，特别是施工安全监测是否完全发挥了应有的作用还值得反思。在信息化施工中，施工监测存在的一些问题主要集中在2个方面：一是数据采集；二是信息管理，本文主要讨论后者。我们知道，地下工程的监测目标都具有一个共同的地理特征，它们总是位于某个空间位置，监测目标和监控测点之间都有一个相对空间位置关系，工程师对于安全问题的关心主要是发生在什么时间和什么地点，而地点与空间地理信息紧密相关，因此，在对隧道工程监测信息管理方面，融合地理信息与数据库管理的GIS技术应是一个最佳的选择[6]，它以地图的形式形象直观地将工程、监测点与地面上下环境信息统一集成，能够对施工监测及其相关信息进行高效管理与快速分析，从而可提高施工监测的工作效率和信息化施工的技术水平。GIS在空间维度上包括二维和三维应用，在应用环境方面涵盖桌面、网络和移动终端，能够满足监测时空信息管理的多方面和多层次需求。基于GIS的隧道施工监测信息管理是信息化施工技术发展的必然趋势，笔者主要对其研究与应用现状、存在问题及发展方向进行综合分析与探讨。

1隧道工程监测信息分类与管理方法

现有隧道施工监测管理工作中的信息传递方式通常是在项目参与各方(如业主、设计、监理、施工和监测单位)之间进行，采用的形式有表格、单据、文件等纸质形式和电话、会议等传播形式，因此，信息收集、整理、加工、传递、检索和使用等整个周期较长，甚至出现重复和交叉工作，效率较低。这里，借鉴孙玉国[7]提出的以“数据”为中心的理念，笔者提出施工监测管理应以“信息”为中心的原则，加强信息分类与组织，借助网络技术实现信息管理平台的创建和应用，有利于提高监测信息管理的工作效率，充分发挥监测信息对设计与施工的指导作用。

1.1安全监测信息分类组织

信息的合理分类是为了高效管理，隧道施工监测及其相关信息种类繁多且来源广泛，按不同的分类标准有不同的分类方法，分类既不必过于精细，也不能过于简单，应从满足工程应用和便于信息管理的角度来适度划分。这里，建议以监测项目为中心，考虑重要影响因素，将监测信息划分为：(1)监测项目；(2)工程信息；(3)周围环境；(4)施工工况；(5)控制基准；(6)工程措施(类似知识库)；(7)其他信息。根据信息随着时间是否变化，又可分为静态信息与动态信息两大类。其中，测点数据与施工工况是与时间有关的典型动态信息，而控制基准、工程地质和环境等可近似认为是基本不变的静态信息。

1)监测项目：

有的根据监测对象分为地表沉降、地层位移、地下水位、净空收敛、拱顶沉降、土压力、钢筋轴力、混凝土应变、桩柱结构沉降与受力等；有的根据监测目标的受力和变形简单划分为A项和B项两大类。

2)工程信息：

包括工程基本概况、施工方法以及工程水文地质等，这些内容有助于了解工程的基本情况。

3)周围环境：

分为地面建(构)筑物、道路、桥梁、河流、地下管线及地下硐室等，这些与施工监测的目标和环境影响分析紧密相关。

4)施工工况：

这是结合施工情况来分析监测数据变化规律及原因的必需信息，主要包括施工进度、开挖与支护情况及周围场地环境变化(如超载)，通常以文字、数据、图片和影像等形式表达，是分析监测数据最重要的动态关联信息。

5)工程措施：

可以针对具体工程出现的常见事故或问题，建立一个对应的技术措施数据库，以便在为安全监测进行分析时能初步给出工程建议，供施工和设计单位参考；目前多数监测工作都会在监测报告，如日报、周报或月报表中包含这一项内容，但缺少一个全面、系统的数据库或知识库支持。

6)控制基准：

这是安全预警的重要依据，一般采用规范中的标准，但实际上，很多具体工程有一个自己的设定标准，依据工程条件的不同，或严格或宽松，所以，在控制基准设计时应充分考虑这2种情况。

7)其他信息：

上述内容之外的与监测有关的信息。

1.2监测信息的分析与预测

数据整理分析的目的是从平静中找出变化、从变化中找出规律、由规律预测未来，防患于未然是施工安全控制的核心目标，因此，基于监测信息的科学分析与有效预测至关重要。但众所周知，隧道及地下工程围岩与地质水文条件千变万化，非常复杂，即便是一个区段、一个工程获得的施工监测数据及由此得到的规律，很多情况下，也不能直接用于其他类似区段或工程。一个简单且有效的方法是采用回归分析，但回归分析目前多是获得了足够数据(即包括了稳定阶段的数据)，在后期进行数据整理时经常做的一项工作，而在施工过程中，尤其是变形初期(数据量有限)似乎仍然不能解决后期变形的预测问题。除此之外，还有一些比较复杂也有着先进理论基础的预测方法，如人工神经网络、模糊数学、时间序列和粒子群优化理论等[8]，这些方法似乎还主要停留在研究层面上，尽管很多文献给出的预测结果和实测结果曲线吻合得非常完美，但真正在实际复杂工程条件下的应用可靠性恐怕还存在很多疑问，应做进一步研究，此外，未来类似于联机分析处理(OLAP)等数据挖掘(DM)和知识发现(KDD)的综合智能分析技术的应用值得关注[9]。

1.3监测信息管理支撑技术

隧道施工监测工作包括信息采集与信息管理两部分。信息采集是信息系统的数据来源，当前，基于普通水准仪和收敛计等常规隧道净空位移量测虽然简单实用，但不能满足实时监测的要求，因此，一些具有实时与远程传输功能的诸如全站仪、静力水准仪在隧道监测中被作为一种新技术进行研究、应用和推广[10-11]。早期的隧道施工监测信息管理基本上停留在文字、表格和图形文档方面，这些信息往往都是分散的，查询和统计分析都要花费很多时间，管理工作的效率很低，而计算机信息技术的发展，特别是数据库、GIS、网络以及移动通信技术，使得监测信息的集成化和网络化管理日渐成为基本需求，同时基于三维空间与虚拟现实技术的形象化与可视化管理对工程师产生了很大的吸引力。可以说，计算机与信息技术是大步提升监测信息管理技术的重要支撑，其应用水平也是衡量信息化施工技术水平高低的重要标志，充分利用信息技术是未来隧道安全监测信息管理的技术发展方向。

2隧道工程施工监测信息管理系统研究与应用

2.1研究现状

隧道施工监测信息管理系统主要以程序或软件开发为核心，目前国内有众多研究人员开展了大量的研发工作，并取得了很多成果，当然也存在一些问题。

信息管理系统研发主要涉及系统运行的环境、系统功能的设计、系统的可视化功能和预测分析方法等几个方面。施工监测信息管理的发展可以分为早期替代手工计算的计算机数据计算与分析、采用数据库进行简单管理、以GIS(含WebGIS)技术应用为代表的集成多源信息的可视化管理等几个阶段；程序或软件应用从早期的DOS环境到当前的Windows(或Linux、OS)，从单机到网络，从二维可视化发展到三维空间，可以说，监测信息管理技术的进步与计算机信息技术的发展和应用密不可分。

作为我国隧道信息化施工技术研究的前辈，王建宇[12]对信息化设计的原理以及监测数据的处理与分析方法较早进行了全面研究，此后，有不少研究人员相继开展了相关监测信息系统的研发工作。如邝明[13]开发的隧道施工信息监测及计算机辅助系统，基于FoxPro平台开发，在MS-DOS下运行，主要包括建立观测档案、量测数据输入、数据回归分析、超限报警及查询、输出打印等功能，同时创建有规范数据库，可作为早期系统开发特点的代表之一。张强勇等[14]采用VisualC++和SQLServer作为开发工具，考虑了网络运用，设计了基于C/S架构的网络版系统；崔健等[15]采用基于C#的面向对象方法和GIS二次开发组件MapX开发的系统，引入了GIS技术，利用Oracle进行数据库管理，考虑了数据远程传输和离线更新模式。杜年春[16]研究设计的监测信息系统也是基于网络应用环境，其中，WebGIS信息管理利用基于跨平台的Java语言进行开发的。蒋树屏等[17]研究建立的隧道现场监控量测数据管理系统能够生成围岩和支护结构的应变、应力在隧道开挖过程中的时间-空间分布曲线以及深孔量测项目在围岩内部的分布图，由此判断围岩与支护结构的稳定情况，系统包含基于扩张卡尔曼滤波器有限元耦合算法的反演分析是其主要特色。陆轶[18]、孙中伟[19]采用ArcGIS提供的二次开发组件包ArcEngine和ArcView创建了隧道监测GIS信息系统，是ArcGIS的典型应用之一。贺跃光等[20]研制开发的基于WebGIS的城市地铁施工监测信息管理系统提供以下功能：数据入库、数据处理及精度评定，报表与图形生成，回归分析与变形预报预警，网上信息及信息交流；系统分为系统应用、基础数据库、电子地图3个服务器节点；从功能结构上划分为6个子系统：地铁线路、站点基坑管理，监测数据管理，预警、预报信息管理，WebGIS信息管理，系统用户及日志管理以及信息交流平台，功能设计相对比较齐全。此外，王浩等[21]以采用全站仪进行洞室围岩表面三维收敛变形非接触监测为例，建立了一个功能相对专一的施工期监测信息管理系统。李天斌等[22]结合川-藏公路二郎山隧道围岩稳定性研究，初步建立了隧道信息化监测、预测和决策系统(TMFS)，提出了围岩稳定性“综合集成分析”的理念，系统的基本功能组成体现了公路隧道新奥法信息化施工的工作流程，即施工跟踪测试与监测—评价与预测预报—信息反馈—信息化决策。国外有以意大利GeoDATA公司为代表的地下工程施工风险信息化管理平台GDMS，它包括监测数据管理系统以及文件管理系统，但该系统并不完全适合国情。

上述研究成果都考虑了隧道监测数据管理的基本功能需求，如数据计算、回归分析和图表绘制、预测预报等，主要区别在于开发方法、系统的结构、功能的多少、运行的环境、可视化的强弱以及实用性等几个方面。

笔者在隧道监测信息管理系统方面的研发历程，似乎也可作为该项技术阶段发展的一个小小缩影。在1995年采用Pascal编制了一个DOS环境下运行的简单程序[23]，实现了监测数据计算与图表绘制的自动化；随后采用具有快速开发和数据库特色功能的Delphi[24-25]，在1997年开发了一个Windows下运行的监测数据库管理程序，实现了菜单操作，将数据库(Foxbase)技术应用于监测数据的管理，这些系统的功能相对简单，但在日常数据计算、图表绘制和报表自动生成方面都明显提高了工作效率；在以可视化为显著特征的GIS开始盛行时，借鉴GIS思想，使用高级语言从底层(未采用GIS软件)初步开发了一个图形平台[26]，具备类似AutoCAD的二维基本功能，包括点、线、面的绘制和复制、平移、镜像、捕捉等功能，实现了在监测地图上测点与监测数据的链接关系，底层开发的优点是系统独立于GIS、AutoCAD等相关平台软件，灵活性强、升级方便；缺点是研发与系统维护的工作量大，研发周期长。为解决这一问题，基于专业人员重在解决专业问题的思路，可以选择合适的通用GIS软件[6]为基础平台来进行二次开发，这样综合数据集成管理的效率高，开发出来的系统可视化功能强。近年来，笔者借助于商业GIS软件提供的SDK，基于桌面与网络环境进行了一些新的研发，并在工程现场中进行了应用，研究成果有待发表。

GIS无疑是隧道监测信息可视化的重要技术，此外，未来虚拟现实技术(VR)的应用也将是提升监测信息管理可视化的一个重要方向[27-28]，引入VR和网络技术，通过对隧道现实环境的计算机再现，实现本地或远程隧道虚拟漫游、实时监测、信息管理于一体的隧道施工监测信息反馈系统，可以使用户能够运用鼠标和键盘突破物理、空间和时间的限制，直观方便地查看监测仪器与监测目标及周围环境的位置、范围和数据，在虚拟场景中监控管理监测目标，提高监测的直观性和临场感。

现在，移动通信终端设备的发展将为隧道监测信息的快速传输和高效服务提供技术支撑，尽管相关研究很少，但也有少数人员开始了一些探索，如邹进贵等[29]基于WindowsCE掌上电脑开发了一个沉降监测与管理信息系统，实现了数据移动传输和终端查询。移动通信设备上的信息系统开发也许不能理解为从PC到移动设备上的简单移植，隧道监测移动信息管理系统在开发工具、开发平台、信息系统框架设计、信息存储与传输等方面与PC系统都有所不同。目前流行于智能手机上的Android系统[30]未来在隧道监测信息移动管理方面的应用潜力很大，值得研究。

2.2现状分析

2.2.1研究开发方法

软件系统设计应遵循以下原则：功能实用性、可扩展性、灵活性、可重用性、可靠性和安全性。系统开发要解决的关键问题是数据信息的组织与管理，以及为用户提供一个友好的人机界面和满足网络化和可视化的需求。当前，数据管理平台或引擎通常采用MicrosoftAccess、SQLServer或Oracle等数据库，在Windows操作系统环境下，采用开放数据库互连(ODBC)方法，利用开发工具提供的应用数据接口ADO技术实现对数据库的创建、访问、编辑和查询等功能。具体选择何种数据库支撑软件，与数据量的大小和应用成本考虑有关。数据量小、应用简单可用Access，反之，可选用SQLServer等大型数据库。软件系统的人机交互界面一般采用通用高级开发语言(如Delphi、C#、VB和Java)进行设计开发，具体选择根据个人喜好或对软件的熟悉掌握情况。因为，一些开发工具在功能和软件界面设计效率方面区别不大，软件界面设计难度不在于工具本身的复杂性，而在于开发者一个良好的用户界面框架结构设计，良好的用户界面体现出对系统功能合理的层次组织，是便于系统应用推广的关键。网络化主要是满足监测信息的共享与远程监测两个需求，可以通过建立网站借助于Internet来实现监测信息的远程传输与查询；可视化除了简单的数据图形、影像与视频外，更重要的是GIS技术的广泛应用，通常借助于GIS基础软件的二次开发功能，如国外的ArcGIS[18-19]和国内的SuperMapGIS软件[31]都提供了相应的SDK(二次开发工具包)，供开发人员采用通用开发工具来创建一个反应测点空间位置与周围环境的类似电子地图的图形平台[31]，在此平台上集成多源信息，可以提高复杂信息的管理工作效率。

2.2.2系统功能结构

根据隧道工程监测信息管理的功能需求和综合现有研究成果，加上个人的认识与理解，笔者认为一个功能相对完整齐全的信息管理系统框架结构如图1所示。系统应以“信息”为中心，通过研发与应用，使得任何一位相关技术人员或主管领导(Anybody)在任何时间(Anytime)、任意地点(Anywhere)，只要能够接入互联网即可访问本系统，完成系统中涵盖的所有管理工作(Anything)，从而实现基于WebGIS的隧道工程施工监测的4A服务[32]。

需要说明的是，一个具体的监测信息管理系统不一定要包括图1所示的所有功能，可以针对工程应用的具体要求进行开发。当前很多相关系统大多也只是实现其中的部分功能，要建立图1所示的隧道施工监测信息管理的完整技术体系，还有很多工作需要做，其中，未来在移动终端、实时监测和虚拟现实仿真应用以及监测数据的可靠性预测分析方面都需要进一步研究。

2.2.3可视化技术

可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的方法，它已成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。对于施工监测信息来说，根据文本数据绘制出监测历时曲线是最早实现的简单可视化，当然，简单并不意味着没有继续研究的必要，实际上在可视化灵活操作方面，还可以做些细致的工作，例如在监测曲线图上，移动鼠标就能即时显示监测相关数据信息的丰富变化，就是一个非常实用的功能。当前GIS已经成为信息可视化的重要手段，可以采用GIS创建一个集成管理多源监测信息的图形平台，将具有空间属性的监测点与周围环境集成到一张电子地图上，实现测点信息与周围监控对象管理的可视化。目前GIS应用可以分为二维、二维半及三维，三维应用主要强调地上、地面以及地层的三维集成可视化，其中地面以上主要包括房屋、桥梁等建构筑物，地面主要包括道路、河流、绿地等，地下则包括地层以及地下管线等。地下部分的可视化能够直观地反映工程所在区域的地质情况，而施工监测信息的变化则与地质条件紧密相关，三维地层建模技术为此提供了技术支撑[33]。地面及地上三维可视化，可以应用目前广泛应用的三维地图技术。除此之外，VR也可作为隧道施工监测信息管理的三维虚拟现实平台，以更加直观、形象地显示监测信息与周围工程环境的空间立体关系，增强对于监测信息与安全风险控制的深入理解。VR与三维电子地图的一个重要区别是其具有临场真实感，例如，在隧道施工中如果地面房屋建筑结构的沉降监测超限，可以采用房屋出现开裂、倾斜，甚至倒塌再配合声音来模拟可能出现的风险，并发出预警，感同身受。VR应用系统也可以独立于GIS技术，这样做的好处是系统研发与维护都相对简单，也便于应用推广。但目前虚拟现实在隧道监测信息管理方面的应用研究还不多见。

这里值得说明的是，对于技术的先进性与实用性问题的平衡考虑和认识，二维GIS的技术发展最为成熟，功能最实用，成本最经济；真、假三维GIS(2.5维通常也称为假三维)立体感强，更形象、更逼真，在技术方面代表进步和提升，因此，来自现场的应用需求比较强烈，但并不能完全取代二维GIS技术的成熟性、稳定性、简便性和经济性。三维GIS代表隧道监测信息管理图形平台可视化的发展方向，但二维GIS现在和将来也都值得进一步研究与应用，不能也不应厚此薄彼，理想的可视化集成平台模式是二、三维GIS的一体化应用。

2.2.4系统运行环境

按系统运行环境的不同，可以把基于GIS的隧道施工监测信息管理系统分为两大类：一类是桌面系统(单机版)；另一类是基于Internet的网络系统(网络版)。这两类系统各有优缺点，网络系统显然能够最大限度地实现监测信息共享，同时方便远程查询与管理，但是系统运行环境的构建比较复杂，比如要进行专门的网站创建和网页系统设计，需要服务器支持，此外，基于网络的数据实时分析能力要比桌面系统低很多；相反，桌面系统可以充分利用本地计算机进行强度较大的计算，数据处理与分析能力强，同时，对于工程现场应用，例如，现在很多城市地铁工程项目现场都设有监控室，安装这样一套系统作为安全监控系统的一部分，很简单也很实用。因此，在施工监测信息系统网络版开发越来越多的情况下，单机版的系统在日常监测数据的处理、分析与管理方面，仍然起着不可替代的作用。实际上，单机版和网络版可以联合并用，如单机版作为网络版的数据信息加工处理工厂，而网络版作为单机版处理后的信息集散地，当然，它们也可以针对不同的需求独立应用。

2.2.5系统的实用性

如果单从研究的角度来说，系统研发更注重技术的先进性和创新性，然而，系统研究的目的最终是为了应用，系统的实用性对工程应用更为重要。在隧道施工监测信息系统研发方面，虽然有不少成果公开发表，但是从一般的文献中，很难了解和判别相关系统的实用性到底如何。监测信息管理系统的核心是软件，如果以软件商业化作为系统成熟和实用标志的话，遗憾的是，当前还没有看到相关通用商业软件系统，换句话说，迄今为止，实用性很强的系统可能很少。原因可能很多，其中一个方面应该和系统研发应用的持续性有关，不少系统由高校和科研院所研制开发，以一些政府部门或企业委托的科研项目作为支撑。如果把系统类型按发展阶段分为研究型、试用型和实用型，往往在项目结束之际，很多系统研发最多还处于试用型阶段，有的甚至还在研究阶段，随着项目的结题、验收或鉴定，完成相关科研成果报奖等使命，其改进、完善和推广由于得不到进一步的后续研发支持而中断。原因有两方面：一是对于研发人员来说，初步取得的成果不尽理想未能引起委托单位进一步投入的兴趣；二是委托单位可能对于系统持续研发投入的必要性认识不足，从而导致在系统从研究到应用的发展过程中，半途而废，实际上这是对前期人、财、物等投入的一个很大浪费。软件系统从研发到实用是一个持续不断投入和长期不断升级的过程。

3存在问题及发展趋势

3.1存在问题

综合现有研究现状分析可以看出，当前隧道施工监测信息管理主要存在以下几个问题：

1)监测信息以及与其相关信息种类繁多，信息的特性与处理方法不尽相同，基础数据库信息的有效分类、组织需要加强，这是整个信息系统研发和运转是否高效的重要基础。

2)科学预测旨在防患于未然，当前无论是简单或复杂的预测方法在真正应用于实际工程的有效性方面还存在一些问题，尽管相关文献展示的预测与实测符合完美，但工程应用的真实性和可靠性还存在疑问。

3)施工监测信息在快速反馈与及时指导施工方面，存在不足，依赖信息管理系统不能完全解决这一问题，但应通过集成实时监测功能、快速数据分析和科学预测、及时预警来提供足够的辅助决策技术支持。

4)从技术的先进性来说，隧道施工监测信息管理三维可视化平台目前并不多见，尤其是三维GIS和虚拟现实技术的应用开发，还处在初步研究阶段。

5)从技术的实用性来看，隧道监测信息系统在软件功能的完备性、易用性、健壮性和安全性等实用性方面距离成熟商业软件标准还存在明显差距。

针对上述问题，需要紧密结合隧道工程信息化施工的技术需求，按照软件系统的基本要求和研发规律，充分利用现代计算机信息技术，进行持续不断地研究、开发和应用。

3.2发展趋势

未来的发展趋势笔者认为有以下几个方面：

1)在数据库合理组织和科学预测分析前提下，借助于可视化技术，创建运行稳定、易用和安全可靠的实用性系统，至关重要。

2)结合不同的应用需求，系统在单机版、网络版、二维GIS可视化和三维GIS可视化等研发方面，齐头并进，不应厚此薄彼。

3)隧道施工监测信息系统如丰富监测信息的管理功能，可考虑对于实时监测设备和元器件采集数据的实时接收、显示与分析，以及对于相关施工工况(如施工进度)的辅助显示，通过适度扩大相关应用功能，增强其工程实用价值。

4)利用虚拟现实技术，开发出隧道施工监测信息管理的虚拟现实平台，能够提升隧道监测信息管理可视化水平和管理工作效率。

5)未来基于手机、PDA等移动通信终端和类似Android、iOS等移动操作系统的移动监测信息管理技术值得研究开发，有望真正实现施工监测信息的随时、随地一切尽在“掌握”之中，有助于对隧道工程施工安全风险的管理与控制。

4结论

1)隧道工程施工监测信息管理技术发展经历了从纸质文本与图形文档管理、计算机简单数据处理、数据库管理、GIS与网络应用到虚拟现实技术应用等几个重要阶段，系统应用已从单机逐步扩展到网络，信息管理的可视化从简单的图形图像发展到二维和三维GIS空间。

2)当前隧道工程施工监测信息管理系统存在的主要问题包括多源相关信息的有效分类组织、数据预测与预警方法的可靠性、对工程的实际指导作用和应用软件系统的实用性，都有待于进一步提高。

第2篇：实验室管理系统现状范文

1．1高校实验室管理出现的问题1．1．1实验室管理职责不明确长期以来，在传统实验室管理模式下，产生了多种实验室管理部门，这就导致管理真空或缺位现象发生，同时高等学校的实验室工作也开始变成“三角地带”，体制不合理，且管理职责不明确，未充分考虑实验室的整体性与系统性，这些都大大降低了实验教学的质量。1．1．2实验信息反馈滞后且效率低实验室管理体制的不合理，外加实验经费日益紧张，这就延缓了低值易耗品的购买期限，检测和维修仪器的周期也被延长，部分高校出现了实验室管理效率低、设备的低使用率与老化现象并存、学生对实验缺乏兴趣等问题。1．2发展背景在高校教学科研过程中，高校实验室有着非常重要作用，它是高校实验教学课程的载体，承担着科研任务，同时也是推动学校发展的加速器，更是衡量高校办学水平及发展实力的一个重要标准。全国高校实验室资产情况和经费投入年报经教育部汇总分析后，还是国家了解高校发展状况和制订国家高等教育经费年度投入规划的重要依据。在信息化与网络技术发展日趋深入的背景下，实验室管理信息化已成为高校发展的一种必然趋势。

2实验室信息管理系统的开发现状及优越性

2．1实验室信息管理系统的定义实验室信息管理系统（简称LIMS），是运用计算机网络技术、快速数据处理技术及信息存储技术来全方位管理高校实验室的计算机软件、硬件系统。对高校实验室而言，该系统承担的是实验教学及管理实验室信息等职责，是高校信息管理系统中不可或缺的部分。2．2LIMS的开发现状实验室信息管理系统是在分析测试仪器自动化水平、实验室规模及处理能力不断提高的形势下产生的，主要应用于研发类、过程测试类及质量保证类实验室。20世纪80年代初，实验室仪器的自动化水平得到快速提高，对实验室的管理也提出了更高的要求。而在计算机数据处理能力和资料“吞吐”量不断提高的背景下，通过计算机信息系统的开发及应用来实现实验室管理自动化，逐渐变成现实。2．3LIMS系统架构及优越性网络化的实验室管理系统采用分布式网络应用架构（WindowsDNA），将应用划分为界面层、数据层、应用层等多个层面，应用程序开发人员只需关注应用层，其他层面服务均可通过系统来控制，降低了研发人员的工作强度，提高了整个系统的处理能力。因各层面的相对分离，系统升级改造难度也较小。在数据管理的基础上，该系统既可以发挥其数据管理功能，同时还能有效管理和运行整个实验室，特别是管理实验室教学中的网络信息，从而推动开放式实验教学的实现。概括而言，实验室管理系统的应用与实施，主要有以下优越性：①有效提高了实验室的管理效率；②实现了高校实验教学过程的计算机管理；③为实验室评估提供了原始资料及数据参考，促进了实验室管理的规范化发展。

3高校实验室信息管理系统的应用开发前景

实验室信息管理系统充分运用了计算机网络技术，在科学的管理理念指导下，全方位管理实验室的各种实验信息及软件、硬件系统。该系统的应用，实现了对教学与科研仪器设备、实验人员及项目的科学化管理，同时还具有统计年度实验室情况及数据上报等功能。通过运用高校各类网络资源，能实现全校各院系、职能部门及其他院校实验信息及资源的共享，从而有效提升实验管理部门的工作效率，推动实验室管理方式实现现代化、规模化和计算机网络化。

4结论

第3篇：实验室管理系统现状范文

关键词：实验室；信息管理系统；研究

项目来源：2013年度河北联合大学教育教学改革项目（项目编号：Z1311-11）

中图分类号：TP393 文献标识码：A

收录日期：2014年3月24日

一、引言

实验室信息管理系统是利用计算机网络技术、数据存储技术、快速数据处理技术对实验室进行全方位管理的计算机软件系统。实验室信息管理系统从最初仅完成数据存储和有限的网络功能，发展到现在可以处理海量数据，具备完善的管理职能，并且能够运行于Internet之上，极大地提高了实验室的运行效率，节约了实验室的运营成本。针对教学型实验室以设备管理和实验教学为主要需求的特点，设计了融入预警机制的实验室信息管理系统，使实验室管理人员和实验室的主管部门更方便了解实验室的运行状况，提高管理水平。

二、高校实验室管理系统研究现状和研究价值

（一）研究现状。基于.NET的实验室信息管理系统是随着计算机技术的发展而产生的专门用于实验室各类信息管理的网络化系统，是计算机技术、管理科学与分析技术相结合的产物，最早出现在上世纪七十年代。目前国际上采用最普遍的系统作为实验室信息管理系统已经发展到了第四代。国外研究型实验室采用了系统的实验室信息管理系统后，几乎全部缩短了实验所用的周期，降低了实验室信息管理系统运行和维护的费用，将研究人员从效率低下的重复性劳动转变为自动化程度较高的系统管理。研究人员可以把精力放在关键的技术问题的解决上，全面提高了实验室对资源的利用率。

国内对于实验室信息管理系统的研究起步比较晚，实验室建设方面的投资力度不够，与国外发达国家的差距非常大，这些都严重制约了基于.NET的实验室信息管理系统理论和实践的发展，同时也很难保证管理系统的使用规模。尽管当前我国已经开发与研制了几个成形的实验室信息管理系统软件，但是它们所具有的功能仍不能适应高等教育中实验室教学管理的需要。

以上研究表明，尽管当前实验室信息管理系统很多，但真正能够涵盖整个实验室相关信息管理的系统却很少。同时，在这些涵盖整个实验室相关信息管理的系统当中，真正功能比较齐全、实用性强的、适用于高校实验室教学的系统也屈指可数。当前各个高校的实验室教学管理系统都是独立运行的。各个高校的管理系统不具备通用性，因此综合以上国内外实验室信息管理系统的研究发展状况，可以得出如下结论：能够涵盖整个实验室相关信息管理的系统仍有一定的可开发空间，存在很多需要进行深入研究与探索的内容。

（二）研究价值。高校实验室在高校教学、科研中具有十分重要的地位和作用。如果按照过去传统的高校实验室管理方法，实验室教学管理也变得非常繁琐和低效。实验室管理工作人员压力大、工作时间长、操作失误多，数据的查询、增加、修改和删除非常不方便。利用计算机网络技术来进行实验室信息管理成为必然的选择趋势。

技术为建立交互、动态、安全、高性能的网络应用平台提供了一种简便、高效的技术手段和性能优越的开发系统，从目前来看它是数据库信息管理系统设计和开发的一个主流的开发手段。基于.NET的实验室信息管理系统面向计算机与网络技术、电气设计与自动化、机械设计与自动化、化学类等多种专业，可以满足不同年级、不同实验水平、不同专业学生的实验上机要求，也为实验室老师和实验课学生开辟了一种简洁、有效、方便的实验课程教学方式。同时，该系统能够通过实现实验用户管理、实验管理模块、实验台管理、时间管理、实验报告管理、实验预约记录管理、系统日志管理、管理员类别管理、系统管理员管理等功能将实验室教师、学生、实验仪器和设备等信息资料方便有效地管理起来。结合目前校实验室教学和实验设备的信息化管理的实际状况，它为当前高校的实验室教学和实验设备的信息化管理提供了一种切实可行的解决方案。对于全面解决实验室管理工作的技术难题具有一定的积极意义。

三、高校实验室管理系统基本结构及其应用

（一）基本结构。在分析高校实验室信息管理系统本身所应具有的独特性，以及整个信息系统的建设目标之后，我们设计了开放实验室信息管理系统的总体框架。我们所研究开发的开放实验室信息管理系统的体系结构由五个分系统组成，它们分别是系统管理、设备管理、实验管理、实验规划和综合查询与分析五个部分，这五个分系统基于RDBMS进行信息交互；系统硬件包括计算机、网络和专用设备、仪器等；系统软件包括大型分布式数据库管理系统、网络操作系统、Web Server、IIS等系统软件。（图1）

（二）系统软件的应用

1、数据与图像存储管理

（1）图像转换。实验室设备一般常用的图像格式有：JPG、TIF、BMP。对于实验室的医疗影像数据，需要保留两种格式：JPG用于精度要求不高的环境，比如论文、网页等；而TIF格式则是作为分析使用，需要精度比较高。对图像转换模块，我们规划一个动态链接库，需要支持以下功能：BMP-JPG、BMP-TIF、其他格式-JPG、其他格式-TIF。

（2）数据与图像存储。包括将图像文件上传到数据中、监测数据库中是否存在该图片、更新数据库中的图片。

（3）项目管理。要求读取后台项目信息。工作站端实名登录，并且与后台项目信息取得同步，控制服务器和本地访问权限。本地工作目录的创建和删除需要程序自动处理，和后台项目信息保持同步。

（4）消息管理。在工作站端需要监测来自局域网某一个用户的呼叫信息，并且要有简单的阅读、发送、删除等基本处理。

2、个人办公室。（图2）

3、实验用品管理

（1）采购管理。采购管理围绕实验室对试剂耗材的采购需求展开，包含采购申请、采购审核、采购订单模块。各模块相互衔接，数据可以由上一流程转入下一流程，避免原始数据的重复录入。系统同时能够以弹屏的方式提醒相关人员进行审批和对采购执行情况的跟踪。

（2）入库管理。入库管理用来登记试剂耗材的采购入库和退货信息，并对结款情况进行盘点。系统可以按照用户设定的规则查询任意一批试剂耗材的入库记录和退货记录，款项未结清和已结清的采购单被分类存放，一目了然。

（3）库存管理。库存管理用来盘点试剂耗材的当前库存，系统可以按照用户设定的规则返回任意一批试剂耗材的存货量以及存放位置，为科研人员寻找试剂耗材节省时间。该部分还包括库存预警功能，系统在启动时主动搜索出低于警戒线的试剂耗材，向有关人员提出采购建议。

（4）物料领用。物料领用模块用来规范试剂耗材的使用和退回，包含领用申请、领用审批、领用登记、退料单4个小模块，模块之间相互衔接，领用申请会在第一时间传递给实验室主管，领用记录和退料记录分类存放，一目了然。

（5）实验室资产管理。包括固定资产登记、使用记录、维修记录等。

（6）统计报表。从各个角度、多维度展现实验室试剂耗材的采购、入库、领用情况，汇总成美观大方的统计报表，呈现给实验室主管。

（7）基础数据。该部分用来维护供应商档案、试剂耗材字典等基础数据。值得关注的是，我们已将市场上所有主流的生物试剂和耗材以及上万家供应商分门别类，导入该系统的数据库里，并科学地建立了索引，用户再也不必为录入种类繁复的试剂耗材而伤脑筋。

（8）实用工具。该部分向用户提供了一系列简单、实用的维护工具，如数据备份和数据恢复工具，数据清理工具，保证数据的安全性和一致性。

四、结论

实验室信息化管理平台的开发应用可有效提高实验室设备管理的效率，减轻实验室人员的劳动强度，实现实验资源利用的最优化和教学效益的最大化。该系统的开发使用可实现实验室工作更加规范化、制度化、科学化，从而使实验室规范和网络化管理方面有新的突破。随着交互式管理平台构建的理念、技术和方法的不断趋于完善，高校实验室的管理工作会走向更为科学化、规范化和高效化的阶段。

主要参考文献：

[1]杨春等.实验室网络管理平台的构建与应用[J].实验科学与技术，2006.3.

[2]周晓庆，肖建琼.基于C/S及B/S模式的实验中心管理平台研究[J].电脑开发与应用2009.22.4.

第4篇：实验室管理系统现状范文

关键词：物流管理；实验室设备；信息化

中图分类号：G648.7文献标识码：A文章编号：1006-3315（2020）-11-123-002

随着国家一流大学和一流学科建设工作的不断推进，作为高校重要基础的实验室建设工作也得到了越来越多的重视。高校实验室设备的种类、数量、使用难度等都在不断上升，传统静态的实验室设备管理体系已经无法满足科研和管理的需求，而高校实验室设备的配备基础、使用效率、管理水平等都能在一定程度上体现一个高校对于科研水平和实验教育的重视程度和水准体现。因此寻找创新合适的管理方法使得实验室设备的管理动态化、信息化刻不容缓。高校实验室管理，特别是设备管理与物流管理的很多方面有相似之处。而近年来，在经济社会发展的推动下，物流管理的理念和模式都有了长足的进步。本文就当下物流管理的模式进行探讨和分析，结合其特点对高校实验室设备管理进行改进，以达到对实验室设备的合理高效利用。

1.现阶段高校实验室设备动态管理存在的常见问题

第一，就管理人员而言，学校缺少专业的技术人员和管理团队。在购买设备时，由于高校所需设备复杂多样且部分价格高昂，非专业人员无法完全区分各零部件关系及概念，容易导致重复配置或者设备短缺；其次在管理和师生借还过程中，未经过专业培训的设备人员在对设备进行分类归置、零件配套和对学生借用前的使用说明时存在很大的困难，易导致设备使用的故障和整个管理过程中的效率低下，设备的损坏率上升；最后在对实验室设备进行常规检查时，无法及时地得知设备的损坏情况。设备管理人员的经验以及技术水平的不足将会導致整个设备管理系统的效率和设备使用率降低，支出经费上升和管理时间上升。

第二，就管理系统的关联性而言，现阶段设备管理系统各元素过于分散。实验室设备管理包括设备采购、整理入库、日常管理、师生借还、维修报废等环节，甚至还可以囊括实验室设备配备情况、设备操作使用常识掌握情况及其考核办法、设备购买的财务报销等与之相关的方方面面，而传统的设备管理系统未将与实验室设备相关的资源进行有效整理，而是将各个环节问题分开逐一管理和解决，这样不仅将问题的解决难度增大，还不利于管理人员的合理分配，也不便于师生对设备借用规则的理解。设备管理流程中各个元素的分散将会导致管理系统和管理人员的专业度下降，不利于管理系统的长久使用与发展。

第三，就管理手段而言，传统管理方式呈静态封闭化。随着高校规模和科研体系的不断扩大，对于实验室设备的信息量，流动性和分布不断地增大，传统的管理模式在很大程度上依赖于人工统计和纸质记录，设备共享信息较少，设备借用人员无法及时了解实验室设备的相关情况，这在信息化越来越发达的当今已经成为了一个很大的弊端。

2.现阶段物流管理的特点

2.1注重物流管理人才的培训

物流作为近十几年以来的新兴行业，大多数人对物流行业的认知还很肤浅，对物流管理和物流的流程概念知之甚少，但行业的发展迫切需要人才的支持和引进，这样对物流人才培训便引起了领导者的重视，许多国家成立了专门的物流管理协会，促进了物流管理理念的提高，提升了物流人才方面培养，使物流管理人员更高效的投入到研究和实践当中。物流管理人员需要熟悉现代技术在物流方面的应用，掌握物流管理各个环节的作用，了解可能出现的问题并提供有效的解决方法，在供应链系统和企业沟通管理等方面也有清楚的认识，最终达到对整个物流系统运行的可实施性和稳定性要求。

2.2物流管理的系统性和整体性

现代物流管理以产业链的形成为一个主要特点，将运输、加工、装卸等一系列环节形成关系网络，由此使得分散的各个产业元素形成整体，加强各个产业之间的联系和沟通，不仅使各个环节产业的合理利用价值达到最大，也使得物流的整体的效率提高，协同性加强。相比于传统行业满足于单个环节的利益最大化，更加注重整体系统的效率和利益。

2.3基于互联网技术和信息化时代下的物流管理体系

在快节奏发展的主题下，现代市场经济和公司经营现状瞬息万变，同时物流产业的各个环节遍布各地，分布广泛。为了提高信息的传播速度，管理人员在对物流系统进行管理时充分利用了信息技术和互联网技术。

在专业技术的应用下，物流系统整体的流动性、专业性和广泛性等逐一体现，如二维码、条形码等信息载体带动了基本信息的流动，为仓储、运输等提供了便利；实时监控技术使得整个系统的流动动态地展示在电脑画面中，可直观清晰高效地发现系统运行中的漏洞以便及时调整和止损，手机APP、微信公众号软件可以将整个物流系统中的工作人员注册在录，并通过软件查询关于自身所在物流系统的各方面信息和现状，方便信息的管理、储存、获取和公开展示。

3.如何将物流管理的特点应用到实验室设备动态管理中

3.1注重人员素质培养

首先高校本身应当提高意识，建立健全实验室设备管理的部门，合理分配各人员职责，使管理趋于系统化和规范化；在此基础上，加强部门管理人员的管理和专业意识，使其具有严谨的工作规范；最后，实验室设备的高效率使用最终的受益者便是在校学生和老师，因此，注重培养高校师生的专业意识具有非常重要的意义，开设实体课或者视频教程供在校师生学习实验室设备的基本概念和属性，详细讲解设备的使用方法和常见问题的解决方法，强调对设备的保护意识，同时对使用设备的师生进行专业考核。

其次高校实验室设备管理系统能否发挥其作用，设备在教学过程中能否高效利用，很大程度上取决于管理人员的基本专业素养。结合物流管理中对于物流人才培养的重视来看，高校应该注重对实验室设备管理人员的专业素养和知识的培养，在进入岗位前应当进行设备使用和管理知识的培训并进行考核筛选，最终建立一支专门的团队。

3.2统筹兼顾，以整体为出发点

对实验室设备管理的资源要素进行综合整理，将物资采购、整理入库、日常管理、师生借还、维修报废、缴费评价等形成系统链条，形成有机整体。以整体为出发点，确定系统目标为提高实验室设备的使用频率和利用效率，提高管理人员的管理效率，方便师生对设备的使用。从而使整体辐射到部分，加强各个部分的联系，而各个环节始终服务于整体，把握整体的节奏和流程，统筹兼顾，平衡管理。

3.3充分利用现代信息和互联网技术

以二维码为代表的信息载体。只要通过手机或者相关设备便可以将二维码中的文字和图片等信息扫描提取，从而获得许多未知的消息，不仅方便而且大大提高管理效率，在物流管理中得到了广泛应用。高校实验室设备数量大、种类多，易混淆，为每台仪器和零件配上专属的二维码，并将仪器的基本信息和使用方法存储在其中，学生可以通过扫描二维码从中查阅，方便快捷，形成一本电子操作手册；同时二维码不仅可以用于信息的储存，还可用于鉴别身份及信息传递，当师生对实验室设备进行借用申请及重要信息填写完成后，系统会自动生成一个储存有借用者信息及此借用者所借用的仪器的基本信息（借用时间、借用数目、仪器用途等）的二维码，当借用者前往实验中心领取仪器时，实验中心管理者可凭借二维码对借用者的身份进行核实并且通过此二维码传递借用者关于借用仪器的信息，从而方便实验中心管理者审核并准确无误地交付仪器与借用者。总而言之，二维码技术的有效广泛运用使得物流管理更现代化、高效化和系统化，因此，若将其充分运用于高校实验室设备动态管理系统也将获得同样的效果。

二维码技术的充分开发和利用也为以手机APP、微信公众号为代表的信息平台的开发提供巨大的帮助。传统的管理系统缺少对设备各方面信息的公开和实时情况反映，并且仍需要借用者利用大量的时间亲自前往实验中心及各级审核人员的工作场地来进行一次次的设备申请和审核，既浪费人事资源，也浪费借用者和审核者的时间和精力，若以APP、微信公众号为平台，只要通过身份验证，用户可以网上提交申请书借用设备并且约定设备领取时间，同时便于查看各级管理人员的审核进度以及仪器的各种信息和现状并进行及时反馈评价，管理人员可以在平臺上上传实验室各项设备的基本情况和实时反应以便注册的用户可以及时查看，管理人员也可以及时处理用户申请并进行设备出库记录等流程，使系统更动态和开放，信息更及时和透明。

第5篇：实验室管理系统现状范文

1.实验室网络管理系统现状

高校实验室网络管理软件在国内市场上非常得多，但每一种都依赖于特定的数据库结构，由于每个实验室的情况和需求各不相同，市场上的软件一般不能满足自身的需要，必须单独定制和开发，软件的通用性较差。实验室管理平台软件一般具备以下功能：实验室管理、教师队伍、实验室建设、实验教学、日常办公、低值易耗品、仪器设备、实验室评估、系统维护等。我校实验室尚未建立实验室网络管理系统，目前实验室运作方式陈旧，设备利用率不高，实验计划、实验预约、报告批改等环节浪费了大量的人力、物力和财力，实验内容得不到网络公开，实验资源得不到网络共享，资产设备登记、借还、使用记录不详细，管理不完善，与国外院校和国内重点院校相比，处于落后状态。

2.实验室网络管理系统发展趋势

未来的实验室应当是高度数字化、专业化、智能化、系统化、自动化的。数字化的实验室除了自身专业技术的数字化，实验室的管理、运行都将是数字化的。目前，比较热门的GIS（地理信息系统）、电子商务、仪器远程控制、虚拟实验仪器等技术都将会在未来实验室得到应用。

二、实验室网络管理系统技术

技术

系统所采用的数据库SQLServer2008，是一个关系型数据库系统，采用技术实现对数据库的连接和访问，具有可信任、高效、智能的特点。可信任体现在数据加密、外键管理和增强审查等面；高效体现在降低了开发和管理数据的时间和成本；而智能体现在其提供了一个全面的平台，可以在用户需要的时候发送观察信息。通过技术访问SQLServer数据库，主要包括连接、访问、关闭等操作。

（1）数据库连接。应用程序连接数据库时，通过调用sqlConnection方法，传递连接字符串，实现对数据库的远程访问，如sqlConnectionconn=newsqlConnection（连接字符串）。连接字符串必须包括4项基本参数：服务器IP地址、数据库名称、数据库登录名、数据库登录密码。连接之后调用sqlConnection的Open（）方法打开数据库。

（2）数据库访问。执行数据库查询时，使用select语句访问数据库的表、视图、存储过程，得到数据集DataSet。执行数据库添加、修改、删除时，使用ExecuteNonQuery（）方法，分别传递insert、update、delete命令字符串，即可实现数据库操作。如下所示：publicintMyExecuteSQL（string命令字符串）{cmdCommand=newSqlCommand（命令字符串，连接字符串）;cmdCommand.ExecuteNonQuery（）;}

（3）数据库关闭。数据库关闭时，只需调用数据库连接对象sqlConnection的Close（）方法即可。数据库的连接和关闭必须遵循“尽晚创建，尽早释放”的原则，这样能缩短应用程序占用系统资源的时间。

2.网络拓扑结构

系统包括数据服务器、实验室计算机、教师和学生使用的计算机，各终端通过学校的局域网络访问数据服务器。也可以采用环形冗余网络。

三、高校实验室网络管理系统开发

采用SQLServer2008设计数据库，使用VisualStudio2010进行管理软件开发，并通过配置数据服务器，借助学校网络，采用客户端/服务器（Client/Server）开发模式，搭建信息化、制度化、数字化的实验室网络管理系统。

1.系统权限设计

系统权限分为管理员、实验教师、任课教师、学生4种，根据用户登录权限不同，进入不同的访问界面。

（1）管理员可管理所有数据，包括数据的添加、删除、修改、查询。

（2）实验教师可管理实验相关数据的添加、删除、修改，如实验室简介、实验审批、实验报告批改等，还包括所有数据的查询。

（3）任课教师可管理教学相关数据的添加、删除、修改，如实验预约、专业、班级、人数、资产借用等，还包括所有数的查询。

（4）学生只能查看实验简介、实验内容及成绩，上传实验报告，预约开放的实验室等。

2.系统菜单设计

高校实验室网络管理系统菜单包括用户管理、实验室信息、实验教学、设备资产、门禁监控、帮助六大部分。

（1）用户管理包括教工管理、学生管理、用户退出，其中教工管理和学生管理分别具有添加、修改、删除、查询等功能。

（2）实验室信息包括实验室管理、实验室查询，实验室管理和实验室查询内容涉及实验室名称、实验室职责、基本设备、开设实验等。

（3）实验教学包括实验计划、实验预约、预约审批、报告批改、实验查询，实验预约信息包括专业、班级、人数、指导老师、预约时间等，实验查询信息包括实验内容、实验记录、实验成绩。

（4）设备资产包括资产分类、资产管理、资产查询，资产管理和资产查询内容涉及简介、登记、借用、归还等。

（5）门禁监控主要用于有刷卡或指纹考勤功能的实验室，加强对学生的管理功能。

（6）帮助包括使用说明、版权信息。

3.系统流程分析

用户通过注册账号或分配账号登陆实验室网络管理系统，可进行实验预约，学生通过系统提交实验报告后，教师网上批阅学生提交的报告。此外，系统管理软件还可以管理设备资产信息，记录设备的使用过程。

4.实验教学效果

（1）对学生来讲，软件学习的方式激发学生的学习兴趣。学生在课外通过自主学习，提前熟悉实验过程和实验内容，加快实验过程，提升了学生动手操作能力和掌握知识的程度。软件提交实验报告的方式，改变了以往提交纸质实验报告的做法，方便了学生，减少了纸张的浪费。

（2）对教师来讲，软件预约实验的方式。使其在软件上审批学生预约的实验，系统会自动显示是否为空闲时间，克服了依靠教师记忆安排实验的不足，降低了教师的劳动强度，更好的提高实验教学质量网上批改实验报告的方式，避免了整理堆积如山的实验报告。

（3）对高校实验室来讲，实验过程网上预约。实验内容网上查阅，实验报告网上批阅等方式，极大提高了实验室的开放程度和利用率，保障了实验室资源的共享。

四、结论

第6篇：实验室管理系统现状范文

“机械检测技术与装备教育部工程研究中心”是一个由国家教育部批准组建成立，同时得到了重庆市政府、市教委和市科委大力支持的研究中心，与之并列的还有一块牌子：“时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室”。中心下设精密位移传感器实验室、纳米时栅微位移测量实验室、高端精密测控技术实验室以及精密机械加工车间。工程中心以技术开发和成果转化为宗旨，同时兼顾本科教学?c研发工作，以及学科建设等高校任务。像这样一个机构复杂，体制交叉，功能多样，仪器、设备、工具、原材料繁多的综合性教学科研机构，其专职实验室管理人员只有1-2人，可以想象在实验室管理中有多少不尽人意之处。这种情况在全国各高校实验室中具有一定的普遍性。随着科学技术的突飞猛进，对高校实验室也提出了更高的要求[1]。笔者曾在英国朴次茅斯大学和当地物流公司工作，回国后进入该中心任教，一直试图借助国外先进管理工作经验用于实验室管理。本文通过我们的一些具体思路与做法，与同行交流。

1.人员管理

本中心在重庆理工大学中是一个相对独立的实验室，主要人员为教师、硕士生和博士生。由于人员众多，而实验室管理人员相对较少，因此在日常的实验室管理中不能面面俱到，学生在实验时未按要求进行登记，实验完成后实验工具未按要求放回原位的情况时有发生。尽管多次强调实验登记和工具摆放问题，但效果仍不明显，其主要原因是缺少有效的监控和合理的管理。

虽然国内各个学校在总体方针中确立了各种规章制度，但是由于实验室各学科、功能和用途不同，使得这些宏观管理办法并不适合实验室的管理，因此需要根据实验室的实际情况制定相应的管理办法[2]。国内大学通常都是由一位老师对多个实验室进行统一管理，但由于各个实验室情况不同，使得管理有些混乱。而英国朴次茅斯大学许多个学生实验室都有一位专职教师进行管理，在实验室中有一个用玻璃窗分割出来的小房间作为实验室管理老师的办公室。朴次茅斯大学的实验室并没有严格的规章制度，实验室的使用是通过学校课程管理系统进行预约的，由于有专职实验室老师进行监督管理，学生们都能够自觉按要求进行试验，并保持试验室的整洁。而国内实验室管理人员较少，学生对实验室保持整洁的意识也相对较差，所以给实验室的管理工作带来了很多不便，因此国内许多实验室都是以相应的规章制度来强制约束学生，但效果并不满意。

本中心结合朴次茅斯大学的实验室管理经验与国内的实际情况，采用“以人制人”，由学生管理学生的方式。其中很重要的一点是“按课题分组”而不是按年级分组或按实验室进行分组。按年级分组似乎便于对学生进行统一管理，但是由于同一个试验可能由多个年级的学生参与，从实验室的使用管理来看并不合适，按实验室的使用进行分组也是存在同样的问题，同一个试验可能会使用多个实验室。

本中心按课题进行分组（如图1），每个课题组都有专门的导师及各个年级的学生，在每个课题组中选出一名助管同学，配合实验室管理人员进行试验的准备和清理工作，通过这种方式进行管理可以有效促进实验室卫生的保持及实验器材的整理。在这种机制下，较少的实验老师只需主要对助管同学进行管理就可以达到事半功倍的效果。

针对国内的现状，对新入学的学生进行培训[3]，使其快速熟悉实验室的规章制度，建立有效的赏罚制度可以提高大家的自觉性，长期监督可以使学生养成良好的习惯，引入信息化管理可以方便对学生的行为表现进行统计。如在条件允许的情况下，增加实验室管理人员数量，进行更加细致的分工，肯定将更有助于实验室的管理及对学生的监督。

2.设备管理

随着本中心实验室不断发展，购置的设备越来越多，对设备的整理、摆放、登记、维护等问题也越发突出。没有对应的信息管理系统，管理人员习惯只有仪器设备的物和帐的原始记录，而忽视了人员变动后的帐和物的实时核对，甚至出现有账无物或有物无账的现象[4]。由于每个人的记录格式不尽相同，因此给数据统计和记录交接带来了诸多不便。实验室的设备是由各个老师申请，学校采购中心统一采购的，大部分设备信息都是由各个老师和采购中心掌握的，而实验室内部并没有做统一的整理和登记，这就导致在设备出现问题时无法及时联系到供应商进行售后维修或维护，从而耽误了实验工作进度。有时新设备到货后，出现无处可放的问题，其主要原因在于没有对仪器设备的摆放进行统一的规划，没有及时与实验室管理人员沟通，不但浪费时间，也影响实验室的整体美观。实验室有些大型设备使用率不高，闲置时间长[5]，缺少定期的保养维护，而且能够熟练使用的人员也十分有限，在临时使用时也会出现各种问题。

仪器设备是进行科学研究和验证实验的基础，管理好仪器设备是对实验安全、实验准确性和实验真实性的有效保障。仪器设备验收合格自投入使用之日起，设备管理就进入到了一个动态化的管理过程[6-7]。在实验室管理体制设计中，我们借鉴了市场上物流方面的成功经验，通过引入SKU（stock keeping unit），使用信息化管理系统来进行管理。对于放置仪器的柜子和仪器设备进行系统的编号成为库位编码，将仪器设备的SKU编码与库位编码相对应，这样做不但便于查找，也能够合理利用有限的空间。建立格式统一的仪器设备电子档案，需记录仪器编号、库位号、名称、购置日期、售后电话等重要信息，利于今后查找。仪器设备的使用和借用参照图书馆的书籍借阅管理，都应该进行预约登记制度，不但便于管理，也能够责任落实到个人[8]，保证个人在使用过程中对仪器设备的保护。贵重设备需要进行网上申请，登记使用日期、内容、人员等，通过审批后方能使用，也便于今后上级部门对仪器使用情况的检查。仪器设备的说明书也要进行统一管理[9]，随用随借，并且进行电子备档，方便多人同时查阅，也能避免因说明书丢失带来的麻烦。

3.系?y管理

实验室信息管理系统（LIMS）是能够提供实验室各种信息储存、交换和统计分析的网络化平台，实现数据网络化共享、无纸化办公、提高实验室工作效率[10-11]，但是目前很多实验室都没有真正使用信息管理系统。实验室信息管理系统的应用是今后的必然趋势，能够促进并带动实验室管理的规范化、制度化、科学化[12-13]。

以前本中心的实验室只有简单的指纹门禁系统，而且并未接入网络，只能进行简单的身份认证识别，不利于实验室的安全管理。设备、工具、资料的使用、借用记录等都是通过纸质表格记录的，不利于查找和保存。缺少有效的电子监控，实验室乱拿乱放的现象始终得不到有效解决。没有实验室预约系统，实验室的使用变得比较混乱，实验室的随意使用使得管理人员无法有效进行监管。因此实验室信息化管理系统的应用是十分必要的，由摄像头，门禁系统，设备终端控制系统，计算机管理系统等组成的立体化监控管理网络能够有效地保证实验室的安全、整洁及数据的统一管理。

信息管理系统的应用是今后的发展趋势，各个公司的ERP系统，高校的管理系统，图书馆管理系统、政府部门管理系统等都是信息管理系统应用的体现，因此实验室管理系统的应用也是实验室管理发展的方向。使用网络化的实验室信息管理系统是本实验室的下一步目标（如图2）。在图书馆管理系统中，图书借阅和实验室的设备借用，阅览室和实验室的预约，在系统中对于学生的分类管理都有很多相似之处；在物流管理系统中，货物的采购和设备采购，货物中转和设备转移，货物出库和电子元器件的领用等也都有相似之处，因此还是有很多经验值得实验室管理系统借鉴的。网络摄像头及指纹门禁系统能够很好地实现对实验室安全的管理，使用终端控制设备能管理和记录大型仪器设备的使用情况[14]，借鉴企业的ERP系统也能够实现实验室日常办公的人员，设备记录管理。根据实验室的具体情况配备相应的管理系统及硬件，并与学校一卡通系统联网，就能够更加容易对实验室人员进行管理。

第7篇：实验室管理系统现状范文

关键词：B/S模式；计算机实验室管理系统；高校计算机管理

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02

1 高校计算机实验室管理系统的构建意义

目前，随着高校信息化建设的深入发展，任何工作都注重效率问题，规模庞大的计算机实验室仅仅依靠人员管理难免出现漏洞与弊端。如果应用计算机实验室管理系统对高校计算机机房进行全面有效管理，能够真正人工管理的工作效率。高校教育教学的最终目的是为社会培养高素质专业人才，因此，本文提出了高校计算机实验室管理系统的建设方案，目的是为高校教师、学生和职工提供方便的服务平台，计算机实验室管理系统的应用不但能够随时更新和维护设备，还能够提供优质的服务。然而，如何通过高校计算机实验室管理系统的应用节约资源、创新管理、加强沟通，已经成为高校计算机实验室日后发展的关键问题。本文通过对各大高校计算机实验室的调查研究，坚持将灵活通用作为设计理念，提出了适合高校信息化发展建设的计算机实验室管理系统，以此高校计算机实验室的管理工作、减少人员体力劳动负担、促进信息资源的交流与共享，还可以通过计算机实验室管理系统查询所需信息，及时做出反应与处理。

2 高校计算机实验室管理系统的总体设计

2.1 系统设计目标。本文提出的高校计算机实验室管理系统设计方案是调查了各大院校计算机实验室管理现状基础之上构建的，以下几点为本系统设计目标：

（1）功能完善，系统的设计需要满足管理人员使用方便，将业务数据明确显示出来，同时，结合高校教师与学生的现实特点，保证系统的设计理念适合教师、学生和管理人员的共同使用。

（2）操作方便，当用户登录到系统之后，可以根据用户的权限进行一系列操作，保证操作的顺利执行。

（3）维护性强，方便管理人员执行查询数据、修改数据和更新数据操作，保证系统运行正常稳定、安全可靠。

（4）数据安全，系统根据每个用户的特点为其设置不同权限，保证数据信息安全可用，保护用户登陆、身份验证和数据操作。

（5）分工明确，系统模块划分清晰合理，用户分类详细明确，每一类用户都对应不同的任务操作。

2.2 系统架构设计。本文设计的高校计算机实验室管理系统通过B/S架构模式使得系统维护管理更为方便，有效降低了资金成本。高校计算机实验室管理系统的整体框架由三层逻辑结构的体系架构显示，用户管理以图形界面的方式显示应用程序的具体功能，三层逻辑结构的体系架构能够实现数据信息交换。表示层中，根据用户的实际需求设计统一美观的图形界面；业务逻辑层中，包括实验室管理员、教师、学生等等，各司其职、分工明确；数据访问层主要用于实现数据录入和数据显示。高校计算机实验室管理系统的总体架构设计如图2所示：

高校计算机实验室管理系统采用B/S模式的三层体系结构有利于系统后期更新和升级，主要包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。

（1）表示层，主要负责显示业务逻辑层处理之后的结果，实现与用户的直接交流，在浏览器页面显示数据录入和数据显示。例如：学生课程信息的分页显示等。

（2）业务逻辑层，负责对数据信息进行逻辑处理，主要完成验证工作，使应用程序运行安全可靠。判断操作的执行方向。例如：学生信息管理、班级成绩管理等。

（3）数据访问层，主要为表示层和业务逻辑层提供数据支持服务，例如：添加、删除和修改数据信息的操作。

3 高校计算机实验室管理系统的详细设计

按照高校计算机实验室管理系统的使用需求，将系统分为三个用户类别进行使用，每类用户都拥有自身的权限。

3.1 用户管理模块。用户管理模块主要是用户利用自身的用户名和密码登陆到系统之后完成相应权限的操作。按照不同的用户角色分配使用权限，用户管理模块主要包括管理员用户、教师用户和学生用户三类：

管理员用户：管理员用户登陆到系统之后对计算机设备进行查询，包括对设备借出、归还和入库管理。

教师用户：教师用户登录到系统之后可以申请使用计算机实验室、查询实验课程课表、录入班级学生成绩。

学生用户：学生用户登录到系统之后可以对个人成绩进行查询、浏览通知公告、在线咨询问题、下载相关表格资料。

3.2 管理员子系统。高校计算机实验室管理系统的管理员子系统是针对计算机实验室设备的进行采购、分配、登记和维护管理。系统功能包括设备入库管理、设备借出管理和实验室设备查询管理等。

设备入库管理：指的是当高校完成固定资产设备报废之后，购入新的计算机实验室设备，由于计算机实验室设备种类繁多，需要管理员将新购入的实验室设备进行清点检查之后完成设备入库。

设备借出管理：高校计算机实验室教师如果需要借用设备可以向管理员提出设备借出申请，办理相关借用手续之后登记个人借用信息，提交管理员审核，由管理员提出审核意见，决定是否借用设备。

实验设备查询：高校应定期对计算机实验室固定资产设备进行清理核查，包括已经报废的实验室设备和新购入的实验室设备。因此，实验设备查询功能有助于随时核查设备信息。

3.3 教师管理子系统。高校计算机实验室教师在教学过程中应该注重自己的主导地位，通过使用教师管理子系统能够更好地完成教学工作，实现计算机实验室使用申请、班级学生成绩录入、计算机实验室课表查询等，充分体现了信息化教学的便利性。

3.4 学生管理子系统。高校如果仍然采用传统的计算机实验室管理方式，不但耗费大量人力物力资源，而且无法有效提高工作效率，面对高校扩招规模的不断增大，人工管理计算机实验室的模式很难适应现代高校现实需求。随着计算机技术的迅猛进步，很多高校都拥有了完善的计算机实验室硬件设备，学生管理子系统能够实现通知公告浏览、资料表格下载、个人成绩查询等功能。

4 结论

综上所述，本文提出的高校计算机实验室管理系统设计方案是从高校实际需求出发，将计算机网络与软件技术结合构建实现的，也是高校信息化建设发展的必然产物。高校计算机实验室管理系统的模块化设计方式为高校使用者提供了技术支持，方便系统后期扩展和升级，真正减少工作人员的劳动强度，实现一体化管理。高校计算机实验室管理系统的应用便于学生了解实验室信息，保证了教师与学生之间的沟通交流，图形化人机交互界面促进了高校创新管理、实现了信息资源共享利用。

参考文献：

[1]宋毅君，李济洪.高校公共计算机实验室管理模式探析[J].教育理论与实践，2012（09）.

第8篇：实验室管理系统现状范文

【关键词】实验室 物联网 信息化

随着网络技术和计算机技术的不断发展，各所院校的信息化程度不断提高。军队院校任职教育中实践教学比例的不断提高更是对实验场所提出了更高的要求，滞后的实验室管理方法已经成为实验室管理紧跟时展的瓶颈，本文就如何利用物联网技术，提高实验室信息化管理水平进行了探讨。

一、物联网概述

物联网的概念最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。

二、实验室管理现状

（一）实验室管理人员偏少，工作任务重

目前，在院校的实验室里，技术和管理人员比较匮乏，但是实验室内往往设备数量比较多，造成实验室管理人员的任务繁重，而且随着技术的不断发展进步，实验室管理人员没有进行相应补充，带来了管理过程中的诸多矛盾出现。

（二）实验室设备利用率低，闲置时间长

实验教学基本都是依托其他理论课而存在，属于某些理论教学的附属品，实验室的建设没有统一规划，实验室的建设缺乏长远意识和全局建设观念，导致整个院校的实验设备购买出现重复购置，造成诸多人力、财务、物力的浪费。而且有些专业人数较少，无形中造成大量设备的闲置。

（三）实验室资源共享率差，资源浪费多

随着科技的不断进步，越来越强调专业之间的相互渗透、相互交叉，进而培养学员的综合能力和创新能力，以适应现代社会对各种人才的需求。但是实际上，各个专业的实验室是相互独立的，其设置的实验内容往往也只是针对本专业学员，而各个专业的实验室之间基本是没有进行过多的联系和沟通，这样显然无法实现相互之间的资源共享，也无法满足学员综合素质及创新能力提升的需求。

（四）实验室安防手段不足，安全风险高

目前在很多实验室内，初进实验室的管理人员没有经过严格的实验室安全方面的相关培训，安全意识淡薄；或者是有经验的实验人员在刚开始工作时会格外小心注意，但随着时间的推移又会出现思想懈怠的情况；部分实验室电子设备因为使用频率很高或使用不当常常引起故障。

三、基于物联网的实验室信息化管理模式

物联网能够实现对整个系统内的人员、设备进行有效整合，对其进行实时的的识别、定位、跟踪、监控以及管理等功能。具有全面感知、信息传递、智能处理等特点。

基于物联网的实验室管理对象主要包含：一是实验室的使用人员；二是对实验室的物品设备；三是实验室使用时的相关事务。在实现的过程中，首先对人员和实验室内的相关物品、设备根据各种属性的不同，配置相应的标签和传感器，并安装识别设备，同时将信息接入网络，由数据处理中心进行处理。在实验楼建立管理中心，实现对各种信息的采集和，开发中央处理系统，实现人员管理、网络管理、设备管理、实验过程管理及安全管理等。

四、物联网在实验室信息化管理中的应用

（一）使用人员管理：（1）教员评估。利用物联网的终端对教学过程中教员的教学行为进行信息采集，全方位对教员在整个教学过程中的表现进行监控，包括教学方法手段的应用、教姿教态、教学互动等；（2）学员管理。在实验室门口放置RFID读取器， 同时给每个学员配备RFID标签，中央管理系统会自动感应信息，统计学员的出勤情况，教员可通过网络查询学员出勤率、课堂学习信息等获知学员的考勤情况。利用传感技术感知学员活动信息，并将采集到的信息通过网络发送到中央管理系统，通过系统可以查询学员活动，另外，通过在实验室内部署传感探头，教员可以通过终端查看学员的听课情况、课堂纪律情况、考试监控等。

（二）设备物品管理：（1）实验设备信息管理。利用RFID系统系统对实验设备进行管理，在实验室的出入口安装固定读写器，对每一台进出实验室的设备进行自动读写，同时用电子标签将其基本属性和帮助信息等内容存储起来，通过阅读器即可方便地获取实验设备的基本信息并可通过网络进行管理；（2）实验物品信息管理。保持实验室内的消耗物品充足是实验室能正常使用的基本保证之一。基于物联网技术的实验物品管理可以对实验室内的各种实验物品数量进行实时监控，一旦发现物品数量不足，即自动进行网络订购，不需人工管理即可保证实验室内有充足的教学实验物品。

（三）教学管理。通过物联网技术在教学信息化中可以实现校园教学资源共享，引导着学员主动性学习。学员在实验室内进行操作实践的过程可以被物联网全程记录。教员可以通过终端对学员的整个操作过程进行跟踪，如果学员在操作过程中有什么问题，教员可以随时进行辅导和纠正，并通过记录视频对加深学员对错误操作的认识，提高学校效果。

（四）环境管理。在物联网的条件下，可以在实验室内安装感知光线的传感器，管理员通过传感器的反馈信息，根据不同需要调节室内光线明暗程度，以满足教学需要。通过在各种设备上安装传感器，管理员可按照实验室的安排，在系统中设定实验室内投影仪、计算机、空调、电灯等各种设备的开启和关闭时间。

（五）安全管理。通过物联网技术可以对实验室内相关物品和设备进行追踪定位，从而掌握这些设备物品的情况，防止一些有毒或贵重的实验用品被教员和学员带出实验室。物联网的门禁管理系统，可以对实验室使用人员进行有效管理，可以记录使用人员是否在实验室出入的相关信息。通过门禁管理系统，可以防止外来人员进到实验室，保护整个实验楼的安全。

五、结语

随着信息化水平的不断发展，院校的各种信息化应用不断深化，实验室实施信息化管理也是大势所趋。基于物联网平台的信息化管理手段，使得实验室的管理更加灵活便捷，通过优化整合各类教学资源，大大提升了实验室的的工作效率。

参考文献：

第9篇：实验室管理系统现状范文

关键词：信息化；管理系统；数据中心；远程实验

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0056-03

一、引言

高校实验室是进行实验教学和科学研究的重要基地，是学校面对学生实施综合素质教育、培养实验技能、开展知识创新和科技创新的必要场所， 是高校培养高素质应用型人才的重要资源和保障。[1]随着高校实验室建设速度的提升和投入力度的加大，实验室的管理进一步规范化、多样化，同时管理工作也变得更加繁重和复杂：

（1）设备信息维护工作量巨大[2]

传统方式下，实验室设备信息是依靠手工建立台账、卡片，然后形成大量卡片的方式来进行管理的，台账等存档要占用大量空间，而且仪器档案的查询往往耗费大量时间。如果设备状态发生变化，在借出、归还、丢失、损坏、闲置时，都需要登记相应卡片，造成管理手续复杂，工作量巨大。

（2）实验室信息孤立

实验设备的信息、学生实验信息以及课程信息等不能有机地结合，各种收集和管理都是独立分散地进行，致使各个实验室之间、教师和实验室之间缺乏联系，造成了实验信息管理效率低、实验设备利用率低、预约实验比较烦琐等问题。因而，传统的书面和人工管理方式对于承担大量实验教学任务的实验室而言，确实存在难度大、工作量大以及工作效率低等问题。

（3）实验室运行数据统计困难

传统的手工管理方式在实验室的数据统计方面存在很大的缺陷，进而制约实验室的总结评估工作。因为在有关信息查询或统计分析时十分不便，无法及时得到精确的统计数据，导致实验任务安排欠科学，实验室各类数据得不到充分发掘，只能依靠不精确的数据进行估算和评价，过于依赖管理者的个人能力和素质。

（4）实验室开放运行受到制约

由于高校对高级应用型人才培养的需求，学生竞赛、学生科研、实验选修课等实践性较强的教学活动受到重视，这些教学活动大都需要实验室提供仪器、场地以及时间支持，实验室开放化管理变得异常重要。然而，利用传统的实验室管理方式进行开放运行管理将给实验人员带来额外的工作量；同时，过于烦琐的申请流程会影响学生主动进入实验室开展实践操作的积极性。

近几年，随着计算机技术和网络技术的快速发展，高校实验室已开始运用现代化的信息技术来加强自身的开放式管理。实验室的信息化管理主要是指利用实验室信息管理系统，通过计算机互联网络技术、数据存储技术、快速数据处理技术来对实验室进行全方位管理。通过信息化管理，实验室可以达到自动化运行、信息化管理，对实验室提高工作效率、降低运行成本起到至关重要的作用。[3]信息化在高校实验室发展中能够实现数据的实时性，易于实现资源共享，提高仪器、设备的利用率，大大减少了实验室的管理工作。

二、信息化系统整体设计

本文将以浙江树人大学信息科技学院省级实验示范中心――“信息与电子工程实验示范中心”为例，对该实验示范中心的信息化建设进行研究并提出实施方案，系统整体设计的结构如图1所示。

“信息与电子工程实验示范中心”（以后简称：示范中心或中心）的信息化建设由5个部分组成：

（1）示范中心网络改造是信息化建设的基础，为所有数据传输提供基础平台；

（2）实验室信息化管理系统是信息化建设的核心，通过与学校教学管理系统、校园一卡通中心对接，完成中心所有数据的采集、统计工作，并为教师决策、学生自助提供帮助；

（3）数据中心建设包括中心网站建设和中心数据库建设两部分，前者为中心提供展示窗口，为教师、学生获取数据提供接口，后者负责整个中心所有数据的存储；

（4）门禁监控系统负责采集学生进出示范中心实验室数据，并通过刷卡实现实验室开放运行；

（5）远程实验教学系统是示范中心的特色，通过网络技术和无线传感器技术实现实验箱的远程操作，使学生在寝室通过互联网便能完成实验项目，实现部分实验室开放、共享的管理方式。

三、信息化系统实施方案

1.示范中心网络平台改造

示范中心现有实验室大部分都建有局域网，但不同时期建设的局域网缺乏统一规划，出现了实验室之间数据孤立、IP网段分配凌乱等问题，无法形成一个通畅的数据传输平台，为此本课题将网络改造作为示范中心信息化建设的基础和重点。综合考虑示范中心应用需求和楼宇结构特点后，提出采用三层（核心层、汇聚层、接入层）交换型网络的拓扑结构，如图2所示。

每一间实验室和教师办公室放置一台接入层交换机，为教师机、学生机提供接入服务，同时为门禁系统提供联网接口；每一楼层的所有接入层交换机通过6类非屏蔽双绞线（6类UTP，提供1000Mb/s传输速率）连接到该楼层的汇聚层交换机上，汇聚交换机负责本楼层实验室之间的数据流通，同时将跨楼层的数据流量以及将本楼层采集的所有数据上传到核心交换机，同时为本楼层视频监控提供接口；核心层交换机放置在三楼中心机房，通过光纤与校园网中心机房相连，负责本中心与校园网的互通；通过6类UTP与三层楼的汇聚交换机连接，负责跨楼层数据流量的转发；通过6类UTP与数据中心相连，负责进出数据中心流量的传输。

2.实验室信息管理系统规划

为实现实验室的高效、科学管理，更好地为教学、科研服务，本课题根据学校实验室的实际情况，结合其他院校的管理方法，设计了实验室信息化管理结构图，如图3所示。实验室信息化管理系统主要由实验室管理员模块、教师模块和学生模块三个部分组成。

（1）实验室管理员模块是本系统设计的重点，由系统管理、资产管理、实验教学管理三个子模块组成，主要辅助实验室管理人员完成登录权限管理、资产维护与报废管理、实验教学排课、处理教师与学生预约申请等工作；

（2）教师模块主要辅助教师完成上传实验教学资源、预约实验场地与时间以及对实践过程中学生的成绩进行管理；

（3）学生模块主要是采集学生进出实验室的信息、帮助学生申请开放实验室资源以及对教师上传资源提供搜索服务。

3.数据中心建设方案

数据中心建设包括中心网站建设和中心数据库建设两部分。

示范中心网站不仅要作为本中心的宣传展示平台，同时考虑到实验室信息化管理系统采用的C/S架构，可以通过网页的方式登录与管理，因此中心网站也要为信息化管理系统提供接口，给管理员、教师、学生进行管理操作，简化管理方式。网站以用户体验为中心，采用多线索的信息组织方式，整合信息、实验室建设、实验教学、示范中心特色、管理体制、规章制度、教研成果、在线调查、内容检索、实验设备管理等功能模块于一体，为实验教学、科研和管理等各项工作提供数字化资源共享环境。

数据库建设由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括服务器和UPS（不间断电源），预计放置在三楼中心机房，通过千兆端口连接在核心交换机上，用于收集来自于整个示范中心的刷卡信息、实验教学数据，同时保存教师、学生上传的项目资料和实验作业等。软件部分包括数据库管理软件和服务器操作系统，用于维护数据库正常运行以及对数据库备份等操作。

4.门禁监控系统方案

门禁监控系统负责采集学生进出实验室数据，为实验室提供安全保障，同时为实验室实现开放式运行提供支持，其方案设计如图4所示。

门禁监控系统由门禁系统、监控系统以及数据库组成。门禁系统从校园一卡通中心获取学生信息，并根据学生事先在信息化管理系统的预约情况，对进入实验室的人员进行筛选，只有预约申请被实验室管理人员审批通过的学生才能打开电子磁锁，同时读卡器记录学生的信息并上传至数据中心，为后期统计与评估提供支持。视频监控系统负责获取实验室声音和图像数据，便于实验室管理员对开放实验室进行远程监控，及时发现违规操作仪器、违反实验室规章制度的行为。

5.远程实验教学系统

远程实验教学平台是示范中心开放式运行管理的创新点，依据该平台学生能在任意时间、任何有网络的环境登录示范中心系统，预约实验并远程操控实验设备，远程采集实验结果。该教学平台主要由STC单片机实验箱、远程下载器、摄像头和服务器组成，如图5所示。

该平台主要功能是提供单片机实验的远程调试，学生在寝室和家里通过浏览器（如IE、Firefox）访问服务器网址，选择准备要做的实验。根据网页上的实验原理、硬件原理图和软件流程图编写C语言程序，上传该程序的hex文件。服务器通过网络接收到hex文件，在硬盘上自动存储，并通过网络传输给远程下载器。远程下载器接收到hex文件，自动把hex文件下载到STC单片机实验箱中，反馈下载状态和相关的串口数据。服务器接收到远程下载器成功下载的信号后，自动把相关的串口数据和摄像头采集的STC实验箱视频传输给学生。学生观察反馈数据和实验箱的视频结果，判断自己程序是否完成程序设计的功能。

四、总结

通过信息化建设，系统自动采集实验室运行数据，便于管理人员发掘数据规律，合理规划实验资源；教师将教学资源、实验内容上传到数据中心，为资源共享提供便利；实验室开放程度大幅提高。？筅

参考文献：

[1]金海萍，阮俊，冯建跃.高校实验室安全与环保教育方式和内容的思考[J].实验技术与管理，2011，28（3）：185-187.

[2]饶婕，刘朝晖，王蓓.高校开放实验室信息管理系统的研究与实现[J].华南大学学报（自然科学版），2008，22（1）：80-83.

[3]杨伟.高校实验室信息化管理的探索与思考[J].湖北函授大学学报，2007，20（2）：46.

[4]叶爱敏，张新立.师范生信息化教学技能实验室的规划与建设[J].实验室研究与探索，2012，31（5）：165-168.