陳忠霞，常龍，黃云前，王繼強(qiáng)，文藝成

　　（山東科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，山東 青島 266590）

       摘要：針對(duì)當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室信息管理復(fù)雜、預(yù)約繁瑣等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了高校實(shí)驗(yàn)信息管理系統(tǒng)，用于完成學(xué)生與實(shí)驗(yàn)室教師之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約及預(yù)約審批的交互過(guò)程，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)化管理。本系統(tǒng)采用LabVIEW作為開(kāi)發(fā)工具，G語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言，運(yùn)用SQL語(yǔ)句遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。最后，以實(shí)驗(yàn)室教師為例，驗(yàn)證了系統(tǒng)用戶(hù)分工明確，能夠有效利用客戶(hù)端將教師、學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息管理和預(yù)約一體化，提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率。該系統(tǒng)驗(yàn)證了LabVIEW編程簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣。

　　關(guān)鍵詞： 實(shí)驗(yàn)室；數(shù)據(jù)庫(kù)；信息管理；實(shí)驗(yàn)預(yù)約；實(shí)驗(yàn)審批

0引言

　　高校實(shí)驗(yàn)室是高校進(jìn)行教學(xué)和科研的重要場(chǎng)所，它能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的創(chuàng)造力。目前大部分實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)室管理和預(yù)約等方面都存在相應(yīng)的問(wèn)題，如學(xué)生預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)不能及時(shí)查看實(shí)驗(yàn)室使用情況，實(shí)驗(yàn)室教師不能及時(shí)反映新開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)等［1］，因此需要在管理上進(jìn)行創(chuàng)新。

　　針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的管理現(xiàn)狀，本文基于LabVIEW和SQL Server設(shè)計(jì)本系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化管理實(shí)驗(yàn)室，主要完成學(xué)生與實(shí)驗(yàn)室教師之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約及審批的交互過(guò)程，學(xué)生隨時(shí)可以預(yù)約實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行查詢(xún)；實(shí)驗(yàn)室教師也可及時(shí)處理預(yù)約情況，安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)信息，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化、制度化，把實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的使用效率。高校通過(guò)使用該系統(tǒng)可使實(shí)驗(yàn)室信息管理及實(shí)驗(yàn)預(yù)約一體化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)，改變了以往由人工操作帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理工作繁瑣的現(xiàn)象［2］，方便了學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室教師及時(shí)查看實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　該實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)有3個(gè)用戶(hù)權(quán)限：班長(zhǎng)（預(yù)約實(shí)驗(yàn)）、實(shí)驗(yàn)室教師和系統(tǒng)管理員，因此不同用戶(hù)所擁有的操作權(quán)限也是不同的。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能［3］有：

　?。?）信息管理：用戶(hù)管理，實(shí)驗(yàn)室信息管理；

　?。?）預(yù)約管理：實(shí)驗(yàn)預(yù)約，預(yù)約審批；

　?。?）信息查詢(xún)：設(shè)備信息查詢(xún)，開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)查詢(xún)，實(shí)驗(yàn)預(yù)約查詢(xún)。

　　在預(yù)約實(shí)驗(yàn)室時(shí)，班長(zhǎng)代表班集體預(yù)約實(shí)驗(yàn)，班長(zhǎng)可以通過(guò)本系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室信息查詢(xún)，包括實(shí)驗(yàn)室的地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、所開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)室預(yù)約情況等信息，然后決定對(duì)哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)約，在預(yù)約時(shí)，需選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，添加預(yù)約人學(xué)號(hào)，預(yù)約時(shí)間，也能查看預(yù)約情況。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室教師，可以通過(guò)系統(tǒng)管理實(shí)驗(yàn)室信息，包括查看實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用情況、更新實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)信息，對(duì)這些信息進(jìn)行添加、刪除，并能審批學(xué)生預(yù)約的實(shí)驗(yàn)，及時(shí)反饋當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)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(hù)信息。對(duì)用戶(hù)信息可以進(jìn)行添加和刪除，也可從外部導(dǎo)入用戶(hù)信息。添加的用戶(hù)信息主要包括學(xué)號(hào)、姓名、密碼、學(xué)院專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、職務(wù)、權(quán)限等。

　　班長(zhǎng)只能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約及信息查詢(xún)功能，實(shí)驗(yàn)室教師可以操作信息管理下的實(shí)驗(yàn)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(hù)管理由系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)。

　　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)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(shí)，用戶(hù)登錄所使用的賬戶(hù)密碼、實(shí)驗(yàn)室相關(guān)信息都是保存在SQL Server所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。LabVIEW是美國(guó)NI公司開(kāi)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(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件。該軟件編程時(shí)分為面板和框圖兩部分，編程語(yǔ)言靈活，以圖形編程［4］的方式供用戶(hù)使用，簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)過(guò)程，便于用戶(hù)調(diào)試。但是LabVIEW本身不具備訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)庫(kù)的功能［5］。LabVIEW對(duì)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接是借助LabSQL工具包實(shí)現(xiàn)的。

　　LabSQL是通過(guò)第三方開(kāi)發(fā)的免費(fèi)工具包，其原理是利用Microsoft ADO以及SQL語(yǔ)言來(lái)完成與數(shù)據(jù)庫(kù)的互訪(fǎng)，將復(fù)雜的底層ADO及SQL封裝成一系列的LabSQL VIs，可供LabVIEW用戶(hù)使用。LabSQL延續(xù)了LabVIEW圖形編程的最大優(yōu)點(diǎn)，不需要使用文本編程，有效解決了LabVIEW不能訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的問(wèn)題，節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　2.2C/S結(jié)構(gòu)

　　選用SQL Server設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，以學(xué)校的局域網(wǎng)作為紐帶，采用客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，C/S）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)。在C/S結(jié)構(gòu)中，客戶(hù)端完成與用戶(hù)的交互任務(wù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)，服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。其中客戶(hù)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(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)的信息查詢(xún)、添加、刪除等操作，能實(shí)現(xiàn)子程序間的自由切換，很多工作可以在客戶(hù)端處理后再提交給服務(wù)器，客戶(hù)端響應(yīng)速度快［6］，同時(shí)也減輕了服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)的負(fù)荷。其使用對(duì)象比較固定，程序構(gòu)架更加注重流程，可以對(duì)權(quán)限多層次檢驗(yàn)。

　　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(guò)IP地址訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，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(shí)，通過(guò)改變?nèi)肿兞恐械腎P地址，管理查詢(xún)界面程序中的IP地址也隨之變化，無(wú)需修改各處IP地址。

　　（2）權(quán)限：系統(tǒng)在登錄時(shí)，將登錄人權(quán)限傳遞給全局變量。在各個(gè)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(xún)界面。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　高校實(shí)驗(yàn)信息管理系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足高校實(shí)驗(yàn)室管理的基本要求?，F(xiàn)以實(shí)驗(yàn)室教師為例對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行具體演示，該權(quán)限主要是管理實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)頁(yè)面切換，節(jié)省了空間。

　　信息管理功能包括兩個(gè)按鈕：用戶(hù)管理和實(shí)驗(yàn)室信息管理。實(shí)驗(yàn)室教師只負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室信息管理，對(duì)用戶(hù)管理沒(méi)有權(quán)限，因此在點(diǎn)擊用戶(hù)管理按鈕時(shí)，會(huì)彈出窗口提示“您無(wú)此權(quán)限”。 點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)室信息管理按鈕，彈出實(shí)驗(yàn)室信息管理窗口。該功能的實(shí)現(xiàn)借助事件結(jié)構(gòu)，每一個(gè)菜單項(xiàng)作為一個(gè)觸發(fā)條件。例如當(dāng)點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)室信息管理按鈕時(shí)，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(shí)驗(yàn)室信息管理窗口。

　　圖2實(shí)驗(yàn)室信息添加界面實(shí)驗(yàn)室信息管理窗口包括實(shí)驗(yàn)室信息、設(shè)備信息和開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)3個(gè)功能項(xiàng)。這3個(gè)功能項(xiàng)分成3個(gè)界面，每個(gè)功能項(xiàng)下都可進(jìn)行相應(yīng)信息的添加和刪除。以實(shí)驗(yàn)室信息功能項(xiàng)為例，選中實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)，點(diǎn)擊查看設(shè)備按鈕，可查看所選實(shí)驗(yàn)室設(shè)備以及開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)信息，進(jìn)行添加和刪除操作，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)室信息。圖2所示為實(shí)驗(yàn)室信息添加界面，添加成功后會(huì)彈出窗口詢(xún)問(wèn)，實(shí)現(xiàn)框圖如圖3所示。

　　當(dāng)添加實(shí)驗(yàn)室信息時(shí)，點(diǎn)擊確定按鈕，系統(tǒng)通過(guò)LabSQL VIs下的ADO Connection Creat.vi和ADO Connection Open.vi這兩個(gè)子vi完成與數(shù)據(jù)庫(kù)SQL的鏈接，通過(guò)ADO Connection Excete.vi對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)添加信息，利用ADO Connection Close.vi關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接，并借助ADO Connection Destroy.vi刪除鏈接對(duì)象。

　　預(yù)約管理功能下包括實(shí)驗(yàn)預(yù)約和預(yù)約審批兩個(gè)按鈕，實(shí)驗(yàn)室教師負(fù)責(zé)預(yù)約審批功能項(xiàng)，點(diǎn)擊預(yù)約審批按鈕，彈出圖4所示界面。實(shí)驗(yàn)室教師可進(jìn)行相關(guān)條件查詢(xún)，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(kù)原來(lái)得到ID值的行的審批列信息，最后刷新顯示。

　　信息查詢(xún)功能項(xiàng)包括設(shè)備信息查詢(xún)、開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)查詢(xún)和實(shí)驗(yàn)預(yù)約查詢(xún)3個(gè)按鈕。實(shí)驗(yàn)室教師在信息管理功能項(xiàng)下就可查詢(xún)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)信息，故可不使用信息查詢(xún)功能項(xiàng)。該功能項(xiàng)是針對(duì)班長(zhǎng)設(shè)計(jì)的，由于班長(zhǎng)無(wú)權(quán)限打開(kāi)實(shí)驗(yàn)室信息管理界面，故設(shè)計(jì)該功能項(xiàng)進(jìn)行查詢(xún)相關(guān)信息。

4結(jié)論

　　本文介紹了高校實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單，可以成功應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室信息管理方面，并能有效解決實(shí)驗(yàn)預(yù)約繁瑣等問(wèn)題，實(shí)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(shí)可以查詢(xún)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行預(yù)約；實(shí)驗(yàn)室教師也可及時(shí)處理預(yù)約情況，安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)信息。高校通過(guò)使用該系統(tǒng)可使實(shí)驗(yàn)室信息管理及實(shí)驗(yàn)預(yù)約一體化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)，改變了以往由人工操作帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理工作繁瑣的現(xiàn)象，規(guī)范了實(shí)驗(yàn)室信息管理，方便了學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室教師及時(shí)查看實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息，提高了實(shí)驗(yàn)室使用效率。

參考文獻(xiàn)

　?。?］ 裴珊珊.高校實(shí)驗(yàn)室管理研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析［J］. 科技視界, 2012(16):9798，100.

　?。?］ 李培國(guó),葉嫣.智能化實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用,2014,33(11):1618.

　?。?］ 孫傳余，文藝成.高校實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)研究［J］. 中國(guó)電力教育, 2014(11):143145.

　?。?］ BARRERO F, TORAL S， GALLARDO S. eDSPLab: remote laboratory for experiments on DSP applications［J］. Internet Research, 2008，18(1):7992.

　　［5］ 李文濤, 曹彥紅, 卜旭芳, 等. LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用［J］. 工礦自動(dòng)化, 2012(3):6972.

　?。?］ 郭愷強(qiáng), 肖曉朋，劉冬生.B/S和C/S軟件體系結(jié)構(gòu)選擇［J］. 井岡山學(xué)院學(xué)報(bào), 2009，30(4):4951.