高校实验室信息化管理系统

本发明涉及一种基于物联网技术、门禁技术、远程电源管理技术、射频技术、视频和环境监控技术，用于仪器设备智能管理、实验室及大型仪器的预约和使用、实验室安全保障的实验室综合管理系统，适用于高校实验室或相似的实验室，属于实验室智能管理技术领域。

现有实验室管理系统多为检测中心设计，便于检测中心电子化收集和处理数据，监控样品检验情况，了解设备状态快速出具检测报告，极大的提高了检测中心的工作效率。而高校的实验室与检测中心的实验室相比，具有参加教学和开放创新实验及创新竞赛的人员多、仪器设备数量众多、同样型号设备较多、实验室和仪器借用频率高、小型仪器移动频繁且容易丢失和管理难度大等特点。实验教学管理和仪器设备管理是高校的实验室日常工作的重要组成部分。但是传统的管理方法劳动强度大、管理效率低、需要较多的管理人员、现有实验室管理系统无法满足高校实验室的管理发展的需求，高校实验室高效率现代化管理急需一个贴近高校实验室实际、技术先进和运行稳定的智能实验室管理系统。

本发明所公开的高等学校实验室信息化管理系统是根据高校实验室管理特点，采用先进的物联网技术、门禁技术、电源控制技术、射频技术、监控技术并结合先进的管理理念，开发的一种使用方便、管理效率高和便于实验室管理的智能实验室管理系统。

本发明为解决现有的仪器设备管理技术中存在的需要管理人员较多、劳动强度较大、管理效率较低的问题，进而提供了一种高校实验室信息化管理系统。为此，本发明提供了如下的技术方案：

高校实验室信息化管理系统，包括：预约和使用管理子系统、门禁子系统、电源控制子系统、仪器信息管理子系统和通知报警子系统；

所述预约和使用管理子系统用于将输入的申请人信息与存储的合法申请人信息进行比对，若合法则将输入的申请人信息发送给门禁子系统，并将合法申请人预约使用的仪器信息发送给仪器信息管理子系统；

所述门禁子系统包括门禁控制模块、电子门禁、指纹采集器和电磁锁；所述电子门禁用于通过用户的指纹、刷卡或用户名密码将用户与预约和使用管理子系统发送的申请人信息进行身份比对，并将比对结果发送给所述门禁控制模块，所述指纹采集器用于采集用户的指纹并发送给所述电子门禁，所述门禁控制模块用于根据所述电子门禁发送的比对结果，向所述电磁锁发出开锁或关闭的控制命令，所述电磁锁用于根据所述门禁控制模块的控制命令执行开锁或关闭；

所述电源控制子系统由电源控制模块和电源控制器组成，所述电源控制模块用于根据所述门禁子系统提供的人员进入预约和使用管理子系统提供的预约时间和预约的精密仪器来设定指定的精密仪器供电时间段，所述电源控制器用于控制任意指定的电路的通断；

所述仪器信息管理子系统包括仪器信息数据库和设备管理模块，所述仪器信息数据库中存储有仪器设备信息；所述设备管理模块用于根据所述预约和使用管理子系统提供的合法申请人预约使用的仪器信息监控仪器移出实验室情况，当预定仪器被授权移出实验室时，记录所述预定仪器的仪器设备信息及移出的时间，当预定仪器未被授权移出实验室时，向通知和报警子系统发出报警信息，并记录所述预定仪器的仪器设备信息及移出的时间；

所述通知和报警子系统用于将仪器信息管理子系统发出的报警信息发送给指定管理员，并根据仪器信息管理子系统发出的报警信息触发声光报警。

本发明提供的高校实验室信息化管理系统根据高校实验室管理特点，采用物联网技术、门禁技术、电源控制技术、监控技术并结合先进的管理理念，开发的一种使用方便、管理效率高和便于实验室管理的智能实验室管理系统，解决了传统的管理方法劳动强度大、管理效率低、需要较多的管理人员的问题，满足高校实验室的管理需求。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的具体实施方式提供的高校实验室信息化管理系统的整体结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的设备管理模块的结构示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的高校实验室信息化管理系统的树形功能框图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的具体实施方式提供了一种高校实验室信息化管理系统，如图1所示，包括预约和使用管理子系统1、门禁子系统2、电源控制子系统3、仪器信息管理子系统4和通知报警子系统6；

预约和使用管理子系统1用于将输入的申请人信息与存储的合法申请人信息进行比对，若合法则将输入的申请人信息发送给门禁子系统2，并将合法申请人预约使用的仪器信息发送给仪器信息管理子系统4；

门禁子系统2包括门禁控制模块21、电子门禁22、指纹采集器23和电磁锁24；电子门禁22用于通过用户的指纹、刷卡或用户名密码将用户与预约和使用管理子系统1发送的申请人信息进行身份比对，并将比对结果发送给门禁控制模块21，指纹采集器23用于采集用户的指纹并发送给电子门禁22，门禁控制模块21用于根据电子门禁22发送的比对结果，向电磁锁24发出开锁或关闭的控制命令，电磁锁24用于根据门禁控制模块21的控制命令执行开锁或关闭；

电源控制子系统3由电源控制模块和电源控制器组成，电源控制模块用于根据门禁子系统2提供的人员进入预约和使用管理子系统1提供的预约时间和预约的精密仪器来设定指定的精密仪器供电时间段，电源控制器用于控制任意指定的电路的通断；

所述仪器信息管理子系统4包括仪器信息数据库41和设备管理模块42，仪器信息数据库41中存储有仪器设备信息；设备管理模块42用于根据预约和使用管理子系统1提供的合法申请人预约使用的仪器信息监控仪器移出实验室情况，当预定仪器被授权移出实验室时，记录预定仪器的仪器设备信息及移出的时间，当预定仪器未被授权移出实验室时，向通知和报警子系统6发出报警信息，并记录预定仪器的仪器设备信息及移出的时间；

通知和报警子系统6用于将仪器信息管理子系统4发出的报警信息发送给指定管理员，并根据仪器信息管理子系统4发出的报警信息触发声光报警。

具体的，相应的预约和使用管理子系统1能够对精密仪器进行预约、仪器所在实验室进入管理、仪器电源管理、仪器所处环境监控报警和数据记录，能够与下层各个子系统、控制电路和机械部分进行数据交换和控制。可以由服务器为预约和使用管理子系统1提供运行平台。

门禁子系统2由门禁控制模块21、电子门禁22、指纹采集器23、电磁锁24、电子和机械设备等组成。门禁控制模块21能够控制电子门禁22，并与其进行实时数据传输，向电子门禁22输入预约人员信息和采集预约人员进入时间，通过指纹采集器23事先采集所有登记在案人员的指纹，通过发卡器发门禁卡，通过闭门器辅助关门或保持门开启。电子门禁22安装在每个实验室的门口，可以通过指纹、刷卡和用户名密码等形式认证，可以进行门禁管理和考勤管理。指纹采集器23用于采集所有登记在案人员的指纹，作为开门的凭证，可以使用发卡器制作卡作为开门的凭证，也可以使用密码作为开门凭证。电磁锁24安装在门上，通过电子门禁22来控制锁的开关。闭门器安装在门上，用来协助门关闭或门保持开启。

电源控制子系统3由电源控制模块和电源控制器组成。电源控制模块用于根据门禁子系2统提供的人员进入信息和预约系统提供的预约时间和预约的精密仪器来设定电源控制器给指定的精密仪器供电时间段。电源控制器具有网络接口或者串口等通信端口与电源控制软件通信，控制器为电磁继电器或者固态继电器，可以控制任意指定的电路的通断。

仪器信息管理子系统4包括仪器信息数据库41和设备管理模块42，仪器信息数据库41中存储有仪器设备信息；设备管理模块42用于当预定仪器被授权移出实验室时，记录所述预定仪器的仪器设备信息及移出的时间，当预定仪器未被授权移出实验室时，向通知和报警子系统6发出报警信息，并记录预定仪器的仪器设备信息及移出的时间。仪器信息管理子系统4用于实现与通知和报警子系统6进行数据交互，并能管理控制上述子系统中的电子设备。管理员通过设备管理模块42可以对自己管理的仪器进行借出和归还操作。仪器信息数据库41中存有仪器设备信息，相应的仪器设备信息可以包括仪器编号、仪器名称、管理人、管理人电话、安装地点、借用人、借用人电话、借出与归还时间、借出至房间号等信息中的至少一种。设备管理模块42可以接收射频标签信息，将标签信息与仪器信息数据库41中存储的仪器设备信息比对。当仪器被授权移出实验室时，不通知和报警子系统6报警，仪器信息管理子系统4记录移出的仪器设备信息及移出的时间。当仪器没有被授权移出实验室时，设备管理模块42触发非法移出仪器所在实验室的通知和报警子系统6，同时设备管理模块42记录移出的仪器设备信息及移出的时间，此时设备管理模块42可立即通过通知和报警子系统6将报警信息发送给该仪器的管理员。

如图2所示，设备管理模块42可由射频标签51、射频天线52、射频标签读写器53、手持盘点器54和射频系统控制模块等几部分组成。射频标签51安装在仪器上，可以选用防金属射频标签或普通射频标签。射频天线52安装在实验室的门口，用于接收射频标签51的信号，当有射频标签51通过时，将射频标签51的号码通过数据线路传送到仪器信息管理子系统4。例如，射频天线52可以门内和门外安置两套，通过判断射频标签51通过天线的顺序来确定仪器的进出。手持盘点器54带有PDA功能，能够通过数据线或者无线方式与仪器信息管理子系统4相联系，传递盘点任务、盘点数据和盘点结果。手持读取器54能够自动过滤重复扫入标签、自动提示非盘点任务的仪器存在以及提示未盘点到仪器信息。手持读取器54能够至少在1米距离读取射频标签51的编号和其中存储的仪器设备信息。射频标签读写器53能够读取射频标签51的信息，能够为每个仪器绑定标签。

通知和报警子系统6可以包括通知软件和短信发送机，设备管理模块42将通知和报警信息发送给通知软件，通知软件将信息发送到指定管理员的桌面，同时通知软件控制短信发送机将通知和报警信息发送给指定管理员。在到达借用仪器归还提醒时间时，通知和报警子系统6自动向该仪器的管理员和借用人发送带有仪器名称、编号和归还时间的短信。通知和报警子系统6可以包括报警软件和实验室内声光报警器。报警软件根据仪器信息管理模块42的报警信息触发指定实验室的声光报警器，警告非法移出者，报警软件能够对报警时间和报警声音强度进行控制。

进一步地，本具体实施方式提供的高校实验室信息化管理系统，还可以包括环境监控子系统7，相应的环境监控子系统7由视频监控模块、环境监控模块、温湿度探头、烟雾探头、漏水探头和停电报警器组成，视频监控模块用于为管理员提供实时的实验室状况，温湿度探头、烟雾探头、漏水探头和断电报警器分别用于将实验室中的温湿度状态、烟雾状态、漏水状态和断电状态发送给环境监控模块，当环境监控和报警模块检测到实验室的温湿度和烟雾超过阈值、漏水或仪器使用时意外断电时，向通知和报警子系统6发出报警信号。

下面通过具体的实施例对本具体实施方式提供的高校实验室仪器设备射频管理系统进行详细说明，该系统的树形功能框图如图3所示。

管理员可以通过PC机与仪器信息管理软件平台进行交互，并通过查询仪器信息数据库获得所有仪器的信息，该信息包括仪器编号、仪器名称、管理人、管理人电话、安装地点、借用人、借用人电话、借出与归还时间、借出至房间号等信息。管理员还可以通过仪器信息管理软件平台对自己管理的仪器进行借出和归还操作。

每个实验室的门口均安装射频天线，天线可以安装在门的上方，门的左右侧，或者门的上方与左右侧均安装。如果在门内和门外安置两套天线，可通过判断标签通过天线的顺序来确定仪器的进出。

每个仪器均粘贴一个射频标签，每个标签都有唯一的编号，可以通过射频天线、射频标签读写器或手持机读取编号。标签可以为普通纸质封装标签和防金属标签，如果设备外壳为金属，选用防金属射频标签，避免金属外壳对标签的信号的削弱。

当贴有射频标签的仪器通过装有射频天线的门口时，射频天线将收到的射频标签信号通过射频系统控制软件传递给设备管理模块，设备管理模块通过查询数据库得到该仪器的信息，并做出相应的判断。

如果该仪器的信息显示管理员授权该仪器借出，判断为该仪器被授权移出，不启动报警器系统，仪器信息管理子系统记录移出的时间、仪器编号和名称。如果该仪器的信息显示管理员没有授权该仪器借出，判断为该仪器非法移出，启动报警器系统，警告非法移动该设备者，系统通过通知软件控制短信机发送报警短信通知该仪器管理员，同时仪器信息管理子系统记录移出的时间、仪器编号和名称。短息格式如下XXXX年XX月XX日XX点XX分，设备编号XXXXXX的XXXX非法移出XXXX实验室。

当其他实验室的仪器进入本实验室时，射频天线将收到的射频标签信号通过射频系统控制软件传递给设备管理模块，设备管理模块42通过查询数据库得到该仪器的信息，并做出相应的判断。

如果该仪器的信息显示管理员授权该仪器借出到本实验室，判断为该仪器被授权借入，不启动报警器系统，仪器信息管理系统记录借入的时间、仪器编号和名称。如果该仪器的信息显示管理员没有授权该仪器借入本实验室，判断为该仪器非法进入本实验室，启动报警器系统，警告非法移动该设备进入本实验的人，系统通过通知软件控制短信机发送报警短信通知该仪器管理员和本实验室管理员，同时仪器信息管理系统记录移出的时间、仪器编号和名称。短息格式如下XXXX年XX月XX日XX点XX分，设备编号XXXXXX的XXXX非法进入XXXX实验室。

手持盘点器带有PDA功能，通过数据线或者无线方式与仪器信息管理系统相联系，传递盘点任务、盘点数据和盘点结果。接收盘点数据后，使用手持读取器读取需要盘点的实验的设备，由于手持读取器能够至少在1米距离读取射频标签数据，可以不打开柜门或包装箱就可扫描到柜中或箱中的仪器信息。手持读取器能够自动过滤重复扫入标签，自动提示非盘点任务的仪器存在，提示未盘点到仪器信息，并能通过数据线或者无线方式上传盘点结果。

射频标签读写器能读取射频标签的信息，用来为每个仪器绑定标签。

通知系统包括通知软件和短信发送机，仪器信息管理软件将通知和报警信息发送给通知软件，通知软件将信息发送到指定管理员的桌面，同时通知软件控制短信发送机将通知和报警信息发送给指定管理员。在到达借用仪器归还提醒时间时，通知系统自动向该仪器的管理员和借用人发送带有仪器名称、编号和归还时间的短信。信息格式如下：XXX+你好，你借用的设备编号XXXX的XXX仪器还有X天到期，请及时归还或续借。

报警系统包括报警软件和实验室内声光报警器。报警软件根据仪器信息管理软件的报警信息触发指定实验室的声光报警器，警告非法移出者，报警软件能够对报警时间和报警声音强度进行控制。

本发明提供的高校实验室信息化管理系统根据高校实验室管理特点，采用物联网技术、门禁技术、电源控制技术、监控技术并结合先进的管理理念，开发的一种使用方便、管理效率高和便于实验室管理的智能实验室管理系统，解决了传统的管理方法劳动强度大、管理效率低、需要较多的管理人员的问题，满足高校实验室的管理需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。