略談實驗室管理系統(tǒng)設計探討論文

　　隨著時代的不斷進步，計算機技術也在人們的生活中扮演著不可或缺的角色[1]。計算機的使用方法已成為當代高校生必須掌握的技能之一。所以為加強學生對計算機相關技術的理解，提高學生的操作能力，計算機的實驗課的開放變得必不可少，當下，為給學生提供良好的學習環(huán)境和暢通的資源獲取渠道，多數(shù)高校設置了公共機房[2]。而且隨著我國教育事業(yè)的發(fā)展，學校的規(guī)模和師生的數(shù)量都不斷地在擴大，實驗室的數(shù)量也不斷地再增加，跨教室、跨校區(qū)的情況也隨之出現(xiàn)[3]。導致實驗室的管理越來越繁雜。同時，實驗室的課前考勤也會占用上課時間，對學生課程進度影響不小。所以筆者為提高微機實驗室管理效率，減少因考勤占用的上課時間，設計出了一種基于單片機和主機服務器的自動控制管理系統(tǒng)的設計，用于實驗室的管理以及學生考勤。

　　1總體設計

　　在上課時，任課老師通過按鍵喚醒單片機，并按照顯示屏提示輸入賬號和與之對應的密碼。單片機通過逐字節(jié)比較的方式判斷輸入賬號與密碼是否正確，若正確則開啟電子密碼鎖，同時控制光耦隔離控制模塊動作，室內(nèi)用電設備通電；若輸入錯誤，則返回輸入界面，重新輸入賬號和密碼。進入微機實驗室之后，所有電腦均已通電，任課老師在電子門禁端輸入的賬號和密碼已經(jīng)通過單片機和上位機間串口通訊傳遞至考勤管理系統(tǒng)，學生則通過客戶端輸入學號完成考勤。上課期間，考勤管理系統(tǒng)時刻檢測每臺電腦的學習情況（包括上機人數(shù)，學生的學號，姓名，上課時間等信息）顯示在主機界面上，并完成學習時間的記錄。若到了下課時間，則任課老師點擊下課按鈕，系統(tǒng)結束學生上課信息統(tǒng)計，并將已統(tǒng)計信息存儲至數(shù)據(jù)庫，待室內(nèi)所有人員均已離開，紅外體感傳感器輸出低電平，則切斷室內(nèi)所有電源，關閉電子門禁。

　　2系統(tǒng)硬件設計

　　微機實驗室自動控制管理系統(tǒng)以STC89C52和計算機主機服務器為檢測和控制核心，主要應用了人體紅外線檢測模塊，控制模塊，其主要功能有電子門禁功能、實驗室用電設備自動接通和自動斷電功能、室內(nèi)照明自動開關功能。

　　2.1電子門禁單元當下的機房管理都是使用人工管理，以人工對機房的門鎖進行管理的模式容易發(fā)生鑰匙丟失等意外[4]。此舉不利于機房的管理�？紤]到此類狀況，筆者對門禁模塊進行了設計。實驗室的門禁由電子密碼鎖模塊實現(xiàn)控制實驗室門的開啟和關閉。本單元以STC89C52單片機為主控制芯片，LCD1602為顯示單元，AT24C08為存儲單元，蜂鳴器作為報警裝置。電子門禁單元投入使用之前，給每位微機任課老師分別分配一賬號和與之對應的密碼，并寫入AT24C08存儲器。電子門禁單元工作時，若相關人員需進入微機實驗室，則需在控制面板上按照提示分別輸入賬號和密碼。單片機通過逐字節(jié)比較的方式，與AT24C08中存儲的賬號和密碼進行比較，僅當所有對應字節(jié)數(shù)字均一致時，電子門禁才會打開門鎖，并記錄登錄者賬號信息。若輸入有誤，與所存儲數(shù)據(jù)不匹配，系統(tǒng)則提示重新輸入賬號和密碼，連續(xù)輸入三次電子門禁系統(tǒng)則會啟動蜂鳴器進行報警。在電子門鎖打開后，單片機則控制繼電器動作，使室內(nèi)照明設備、微機等用電設備上電，在一定程度上節(jié)省學生及老師課前準備時間。為防止繼電器動作瞬間電流較大，對單片機產(chǎn)生影響，本設計中采用了光耦控制模塊，將控制電路與繼電器模塊進行隔離，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。

　　2.2自動控制模塊上課結束后，當實驗室內(nèi)無人使用電腦時，微機實驗室管理員需切斷室內(nèi)所有用電設備電源。實際情況中，部分管理員有時會忘記切斷總電源，造成機房能源的浪費并且留下了安全隱患。紅外人體感傳感器是一種能檢測人或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。當有人或動物進入其感應范圍時，傳感器輸出高電平；人或動物離開感應范圍時，傳感器自動延時輸出低電平。當單片機檢測到紅外體感傳感器輸出為低電平時，即微機實驗室內(nèi)無人，將切斷室內(nèi)總電源，并關閉電子門鎖。

　　3考勤管理系統(tǒng)軟件

　　電子門鎖打開后，主機服務器接收所有微機及單片機上傳數(shù)據(jù)信息，包括單片機上傳的教師編號和微機端上傳的學生登錄信息[5]�？记诠芾硐到y(tǒng)軟件采用C/S（客戶機/服務器）系統(tǒng)架構，使用visualstudio2012作為開發(fā)平臺，通過C++語言進行軟件開發(fā)，采用SQLServer2008數(shù)據(jù)庫平臺進行數(shù)據(jù)管理�？记谲浖�主界面可顯示教師編號，教師內(nèi)學生人數(shù)，目前登錄學生人數(shù)，學生序號，學生學號，姓名，登錄IP，登錄時間，課程等信息。并且界面留有任課教師操作按鈕，可以選擇是否開啟網(wǎng)絡服務，并且可以進行修改登錄密碼，串口設置，查看上機情況，退出軟件等操作。圖3為勤管理系統(tǒng)軟件主界面。圖3勤管理系統(tǒng)軟件主界面學生在進入微機實驗室之后，坐到微機前時，打開電腦。學生可通過桌面彈出學生客戶端界面輸入學號等個人信息。服務器在收到學生客戶端上傳數(shù)據(jù)后，與學生側微機建立TCP通訊連接，按照登錄先后順序為每個學生分配節(jié)點，并在對應結構體數(shù)組中保存學生的學號、上課時間等信息。在上課過程中，若是由于某種原因微機發(fā)生斷網(wǎng)、死機或重啟等情況，待電腦重啟，聯(lián)網(wǎng)重新登錄系統(tǒng)后，服務器將通過逐個查詢的方式判定用戶之前是否已登錄。若之前已登錄，則為其分配原節(jié)點，并進行上課時間的累加。若沒有查到相關信息，則判定為新登錄人員，系統(tǒng)為其重新分配節(jié)點，并存儲相關信息。在下課后，任課老師點擊下課按鈕，所有學生上機信息數(shù)據(jù)被導入數(shù)據(jù)庫進行存儲，所有學生信息導出后，結構體數(shù)組將被清空，用于下一次上課存儲數(shù)據(jù)。

　　4結束語

　　在本設計在實際運行過程中，運行穩(wěn)定，能夠較準確地統(tǒng)計室內(nèi)人數(shù)，并完成學生上課信息的統(tǒng)計工作，達到了設計目的，實現(xiàn)了設計目標。但是，在系統(tǒng)運行過程中發(fā)現(xiàn)存在學生冒名頂替上課的行為，下一步工作為該模塊添加一卡通刷卡控制系統(tǒng)，記錄學生的上課考勤情況。

　　參考文獻：

　　[1]馬容生，嚴小兵.計算機教學與實踐[J].廣西師范大學學報（哲學社會科學版），1998（S3）：352-355.

　　[2]佟穎，辜竹筠，孫景瑞，陳勁.基于遠程控制的局域網(wǎng)機房管理系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索，2011（09）：178-180.

　　[3]余翀翀，黃麗萍.機房和多媒體教室管理系統(tǒng)的虛擬化建設[J].實驗室研究與探索，2014（04）：228-232，276.

　　[4]丁建民，趙卓，趙欣.基于多策略的機房管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設計，2009（16）：3891-3893，3896.

　　[5]張玉潔，孟祥武.基于移動定位服務的考勤管理系統(tǒng)[J].計算機系統(tǒng)應用，2011（10）：6-10.

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