略談實(shí)驗室管理系統設計探討論文

　　隨著(zhù)時(shí)代的不斷進(jìn)步，計算機技術(shù)也在人們的生活中扮演著(zhù)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(xué)生對計算機相關(guān)技術(shù)的理解，提高學(xué)生的操作能力，計算機的實(shí)驗課的開(kāi)放變得必不可少，當下，為給學(xué)生提供良好的學(xué)習環(huán)境和暢通的資源獲取渠道，多數高校設置了公共機房[2]。而且隨著(zhù)我國教育事業(yè)的發(fā)展，學(xué)校的規模和師生的數量都不斷地在擴大，實(shí)驗室的數量也不斷地再增加，跨教室、跨校區的情況也隨之出現[3]。導致實(shí)驗室的管理越來(lái)越繁雜。同時(shí)，實(shí)驗室的課前考勤也會(huì )占用上課時(shí)間，對學(xué)生課程進(jìn)度影響不小。所以筆者為提高微機實(shí)驗室管理效率，減少因考勤占用的上課時(shí)間，設計出了一種基于單片機和主機服務(wù)器的自動(dòng)控制管理系統的設計，用于實(shí)驗室的管理以及學(xué)生考勤。

　　1總體設計

　　在上課時(shí)，任課老師通過(guò)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(guò)逐字節比較的方式判斷輸入賬號與密碼是否正確，若正確則開(kāi)啟電子密碼鎖，同時(shí)控制光耦隔離控制模塊動(dòng)作，室內用電設備通電；若輸入錯誤，則返回輸入界面，重新輸入賬號和密碼。進(jìn)入微機實(shí)驗室之后，所有電腦均已通電，任課老師在電子門(mén)禁端輸入的賬號和密碼已經(jīng)通過(guò)單片機和上位機間串口通訊傳遞至考勤管理系統，學(xué)生則通過(guò)客戶(hù)端輸入學(xué)號完成考勤。上課期間，考勤管理系統時(shí)刻檢測每臺電腦的學(xué)習情況（包括上機人數，學(xué)生的學(xué)號，姓名，上課時(shí)間等信息）顯示在主機界面上，并完成學(xué)習時(shí)間的記錄。若到了下課時(shí)間，則任課老師點(diǎn)擊下課按鈕，系統結束學(xué)生上課信息統計，并將已統計信息存儲至數據庫，待室內所有人員均已離開(kāi)，紅外體感傳感器輸出低電平，則切斷室內所有電源，關(guān)閉電子門(mén)禁。

　　2系統硬件設計

　　微機實(shí)驗室自動(dòng)控制管理系統以STC89C52和計算機主機服務(wù)器為檢測和控制核心，主要應用了人體紅外線(xiàn)檢測模塊，控制模塊，其主要功能有電子門(mén)禁功能、實(shí)驗室用電設備自動(dòng)接通和自動(dòng)斷電功能、室內照明自動(dòng)開(kāi)關(guān)功能。

　　2.1電子門(mén)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(mén)鎖進(jìn)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(lèi)狀況，筆者對門(mén)禁模塊進(jìn)行了設計。實(shí)驗室的門(mén)禁由電子密碼鎖模塊實(shí)現控制實(shí)驗室門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)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(mén)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(xiě)入AT24C08存儲器。電子門(mén)禁單元工作時(shí)，若相關(guān)人員需進(jìn)入微機實(shí)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(guò)逐字節比較的方式，與AT24C08中存儲的賬號和密碼進(jìn)行比較，僅當所有對應字節數字均一致時(shí)，電子門(mén)禁才會(huì )打開(kāi)門(mén)鎖，并記錄登錄者賬號信息。若輸入有誤，與所存儲數據不匹配，系統則提示重新輸入賬號和密碼，連續輸入三次電子門(mén)禁系統則會(huì )啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報警。在電子門(mén)鎖打開(kāi)后，單片機則控制繼電器動(dòng)作，使室內照明設備、微機等用電設備上電，在一定程度上節省學(xué)生及老師課前準備時(shí)間。為防止繼電器動(dòng)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(jìn)行隔離，提高系統工作穩定性。

　　2.2自動(dòng)控制模塊上課結束后，當實(shí)驗室內無(wú)人使用電腦時(shí)，微機實(shí)驗室管理員需切斷室內所有用電設備電源。實(shí)際情況中，部分管理員有時(shí)會(huì )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(dòng)物發(fā)射的紅外線(xiàn)而輸出電信號的傳感器。當有人或動(dòng)物進(jìn)入其感應范圍時(shí)，傳感器輸出高電平；人或動(dòng)物離開(kāi)感應范圍時(shí)，傳感器自動(dòng)延時(shí)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(shí)，即微機實(shí)驗室內無(wú)人，將切斷室內總電源，并關(guān)閉電子門(mén)鎖。

　　3考勤管理系統軟件

　　電子門(mén)鎖打開(kāi)后，主機服務(wù)器接收所有微機及單片機上傳數據信息，包括單片機上傳的教師編號和微機端上傳的學(xué)生登錄信息[5]�？记诠芾硐到y軟件采用C/S（客戶(hù)機/服務(wù)器）系統架構，使用visualstudio2012作為開(kāi)發(fā)平臺，通過(guò)C++語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，采用SQLServer2008數據庫平臺進(jìn)行數據管理�？记谲浖�主界面可顯示教師編號，教師內學(xué)生人數，目前登錄學(xué)生人數，學(xué)生序號，學(xué)生學(xué)號，姓名，登錄IP，登錄時(shí)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(kāi)啟網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，并且可以進(jìn)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為勤管理系統軟件主界面。圖3勤管理系統軟件主界面學(xué)生在進(jìn)入微機實(shí)驗室之后，坐到微機前時(shí)，打開(kāi)電腦。學(xué)生可通過(guò)桌面彈出學(xué)生客戶(hù)端界面輸入學(xué)號等個(gè)人信息。服務(wù)器在收到學(xué)生客戶(hù)端上傳數據后，與學(xué)生側微機建立TCP通訊連接，按照登錄先后順序為每個(gè)學(xué)生分配節點(diǎn)，并在對應結構體數組中保存學(xué)生的學(xué)號、上課時(shí)間等信息。在上課過(guò)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)重新登錄系統后，服務(wù)器將通過(guò)逐個(gè)查詢(xún)的方式判定用戶(hù)之前是否已登錄。若之前已登錄，則為其分配原節點(diǎn)，并進(jìn)行上課時(shí)間的累加。若沒(méi)有查到相關(guān)信息，則判定為新登錄人員，系統為其重新分配節點(diǎn)，并存儲相關(guān)信息。在下課后，任課老師點(diǎn)擊下課按鈕，所有學(xué)生上機信息數據被導入數據庫進(jìn)行存儲，所有學(xué)生信息導出后，結構體數組將被清空，用于下一次上課存儲數據。

　　4結束語(yǔ)

　　在本設計在實(shí)際運行過(guò)程中，運行穩定，能夠較準確地統計室內人數，并完成學(xué)生上課信息的統計工作，達到了設計目的，實(shí)現了設計目標。但是，在系統運行過(guò)程中發(fā)現存在學(xué)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，記錄學(xué)生的上課考勤情況。

　　參考文獻：

　　[1]馬容生，嚴小兵.計算機教學(xué)與實(shí)踐[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會(huì )科學(xué)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[J].實(shí)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的虛擬化建設[J].實(shí)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的設計與實(shí)現[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(dòng)定位服務(wù)的考勤管理系統[J].計算機系統應用，2011（10）：6-10.

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