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基于门禁的实验教学中心智能管理系统研究

  中图分类号:TB
  文献标识码:A
  doi:10.19311/j.cnki.16723198.2017.14.093
  0 引言
  高校实验教学中心是高校实验课程的教学实训基地,承担着大量的综合性实验教学与校内模拟实习的任务。随着信息化的不断深化、创新创业教育的落地、各类项目活动的开展,实验教学中心的功能也从单一化逐渐向多元化转变,使用频率从计划内课程到计划外课程转变。
  信息化在全国高等教育教学不断深入,各个高校更加注重信息化在实验教学中的应用。对于实验教学中心来说,首要问题就是如何更好的开放实验室,利用实验室设备安全、高效的进行实验活动。因此都会配备门禁管理系统,门禁系统在安全性、方便性、易管理性等方面有着绝对的优势。
  1 实验教学中心门禁系统建设及现存问题
  大多数的实验教学中心均已安装了门禁系统,但软件系统基本都是按照公司企业的管理模式开发的,功能集中在打卡考勤、开关门方面,门禁系统功能略显薄弱,不能与实验教学很好的联动,在以创新创业项目急剧增多的情况下,难以满足个性化使用,进而影响实验室的使用效果,因此对于提高实验管理效率有着一定的局限性。
  1.1 门禁系统功能局限单一
  目前高校实验教学中心大多安装的门禁系统功能单一,主要是依据后端权限的设定,前端利用指纹、密码或卡片识别后,进行门禁的开关,实现权限准入的功能。
  门禁系统不能与实验设备进行联动,比如照明、计算机、投影等设备,师生进入实验室后,还需开启电源,打开计算机,进入所需系统。
  门禁系统不能与学校课程考勤同步,现有的系统只是进行?单的人员考勤,而高校学生考勤更加复杂多变。
  1.2 门禁系统对实验教学中心各类活动的支撑不足
  近年,随着实验教学改革的不断深入,实验教学中心的功能也从单一化逐渐向多元化转变,有计划内课程(教务统一安排的课程)、临时调课课程、课外上机、对外培训课程,再加上学生的创新创业活动,不同的课程对实验室的要求不尽相同,因此对于现有门禁来说,复杂的活动时间设置,多变的人员权限设定已经成为不可能的任务。
  实验室的活动种类前所未有的丰富和多变,简单的门禁系统已不能满足日益增长的活动需求。
  1.3 管理系统过多导致效率低下
  实验教学中心一般有实验室预约系统、门禁系统、教务系统、操作系统管理平台,针对的业务各不相同。多种管理系统功能融合交叉、数据分散,使得资源浪费、流程繁琐、人力成本较高,不能合力有效实现实验中心运行管理。
  实验教学中心需要一种更好的运行管理策略和使用模式,实现物联网与教学体系的无缝结合,互为补充利用,提高实验室管理水平,提高整体智能化运行管理水平,进而实现实践教学运行管理模式的变革。
  2 基于门禁的智能管理系统关键步骤
  2.1 梳理业务流程
  首先梳理实验教学中心实验室使用流程和管理方法,明确各类实验室开放流程和审批权限。
  实验室可大体分为会议研讨实验室、机房实验室、大型设备实验室、化学(危险)实验室,每种实验室开放管理方法、流程依据各自特点都不同,需要分别对待。
  会议研讨实验室一般只有投影设备,安全系数最高,此类实验室申请流程可以最简单,只要安排不冲突即可。
  机房实验室是有一定计算机数量的实验室,安全系数高,使用率和损坏率也是最高的一类实验室,因为现在所有课程均进行了不同程度信息化建设,因此此类实验室安排的课程最丰富,在设备完好率正常的情况下尽可能多安排课程。
  大型设备或专业实验室属于特色实验室,安全系数中,比如汽车模拟类、建筑类,以工科院校居多,在审批时应考虑申请人的专业和使用,设定优先级。
  化学(危险)实验室属于危险实验室,安全系数低,因专人专管,有专门的实验规章制度,不在讨论范围之内。
  2.2 智能管理系统的整体设计
  在多样化的实验活动背景下,智能管理系统的设计思路是以门禁为核心,将门禁、投影、计算机电源、照明等硬件实现自动化控制,并且将实验课程和物联网之间进行联动,实现实验室硬件(门禁、投影、计算机电源、照明)依据实验课程的使用时间智能开启和关闭。
  管理系统大致分为物联网控制模块、实验课程模块、门禁模块。
  2.3 物联网控制模块
  物联网控制模块是经过信号识别,控制电气设备的控制系统。实验室中电气设备一般有门禁、中控设备、投影、计算机等硬件设备。
  首先进行电气设备分路,即依据设备启动电流大小分配控制器。比如中控设备、投影可分为一路,每8台计算机可分为一路,门禁、照明和其他可分为一路,这样有40台计算机的实验室总共分为7路。
  其次进行实验室分组,即将一个实验室里面的所有电气设备信号状态依据“开”、“关”纳入实验室中。将上述7路电气设备的“开”的信号纳入实验室“开”中,将7路电气设备的“关”的信号纳入实验室“关”中,这样当给实验室“开”的信号后,所有电气设备依次进行加电动作,给实验室“关”的信号后,所有电气设备依次进行关电动作,实现统一管理,也是整个系统的底层模块。
  2.4 实验课程模块   实验教学中心活动种类繁多,包括教务的计划内课程、课外上机、培训任务、学生项目活动等。将所有活动纳入实验课程中,统一调度和分配实验室资源。
  首先建立数据库,注意此数据库中的时间要与物联网控制模块的时间格式匹配,物联网控制模块依据此时间控制电气设备。
  其次将上述课程分为2类,计划内课程和计划外课程。计划内课程即教务统一安排的课程,此类课程信息均在高校内部的教务系统中,一般不需要实时同步信息,每天同步一次即可。
  计划外课程包括了课外上机、学生活动等需要申请、审批的课程。将实验室预约系统整合进入此管理系统中,实现数据库的统一。
  最后形成可查询的实验教学中心课表,进行统一调度和分配实验室。
  2.5 门禁模块
  门禁模块包括权限自动分配,实验课程、物联网设备的智能联动。
  首先建立门禁数据库,包含了指?y、密码、卡等基本信息;其次在实验课程数据库中查询课程,给申请人和使用人权限;最后在刷卡、密码或指纹进入实验室时,设备自动开启,或者所有设备依据课程时间自动开启和关闭。
  3 结语
  此管理系统依托物联网和门禁技术,针对实验教学中心运行管理特点进行整合开发,通过管理资源的整合,实现物联网与教学体系的无缝结合,互为补充利用,提升实验教学中心的运行管理水平和使用效率。通过软硬件的统一智能管理,合力体现实验中心管理运行状态。
  实验教学中心进行智能化运行管理,今后还可对课程数据、考勤数据进行二次开发与挖掘,反哺教学体系的改革与建设,进而实现实验中心运行管理模式的变革。

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