本发明涉及管理系统技术领域，尤其是实验室开放实验管理系统及方法。
背景技术：
为了践行大学生实验学习纲要，实验的学习是许多大学生的必修科目，许多学院专业都需要学习这门课程。因此一套完整严谨的实验室开放实验管理系统是评判实验室管理工作以及方便学生学习的必要条件。但是，许多学校仍然采用无人式纸质登记模式，导致实验室的秩序混乱，管理效率低下，学生实验的时间安排受到严重影响。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种实验室开放实验管理系统及方法，可由电脑直接登录和选择课程，摒弃纸质登记模式，同时利用RFID射频技术实现实验室门禁管理，选课系统和管理系统集于一身，方便管理且成本更低。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
本发明的实验室开放实验管理系统包括：
后台服务器，用于后台管理员录入课程信息、学生信息和教师信息；
客户端，连接后台服务器的数据库，用于学生查询课程信息、学生信息以及课程选择和将课程选择情况通过网络传到门禁系统中等操作，或者用于教师查询学生选课情况；
标签卡，用于读取卡编号，通过门禁系统(3)写入程序最终对应学生的学号；
门禁系统，用于识别标签卡的卡编号，门禁确认卡编号对应的学号信息与存储芯片内的学生选课信息里的学号信息匹配后放行，并且将进入者的信息和进入时间传到客户端。
本发明所述门禁系统包括单片机、时钟模块、射频识别模块、显示模块、WIFI模块和存储模块，所述时钟模块用于计算当前时间，所述射频识别模块解析处理标签卡发出的射频信号，所述单片机接收射频识别模块解析后的数据信息并与预先写入的信息进行比对判断信息是否匹配，匹配成功后所述显示模块读取显示标签卡的卡编号和学生信息，所述单片机通过所述WIFI模块与所述客户端建立通信。
本发明所述单片机为STC89C52单片机，所述射频识别模块为MFRC522非接触式读写卡芯片，所述显示模块为12864液晶显示模块，所述存储模块为EEPROM存储芯片。
本发明所述时钟模块包括DS1302时钟芯片、寄存器和备用电源，所述DS1302时钟芯片通过32.768KHz的晶振产生震荡脉冲使寄存器计数，并将时间信息写入寄存器中，所述单片机读取寄存器中的相应信息。
本发明所述标签卡为RFID射频卡。
本发明所述后台服务器内置SQL Server数据库，所述客户端内置基于C#的windows应用程序。
本发明还提供一种实验室开放实验管理方法，使用上述的实验室开放实验管理系统，包括以下步骤：
a.学生携带自己的标签卡到管理员处，管理员将标签卡注册，即将标签卡拿到射频识别模块处，通过USB转串口模块在电脑的串口助手中得到卡编号，在程序中将得到的卡编号与学生学号建立唯一对应关系，完成注册；
b.管理员将课程信息、学生信息和教师信息录入至后台服务器的数据库中，学生通过客户端上的网络平台进入“实验室选课系统”软件，客户端从后台服务器上获取课程信息、学生信息和教师信息；
c.学生进入管理系统后根据软件上的课程信息、学生信息和教师信息进行课程选择操作，选课后所述客户端将课程选择结果反馈给所述后台服务器，同时所述客户端将学生信息和课程选择结果发送给WIFI模块继而发送给所述单片机，单片机通过EEPROM存储芯片对学生信息和课程选择结果进行存储和读取；
d.进入实验室时，当标签卡接触感应区时，感应区域内产生电流将标签卡的射频信号发送出去，所述射频识别模块接收传回来的信号，经解调后通过串口回馈给单片机，如果得到的卡号信息对应的学号与EEPROM存储芯片中选课信息的学号一致，并且存储芯片中当前卡号信息对应的学号的选课时间段与当前时钟模块的时间对应则门开，然后单片机将读取的卡编号、学生信息和课程选择结果发送给显示模块显示，此时单片机通过WIFI模块将进入者的进入时间和学生信息发送到客户端，继而通过客户端传输到后台服务器的数据库中。
本发明的实验室开放实验管理系统及方法的有益效果是：
1、本发明的实验室开放实验管理系统借助C#编制而成的软件可由电脑直接登录和选择课程，摒弃纸质登记模式，给学生带来了极大的方便，同时利用RFID射频技术实现实验室门禁管理，选课系统和管理系统集于一身，方便管理且成本更低。
2、本发明的实验室开放实验管理系统利用客户机的客户端软件对实验开放实验课程进行选择，管理员根据选课系统的学生选课信息注册标签卡，这样被注册成功的标签卡就可通过具有RFID识别的实验室，从而实现高效率的实验室管理模式。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的实验室开放实验管理系统的原理框图。
其中：后台服务器1；客户端2；门禁系统3，单片机31，射频识别模块32，时钟模块33，显示模块34，WIFI模块35，感应区36，存储模块37。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例的实验室开放实验管理系统以方便教师教学、学生学习为出发点，要求学生登陆选课界面选择实验课程，配合领取的标签卡进入实验室，有序方便的进行实验开放课程的学习以及教学。本实施例的实验室开放实验管理系统是一种基于C#编程的实验室管理系统的软件，结合RFID射频技术的门禁系统3形成一套集选课、管理、门禁、登记为一体的多功能实验室开放实验管理系统。C#采用C/S结构客户机和服务器结构，利用后台服务器1中的数据库，进行对学生信息和选课的管理，管理员可根据选课情况对学生卡进行注册，使注册的标签卡带有学生的学号信息，学生带有注册成功的标签卡匹配存储芯片里的学生选课信息里的学号，匹配成功可通过具有RFID识别的门禁，从而进入实验室。
图1示出了本实施例的实验室开放实验管理系统的原理框图，该实验管理系统包括后台服务器1、客户端2、标签卡和门禁系统3，其中，后台服务器1用于后台管理员录入课程信息、学生信息和教师信息；客户端2连接后台数据库，客户端2用于学生查询课程信息、学生信息、教师信息以及课程选择和将数据才发送给WIFI模块操作，或者用于教师查询学生选课情况；标签卡用于录入卡编号；门禁系统3用于识别标签卡的卡编号，门禁系统3确认卡编号匹配后放行。
本实施例中的门禁系统3包括单片机31、时钟模块33、射频识别模块32、显示模块34和WIFI模块35、感应区36和存储模块37，时钟模块33用于计算当前时间，射频识别模块32解析处理标签卡发出的射频信号，单片机31接收射频识别模块32解析后的数据信息并与预先写入的信息进行比对判断信息是否匹配，匹配成功后显示模块34读取显示标签卡的卡编号和学生信息，单片机31通过WIFI模块35与后台服务器1建立通信。
本实施例中的单片机31为STC89C52单片机，射频识别模块32为MFRC522非接触式读写卡芯片，显示模块34为12864液晶显示模块，存储模块37为EEPROM存储芯片。
本实施例中的时钟模块33包括DS1302时钟芯片、寄存器和备用电源，DS1302时钟芯片通过32.768KHz的晶振产生震荡脉冲使寄存器计数，并将时间信息写入寄存器中，单片机31读取寄存器中的相应信息。
本实施例中的标签卡为RFID射频卡。
本实施例中的后台服务器1内置SQL Server数据库，客户端2内置基于C#的windows应用程序。
本实施例还提供一种实验室开放实验管理方法，使用上述的实验室开放实验管理系统，包括以下步骤：
a.学生携带自己的标签卡到管理员处，管理员将标签卡注册，即将标签卡拿到射频识别模块处，通过USB转串口模块在电脑的串口助手中得到卡编号，在程序中将得到的卡编号与学生学号建立唯一对应关系，完成注册；
b.管理员将课程信息、学生信息和教师信息录入至后台服务器1的数据库中，学生通过客户端2上的网络平台进入“实验室选课系统”软件，客户端2从后台服务器1上获取课程信息、学生信息和教师信息，具体地，管理员提前将课程信息、学生信息和教师信息等录入至后台服务器的数据库中，客户端2配合基于C#的windows应用程序，学生有自己的学号账号和初始密码，进行登录，登录的同时通过后台的数据库中的学生信息相匹配，匹配成功则进入选课界面，学生登陆选课页面成功后，系统显示当前学生信息等；
c.学生进入管理系统后根据软件上的课程信息、学生信息和教师信息进行课程选择操作，学生可通过筛选或者查找选择合适的课程，并且在学生选择时间上有冲突的课程后，程序将会做出警告，使得学生可以方便直观地选择需要的课程，选课后客户端2将课程选择结果反馈给后台服务器1，同时客户端2将学生信息和课程选择结果发送给门禁系统，在选课界面中，学生在客户端2选择或更改的课程信息则会相应地通过网络更新到后台服务器1的数据库中；
d.进入实验室时，当标签卡接触感应区36时，感应区36域内产生电流将标签卡的射频信号发送出去，所述射频识别模块32接收传回来的信号，经解调后通过串口回馈给单片机31，如果得到的卡号信息对应的学号与EEPROM存储芯片中选课信息的学号一致，并且存储芯片中当前卡号信息对应的学号的选课时间段与当前时钟模块的时间一致则门开，然后单片机31将读取的卡编号、学生信息和课程选择结果发送给显示模块34显示，此时单片机31通过WIFI模块35将进入者的进入时间和学生信息发送到客户端2，继而通过客户端2传输到后台服务器1的数据库中，管理员可以通过显示模块34核实信息是否正确，更直观方便。
其中，基于C#的windows应用程序可实现老师和学生登录的两种模式，并且可自行修改密码，学生登录后自动连接后台服务器1的数据库显示自己的选课内容，同时显示课表的全部选课情况。在学生界面获取网络时间，根据当前时间以确定选课时间，在当天的24:00:00自动刷新课表全部课程(已选课程人数全部为0，课程剩余名额全部为36)。
学生可以根据下拉框进行课程、时间或课程和时间的筛选，以方便选课时对全部课程选课情况的了解，此外学生可进行选课和退选，学生的选课总数不能超过三门，选课的课程名、课程时间均不互相重复，在点击DataGridView中的课程名或时间可自动显示你是否已经显示该课程或时间。在学生界面中，学生可点击上面的菜单栏上的房间信息观察到房间号和相应的实验。
在老师界面，老师可看到所有学生选课情况和全部选课情况，为了老师的方便，老师可以将这些表格直接打印成表格存在电脑中，老师也可在老师界面对学生的成绩进行录入、修改和保存。
在步骤a中，学生可通过网络平台输入本人提供的账户密码，下载“物理实验室选课系统.exe”软件，打开软件，输入自己的学号和密码，初始密码为111，学生可自己通过软件上的修改密码功能自行修改。本实施例中的实验室开放实验管理系统借助C#编制而成的软件可由电脑直接登录和选择课程，摒弃纸质登记模式，给学生带来了极大的方便，同时利用RFID射频技术实现实验室门禁管理，选课系统和管理系统集于一身，方便管理且成本更低。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。