一种基于RFID的实验室巡检管理系统的制作方法

本发明属于实践教学管理和rfid智能识别领域，尤其涉及一种基于rfid的实验室巡检管理系统。

背景技术：

为了解决传统的人工管理模式引起的工作量大、效率低等问题,目前实践教学智能管理采用大型软件管理系统利用系统管理员将所有实践教学任务导入后进行教学大纲的修改和维护，以及实践教学任务和实验室设备的安排和维护。

但是在长期使用后发现，这样的大型软件管理系统存在着以下缺点：（1）缺乏方便有效的查询每个实验室的基本信息，包括实验室的名称、功能介绍，主要设备、地理位置、当前上课信息；（2）没有统计实验室资源以及记录教师及学生的出勤率。包括授课讲师、应该学生人数与实到学生人数等相关信息；（3）实验系统、设备管理系统、教务系统和资源管理系统相互脱节，信息不能共享，重复建设和资源浪费；（4）移动端在线学习比较匮乏。

现有技术中还有一种基于rfid技术的实验设备管理系统，通过实验设备上的电子标签，利用rfid非接触自动识别特点，准确掌握实验设备使用及运维情况，对设备数据库进行实时更新，能够可根据实验室设备数量，利用iap实时调整防碰撞算法，缩短标签识别时间，提高识别效率，但是这样的管理系统只是解决识别的准确率，并未解决设备、师生、教室和课务之间的关系识别。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种设计灵活、融合多系统，且定位精确、查询速度快、实验教学效率高的基于rfid的实验室巡检管理系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于rfid的实验室巡检管理系统，包括多态通信模块、电源模块、服务器模块、移动端和显示屏；所述多态通信模块分别与电源模块、服务器模块和移动端相联通；所述多态通信模块包括通信接口、与通信接口相联通的rfid组件、wifi组件、3g/4g组件和微处理器；所述通信接口还与显示屏相联通；所述rfid组件、wifi组件和3g/4g组件用于读取移动端的信息，并发送给通信接口；所述通信接口用于将接收的信息进行处理及存储；所述微处理器用于控制通信接口中储存的信息与服务器模块进行数据传输；所述服务器模块包括协同处理模块，用于对web端实验系统、设备管理系统、教务管理系统、数据处理模块和签到系统进行协调处理，并进行相应信息的储存；web端实验系统，用于对协同处理模块储存的数据进行存储与管理，并自动形成文档后把该文档推送给设备管理系统和教务管理系统；设备管理系统和教务管理系统，用于接收web端实验系统发送的文档并进行显示；所述签到系统通过移动通信服务程序与数据处理模块相联通，用于进行数据交换；所述web端实验系统、设备管理系统和教务管理系统与数据处理模块相联通，用于进行数据交换。

优选的，所述移动端包括rfid智能卡和移动设备；所述rfid智能卡中设有rfid射频标签；所述rfid组件用于读取rfid射频标签中的信息；所述移动设备通过wifi组件和3g/4g组件与通信接口相联通。

优选的，所述移动设备为手机或平板电脑；所述移动设备内置有app实验系统，用于对相关信息进行查询。

优选的，所述电源模块由变压器和两个稳压集成电路连接构成。

优选的，所述通信接口还与网络相联通，用于进行数据交换。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的基于rfid的实验室巡检管理系统，采用rfid快速自动识别师生的身份，建立起师生、教室、课程和实验设备之间的链接关系，解决课程查询、师生定位及签到、用户管理、在线学习、实验在线打分、设备管理、实验室数据显示及查询一体化，实现共享教务系统的师生数据库，打破信息孤岛，提高工作效率，减轻工作人员负担，避免重复建设和浪费资源，完善了实践教学环节，加强了实践教学的管理水平。

附图说明

附图1为本发明的流程结构示意图；

附图2为服务器模块内的流程结构图；

其中：1、多态通信模块；2、电源模块；3、服务器模块；4、移动端；5、显示屏；6、通信接口；7、rfid组件；8、wifi组件；9、3g/4g组件；10、微处理器；11、web端实验系统；12、设备管理系统；13、教务管理系统；14、数据处理模块；15、签到系统；16、移动通信服务程序；17、rfid智能卡；18、移动设备；19、网络；20、协同处理模块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如附图1-2所示的本发明所述的一种基于rfid的实验室巡检管理系统，包括多态通信模块1、电源模块2、服务器模块3、移动端4和显示屏5；所述多态通信模块1分别与电源模块2、服务器模块3和移动端4相联通；所述多态通信模块1包括通信接口6、与通信接口6相联通的rfid组件7、wifi组件8、3g/4g组件9和微处理器10；所述通信接口6还与显示屏5相联通；所述rfid组件7、wifi组件8和3g/4g组件9用于读取移动端4的信息，并发送给通信接口6；所述通信接口6用于将接收的信息进行处理及存储；所述微处理器10用于控制通信接口6中储存的信息与服务器模块3进行数据传输；所述服务器模块3包括协同处理模块，用于对web端实验系统11、设备管理系统12、教务管理系统13、数据处理模块14和签到系统15进行协调处理，并进行相应信息的储存；web端实验系统11，用于对协同处理模块储存的数据进行存储与管理，并自动形成文档后把该文档推送给设备管理系统12和教务管理系统13；设备管理系统12和教务管理系统13，用于接收web端实验系统11发送的文档并进行显示；所述签到系统15通过移动通信服务程序16与数据处理模块14相联通，用于进行数据交换；所述web端实验系统11、设备管理系统12和教务管理系统13与数据处理模块14相联通，用于进行数据交换；所述移动端4包括rfid智能卡17和移动设备18；所述rfid智能卡17中设有rfid射频标签；所述rfid组件7用于读取rfid射频标签中的信息；所述移动设备8通过wifi组件8和3g/4g组件9与通信接口6相联通；所述移动设备为18手机或平板电脑；所述移动设备18内置有app实验系统，用于对相关信息进行查询；所述电源模块2由变压器和两个稳压集成电路连接构成；所述通信接口6还与网络19相连，用于进行数据交换。

web端实验系统功能包括用户定位及查询、后台管理及数据输入、实验室数据显示及查询；设备管理系统和教务管理系统主要利用现有的系统共享它们的数据库；数据处理模块建立起web端实验系统、设备管理系统、教务管理系统和签到系统之间的链接，建立一个链接关键字的数据库,其中数据处理模块中的业务逻辑处理模块采用多种经典定位算法使得课程、教室、设备、师生定位的精确度较高；签到系统使用射频识别技术来实现一种便捷的网络签到；移动端通信服务程序是融合识别rfid智能卡和手机的协议包。

本发明的工作原理如下所述：当师生带着移动设备或者rfid智能卡通过布放在实验室门口的集成有多态通信模块1的路由器时，由于多态通信模块1与移动端3相通信连接，可以进行数据交换，这样多态通信模块中的rfid组件就自动识别和数据读取rfid射频标签，同时也可通过移动设备上的wifi或3g/4g组件读取师生有效信息；读取完毕后，通信接口接收到这些有效信息，并对接收的有效信息进行处理及存储；微处理器控制多态通信模块与服务器模块进行数据传输，根据服务器模块中的数据处理模块建立起的数据库，建立起师生、教室、课程和实验设备之间的链接关系，处理课程查询、师生定位及签到、用户管理、在线学习、实验在线打分、设备管理、实验室数据显示及查询业务，并且可以通过手机、平板电脑或其它教室外端的终端查询该实验室的学生应到人数以及实到人数，并能查询到未到学生的姓名等相关信息；并在实验结束时，将实验室中设备各项数据上传到服务器；协同处理模块与设备管理系统和教务管理系统相联通，用于接收经所述数据处理模块判断处理后输出的实验室相关数据，并由web端实验系统的数据库统一对数据进行存储与管理，并自动形成文档，并把该文档推送给设备管理系统和教务管理系统。

其中，app实验系统是集成在手机或平板电脑上的应用程序，师生、管理员可通过app实验系统进行相关信息的查询、服务的申请或处理等。

服务器模块在进行签到系统处理完时，微控制器通过通信接口能将每个学生进入实验室时时间、地点、实验项目和课表以及应到人数以及实到人数信息在液晶显示屏上显示，并与动态刷新实验室的名称、实验室的介绍和主要设备情况。

本发明在不用人工编排实验课表和手工签到和统计人数，只要在教务系统和设备管理系统更新，并预先通过服务器模块中的数据处理模块统一各系统的相关参数，即可更新实验室实时状态查询功能；并且教师随时可以在实验室外的pc机上通过网络访问和查询实验室数据。

其中，电源模块由功率为10w的220v/5v×1变压器、型号为ame1117-3.3v的5v/3.3v的稳压集成电路和型号为mic5207bm5的5v/2.5v的稳压集成电路连接构成。

进一步的，显示屏采用工业平板，显示查询该实验室的一些基本信息，包括实验室介绍、当前实验内容、当前授课老师、实验室资源、课程表。

本发明的具有以下的优点：1.高校实验室地理分布位置较广，可方便老师和学生查询相关信息；2.用rfid快速自动识别师生的身份，建立起师生、教室、课程和实验设备之间的链接关系，解决课程查询、师生定位及签到、用户管理、在线学习、实验在线打分、设备管理、实验室数据显示及查询一体化，实现共享教务系统的师生数据库，打破信息孤岛，提高工作效率，减轻工作人员负担；3.便携接入，有效的解决了异构系统连通性；4.设备管理系统、教务管理系统通过融合实验系统，统一各个系统的关键字，建立起各系统数据库的链接关系，解决信息孤岛问题；5.避免重复建设和浪费资源，完善了实践教学环节，加强了实践教学的管理水平；6.加强实践教学的管理水平，完善高校的实践教学环节，提高人才培养质量和创新能力。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。