陳忠霞，常龍，黃云前，王繼強，文藝成

　　（山東科技大學 機械電子工程學院，山東 青島 266590）

       摘要：針對當前高校實驗室信息管理復雜、預約繁瑣等問題，設計了高校實驗信息管理系統，用于完成學生與實驗室教師之間進行實驗預約及預約審批的交互過程，實現實驗室的網絡化管理。本系統采用LabVIEW作為開發工具，G語言作為編程語言，運用SQL語句遠程訪問SQL Server數據庫。最后，以實驗室教師為例，驗證了系統用戶分工明確，能夠有效利用客戶端將教師、學生和實驗室設備聯系在一起，實現實驗室信息管理和預約一體化，提高實驗室的使用效率。該系統驗證了LabVIEW編程簡單，功能強大，應用范圍廣。

　　關鍵詞： 實驗室；數據庫；信息管理；實驗預約；實驗審批

0引言

　　高校實驗室是高校進行教學和科研的重要場所，它能培養學生的動手能力，加深學生對理論知識的理解，提高學生的創造力。目前大部分實驗室在實驗室管理和預約等方面都存在相應的問題，如學生預約實驗時不能及時查看實驗室使用情況，實驗室教師不能及時反映新開設的實驗等［1］，因此需要在管理上進行創新。

　　針對高校實驗室的管理現狀，本文基于LabVIEW和SQL Server設計本系統，網絡化管理實驗室，主要完成學生與實驗室教師之間進行實驗預約及審批的交互過程，學生隨時可以預約實驗，并進行查詢；實驗室教師也可及時處理預約情況，安排學生進行實驗，并及時更新實驗室開設實驗信息，從而實現實驗室管理的規范化、制度化，把實驗室設備、教師和學生聯系在一起，從而最大限度地提高實驗室的使用效率。高校通過使用該系統可使實驗室信息管理及實驗預約一體化，實現人機對話，改變了以往由人工操作帶來的實驗教學管理工作繁瑣的現象［2］，方便了學生、實驗室教師及時查看實驗教學信息。

1系統結構設計

　　該實驗室信息管理系統有3個用戶權限：班長（預約實驗）、實驗室教師和系統管理員，因此不同用戶所擁有的操作權限也是不同的。系統實現的主要功能［3］有：

　　（1）信息管理：用戶管理，實驗室信息管理；

　　（2）預約管理：實驗預約，預約審批；

　　（3）信息查詢：設備信息查詢，開設實驗查詢，實驗預約查詢。

　　在預約實驗室時，班長代表班集體預約實驗，班長可以通過本系統進行實驗室信息查詢，包括實驗室的地點、實驗室設備、所開設實驗以及實驗室預約情況等信息，然后決定對哪個實驗室進行預約，在預約時，需選擇相應的實驗室，添加預約人學號，預約時間，也能查看預約情況。對于實驗室教師，可以通過系統管理實驗室信息，包括查看實驗室設備使用情況、更新實驗室設備和所開設的實驗信息，對這些信息進行添加、刪除，并能審批學生預約的實驗，及時反饋當前實驗室實驗情況。系統管理員主要是維護系統的正常運行，管理所有能進入本系統的用戶信息。對用戶信息可以進行添加和刪除，也可從外部導入用戶信息。添加的用戶信息主要包括學號、姓名、密碼、學院專業、班級、職務、權限等。

　　班長只能進行實驗預約及信息查詢功能，實驗室教師可以操作信息管理下的實驗室信息管理功能和預約管理下的預約審批，信息管理下的用戶管理由系統管理員負責。

　　系統整體設計框架圖如圖1所示。

2系統使用技術

　　2.1LabSQL

　　在使用本系統時，用戶登錄所使用的賬戶密碼、實驗室相關信息都是保存在SQL Server所設計的數據庫內。LabVIEW是美國NI公司開發的集數據采集、控制、數據分析和數據顯示的虛擬儀器開發平臺軟件。該軟件編程時分為面板和框圖兩部分，編程語言靈活，以圖形編程［4］的方式供用戶使用，簡化了開發過程，便于用戶調試。但是LabVIEW本身不具備訪問外部數據庫的功能［5］。LabVIEW對SQL Server數據庫的鏈接是借助LabSQL工具包實現的。

　　LabSQL是通過第三方開發的免費工具包，其原理是利用Microsoft ADO以及SQL語言來完成與數據庫的互訪，將復雜的底層ADO及SQL封裝成一系列的LabSQL VIs，可供LabVIEW用戶使用。LabSQL延續了LabVIEW圖形編程的最大優點，不需要使用文本編程，有效解決了LabVIEW不能訪問數據庫的問題，節省了開發時間。

　　2.2C/S結構

　　選用SQL Server設計數據庫，以學校的局域網作為紐帶，采用客戶機/服務器（Client/Server，C/S）結構設計本系統。在C/S結構中，客戶端完成與用戶的交互任務，實現人機對話，服務器對數據進行管理。其中客戶端是一套完整的應用程序，能充分發揮自己的處理能力，實現對服務器數據庫的信息查詢、添加、刪除等操作，能實現子程序間的自由切換，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務器，客戶端響應速度快［6］，同時也減輕了服務器運行數據的負荷。其使用對象比較固定，程序構架更加注重流程，可以對權限多層次檢驗。

　　2.3全局變量應用

　　為了增加程序的可維護性和可讀性，在程序中添加全局變量。

　　（1）IP地址：系統通過IP地址訪問數據庫，設置IP地址為全局變量，在界面程序中使用該全局變量。當服務器IP地址變化時，通過改變全局變量中的IP地址，管理查詢界面程序中的IP地址也隨之變化，無需修改各處IP地址。

　　（2）權限：系統在登錄時，將登錄人權限傳遞給全局變量。在各個管理界面程序中，判斷該全局變量，根據不同權限顯示不同的管理查詢界面。

3系統實現

　　高校實驗信息管理系統能夠滿足高校實驗室管理的基本要求。現以實驗室教師為例對系統進行具體演示，該權限主要是管理實驗室信息，預約審批等。系統主界面選用LabVIEW中的Tab Control控件，實現頁面切換，節省了空間。

　　信息管理功能包括兩個按鈕：用戶管理和實驗室信息管理。實驗室教師只負責實驗室信息管理，對用戶管理沒有權限，因此在點擊用戶管理按鈕時，會彈出窗口提示“您無此權限”。 點擊實驗室信息管理按鈕，彈出實驗室信息管理窗口。該功能的實現借助事件結構，每一個菜單項作為一個觸發條件。例如當點擊實驗室信息管理按鈕時，觸發該條件結構，執行case結構程序，根據權限判斷是否調用實驗室信息管理窗口。

　　圖2實驗室信息添加界面實驗室信息管理窗口包括實驗室信息、設備信息和開設實驗3個功能項。這3個功能項分成3個界面，每個功能項下都可進行相應信息的添加和刪除。以實驗室信息功能項為例，選中實驗室名稱，點擊查看設備按鈕，可查看所選實驗室設備以及開設的實驗信息，進行添加和刪除操作，及時更新實驗室信息。圖2所示為實驗室信息添加界面，添加成功后會彈出窗口詢問，實現框圖如圖3所示。

　　當添加實驗室信息時，點擊確定按鈕，系統通過LabSQL VIs下的ADO Connection Creat.vi和ADO Connection Open.vi這兩個子vi完成與數據庫SQL的鏈接，通過ADO Connection Excete.vi對數據庫添加信息，利用ADO Connection Close.vi關閉數據庫的鏈接，并借助ADO Connection Destroy.vi刪除鏈接對象。

　　預約管理功能下包括實驗預約和預約審批兩個按鈕，實驗室教師負責預約審批功能項，點擊預約審批按鈕，彈出圖4所示界面。實驗室教師可進行相關條件查詢，然后選中一行，得到該行的ID值，選擇審批狀態（輸入框的），使用update命令字符串，利用平鋪式順序結構，修改數據庫原來得到ID值的行的審批列信息，最后刷新顯示。

　　信息查詢功能項包括設備信息查詢、開設實驗查詢和實驗預約查詢3個按鈕。實驗室教師在信息管理功能項下就可查詢實驗室相關信息，故可不使用信息查詢功能項。該功能項是針對班長設計的，由于班長無權限打開實驗室信息管理界面，故設計該功能項進行查詢相關信息。

4結論

　　本文介紹了高校實驗信息管理系統的系統結構和涉及的關鍵技術，并以實驗室教師為例演示了系統的相關部分功能。該系統證明了LabVIEW編程簡單，可以成功應用到實驗室信息管理方面，并能有效解決實驗預約繁瑣等問題，實現網上預約、網上審批、網上管理資產等功能。學生隨時可以查詢實驗，并進行預約；實驗室教師也可及時處理預約情況，安排學生進行實驗，并及時更新實驗室開設實驗信息。高校通過使用該系統可使實驗室信息管理及實驗預約一體化，實現人機對話，改變了以往由人工操作帶來的實驗教學管理工作繁瑣的現象，規范了實驗室信息管理，方便了學生、實驗室教師及時查看實驗教學信息，提高了實驗室使用效率。

參考文獻

　　［1］ 裴珊珊.高校實驗室管理研究現狀及存在問題分析［J］. 科技視界, 2012(16):9798，100.

　　［2］ 李培國,葉嫣.智能化實驗室管理系統的研究與設計［J］.微型機與應用,2014,33(11):1618.

　　［3］ 孫傳余，文藝成.高校實驗室網絡管理系統研究［J］. 中國電力教育, 2014(11):143145.

　　［4］ BARRERO F, TORAL S， GALLARDO S. eDSPLab: remote laboratory for experiments on DSP applications［J］. Internet Research, 2008，18(1):7992.

　　［5］ 李文濤, 曹彥紅, 卜旭芳, 等. LabVIEW數據庫訪問技術的實現及應用［J］. 工礦自動化, 2012(3):6972.

　　［6］ 郭愷強, 肖曉朋，劉冬生.B/S和C/S軟件體系結構選擇［J］. 井岡山學院學報, 2009，30(4):4951.