一種基於RFID的實驗室巡檢管理系統的製作方法

2023-06-19 20:46:31 1

本發明屬於實踐教學管理和rfid智能識別領域，尤其涉及一種基於rfid的實驗室巡檢管理系統。

背景技術：

為了解決傳統的人工管理模式引起的工作量大、效率低等問題,目前實踐教學智能管理採用大型軟體管理系統利用系統管理員將所有實踐教學任務導入後進行教學大綱的修改和維護，以及實踐教學任務和實驗室設備的安排和維護。

但是在長期使用後發現，這樣的大型軟體管理系統存在著以下缺點：（1）缺乏方便有效的查詢每個實驗室的基本信息，包括實驗室的名稱、功能介紹，主要設備、地理位置、當前上課信息；（2）沒有統計實驗室資源以及記錄教師及學生的出勤率。包括授課講師、應該學生人數與實到學生人數等相關信息；（3）實驗系統、設備管理系統、教務系統和資源管理系統相互脫節，信息不能共享，重複建設和資源浪費；（4）移動端在線學習比較匱乏。

現有技術中還有一種基於rfid技術的實驗設備管理系統，通過實驗設備上的電子標籤，利用rfid非接觸自動識別特點，準確掌握實驗設備使用及運維情況，對設備資料庫進行實時更新，能夠可根據實驗室設備數量，利用iap實時調整防碰撞算法，縮短標籤識別時間，提高識別效率，但是這樣的管理系統只是解決識別的準確率，並未解決設備、師生、教室和課務之間的關係識別。

技術實現要素：

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種設計靈活、融合多系統，且定位精確、查詢速度快、實驗教學效率高的基於rfid的實驗室巡檢管理系統。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：一種基於rfid的實驗室巡檢管理系統，包括多態通信模塊、電源模塊、伺服器模塊、移動端和顯示屏；所述多態通信模塊分別與電源模塊、伺服器模塊和移動端相聯通；所述多態通信模塊包括通信接口、與通信接口相聯通的rfid組件、wifi組件、3g/4g組件和微處理器；所述通信接口還與顯示屏相聯通；所述rfid組件、wifi組件和3g/4g組件用於讀取移動端的信息，並發送給通信接口；所述通信接口用於將接收的信息進行處理及存儲；所述微處理器用於控制通信接口中儲存的信息與伺服器模塊進行數據傳輸；所述伺服器模塊包括協同處理模塊，用於對web端實驗系統、設備管理系統、教務管理系統、數據處理模塊和籤到系統進行協調處理，並進行相應信息的儲存；web端實驗系統，用於對協同處理模塊儲存的數據進行存儲與管理，並自動形成文檔後把該文檔推送給設備管理系統和教務管理系統；設備管理系統和教務管理系統，用於接收web端實驗系統發送的文檔並進行顯示；所述籤到系統通過移動通信服務程序與數據處理模塊相聯通，用於進行數據交換；所述web端實驗系統、設備管理系統和教務管理系統與數據處理模塊相聯通，用於進行數據交換。

優選的，所述移動端包括rfid智慧卡和行動裝置；所述rfid智慧卡中設有rfid射頻標籤；所述rfid組件用於讀取rfid射頻標籤中的信息；所述行動裝置通過wifi組件和3g/4g組件與通信接口相聯通。

優選的，所述行動裝置為手機或平板電腦；所述行動裝置內置有app實驗系統，用於對相關信息進行查詢。

優選的，所述電源模塊由變壓器和兩個穩壓集成電路連接構成。

優選的，所述通信接口還與網絡相聯通，用於進行數據交換。

由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明方案的基於rfid的實驗室巡檢管理系統，採用rfid快速自動識別師生的身份，建立起師生、教室、課程和實驗設備之間的連結關係，解決課程查詢、師生定位及籤到、用戶管理、在線學習、實驗在線打分、設備管理、實驗室數據顯示及查詢一體化，實現共享教務系統的師生資料庫，打破信息孤島，提高工作效率，減輕工作人員負擔，避免重複建設和浪費資源，完善了實踐教學環節，加強了實踐教學的管理水平。

附圖說明

附圖1為本發明的流程結構示意圖；

附圖2為伺服器模塊內的流程結構圖；

其中：1、多態通信模塊；2、電源模塊；3、伺服器模塊；4、移動端；5、顯示屏；6、通信接口；7、rfid組件；8、wifi組件；9、3g/4g組件；10、微處理器；11、web端實驗系統；12、設備管理系統；13、教務管理系統；14、數據處理模塊；15、籤到系統；16、移動通信服務程序；17、rfid智慧卡；18、行動裝置；19、網絡；20、協同處理模塊。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如附圖1-2所示的本發明所述的一種基於rfid的實驗室巡檢管理系統，包括多態通信模塊1、電源模塊2、伺服器模塊3、移動端4和顯示屏5；所述多態通信模塊1分別與電源模塊2、伺服器模塊3和移動端4相聯通；所述多態通信模塊1包括通信接口6、與通信接口6相聯通的rfid組件7、wifi組件8、3g/4g組件9和微處理器10；所述通信接口6還與顯示屏5相聯通；所述rfid組件7、wifi組件8和3g/4g組件9用於讀取移動端4的信息，並發送給通信接口6；所述通信接口6用於將接收的信息進行處理及存儲；所述微處理器10用於控制通信接口6中儲存的信息與伺服器模塊3進行數據傳輸；所述伺服器模塊3包括協同處理模塊，用於對web端實驗系統11、設備管理系統12、教務管理系統13、數據處理模塊14和籤到系統15進行協調處理，並進行相應信息的儲存；web端實驗系統11，用於對協同處理模塊儲存的數據進行存儲與管理，並自動形成文檔後把該文檔推送給設備管理系統12和教務管理系統13；設備管理系統12和教務管理系統13，用於接收web端實驗系統11發送的文檔並進行顯示；所述籤到系統15通過移動通信服務程序16與數據處理模塊14相聯通，用於進行數據交換；所述web端實驗系統11、設備管理系統12和教務管理系統13與數據處理模塊14相聯通，用於進行數據交換；所述移動端4包括rfid智慧卡17和行動裝置18；所述rfid智慧卡17中設有rfid射頻標籤；所述rfid組件7用於讀取rfid射頻標籤中的信息；所述行動裝置8通過wifi組件8和3g/4g組件9與通信接口6相聯通；所述行動裝置為18手機或平板電腦；所述行動裝置18內置有app實驗系統，用於對相關信息進行查詢；所述電源模塊2由變壓器和兩個穩壓集成電路連接構成；所述通信接口6還與網絡19相連，用於進行數據交換。

web端實驗系統功能包括用戶定位及查詢、後臺管理及數據輸入、實驗室數據顯示及查詢；設備管理系統和教務管理系統主要利用現有的系統共享它們的資料庫；數據處理模塊建立起web端實驗系統、設備管理系統、教務管理系統和籤到系統之間的連結，建立一個連結關鍵字的資料庫,其中數據處理模塊中的業務邏輯處理模塊採用多種經典定位算法使得課程、教室、設備、師生定位的精確度較高；籤到系統使用射頻識別技術來實現一種便捷的網絡籤到；移動端通信服務程序是融合識別rfid智慧卡和手機的協議包。

本發明的工作原理如下所述：當師生帶著行動裝置或者rfid智慧卡通過布放在實驗室門口的集成有多態通信模塊1的路由器時，由於多態通信模塊1與移動端3相通信連接，可以進行數據交換，這樣多態通信模塊中的rfid組件就自動識別和數據讀取rfid射頻標籤，同時也可通過行動裝置上的wifi或3g/4g組件讀取師生有效信息；讀取完畢後，通信接口接收到這些有效信息，並對接收的有效信息進行處理及存儲；微處理器控制多態通信模塊與伺服器模塊進行數據傳輸，根據伺服器模塊中的數據處理模塊建立起的資料庫，建立起師生、教室、課程和實驗設備之間的連結關係，處理課程查詢、師生定位及籤到、用戶管理、在線學習、實驗在線打分、設備管理、實驗室數據顯示及查詢業務，並且可以通過手機、平板電腦或其它教室外端的終端查詢該實驗室的學生應到人數以及實到人數，並能查詢到未到學生的姓名等相關信息；並在實驗結束時，將實驗室中設備各項數據上傳到伺服器；協同處理模塊與設備管理系統和教務管理系統相聯通，用於接收經所述數據處理模塊判斷處理後輸出的實驗室相關數據，並由web端實驗系統的資料庫統一對數據進行存儲與管理，並自動形成文檔，並把該文檔推送給設備管理系統和教務管理系統。

其中，app實驗系統是集成在手機或平板電腦上的應用程式，師生、管理員可通過app實驗系統進行相關信息的查詢、服務的申請或處理等。

伺服器模塊在進行籤到系統處理完時，微控制器通過通信接口能將每個學生進入實驗室時時間、地點、實驗項目和課表以及應到人數以及實到人數信息在液晶顯示屏上顯示，並與動態刷新實驗室的名稱、實驗室的介紹和主要設備情況。

本發明在不用人工編排實驗課表和手工籤到和統計人數，只要在教務系統和設備管理系統更新，並預先通過伺服器模塊中的數據處理模塊統一各系統的相關參數，即可更新實驗室實時狀態查詢功能；並且教師隨時可以在實驗室外的pc機上通過網絡訪問和查詢實驗室數據。

其中，電源模塊由功率為10w的220v/5v×1變壓器、型號為ame1117-3.3v的5v/3.3v的穩壓集成電路和型號為mic5207bm5的5v/2.5v的穩壓集成電路連接構成。

進一步的，顯示屏採用工業平板，顯示查詢該實驗室的一些基本信息，包括實驗室介紹、當前實驗內容、當前授課老師、實驗室資源、課程表。

本發明的具有以下的優點：1.高校實驗室地理分布位置較廣，可方便老師和學生查詢相關信息；2.用rfid快速自動識別師生的身份，建立起師生、教室、課程和實驗設備之間的連結關係，解決課程查詢、師生定位及籤到、用戶管理、在線學習、實驗在線打分、設備管理、實驗室數據顯示及查詢一體化，實現共享教務系統的師生資料庫，打破信息孤島，提高工作效率，減輕工作人員負擔；3.便攜接入，有效的解決了異構系統連通性；4.設備管理系統、教務管理系統通過融合實驗系統，統一各個系統的關鍵字，建立起各系統資料庫的連結關係，解決信息孤島問題；5.避免重複建設和浪費資源，完善了實踐教學環節，加強了實踐教學的管理水平；6.加強實踐教學的管理水平，完善高校的實踐教學環節，提高人才培養質量和創新能力。

以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。