实验室设备管理系统的设计及实现

实验室设备管理系统的设计及实现

摘要实验室设备对于实验技术的改革与创新有着重要的意义，高校的实验室设备管理工作目前还存在着诸多问题，管理的规范化、科学化、信息化要求急需一套完备的实验室设备管理系统。本文运用面向对象分析和设计的方法，提出了一种设计实验室设备管理系统的新方法，以实现实验室设备管理的自动化，为实验室设备管理提供一种切实可行的工具。

关键词实验室；设备管理；设计

1 开发背景

在大型实验室中，需要及时进行准确的数据处理，采用计算机网络进行数据处理有利于实验室的开展。大型实验室数据收集难度较大，信息较多，花费时间很长导致信息不够完整，不能实时更新工况。没有借助于计算机信息化，所有工作都是由人来完成，这就会导致工作量大，错误率高，无法保证质量。科研的人员水平参差不齐，能力差别较大，很难在分工上做到公平，质量也难以评价，稳定度很低。实验做完后，却可能因为相关信息不够完整而无法按时通过单位验收，影响实验进度。实验室质量关乎着使用者的人身安全，对于安全问题要多加重视，严加管理，在事前事中事后都要实时记录，随时抽样调查。而互联网的存在可以科学规划管理并将遇到的问题传输到高层分析[1]。

1.1 实验室平台的结构

（1）平台层

实验室分布式存储系统可以对大规模的结构数据进行存储，通过大型的存储与管理技术，实现对于数据的高效处理，这个数量级大部分时候在PB级以上，这样才能让科研活动更加合理地进行开展。

（2）功能层

功能层采用扩展算法进行数据挖掘，采用TB级的数据进行模型建立，实现云计算与分布调度处理，利用负载的均衡技术，使得分布处理能力提升，从而实现高效数据处理。

（3）服务层

采用基于WEB与Open API的实验室挖掘处理技术，从实验室的环境分析入手，加强端口的管理与流程的优化，从而实现端口的智能配置与数据交换，让实验室的共享变得科学合理简洁。服务层属于高级别管理层次，因此应当加强对输入输出的合理控制，使其可以实现实验室的高效交换。

1.2 设计原则

在用户需求分析的基础上，采用面向对象的设计思想，应用面向对象的抽象性、封装性以及运行的多态性，可以将设备的所有信息分解为不同的层次结构和模块。首先确定与整个数据库有关联的全局数据集合。然后再将整个系统按类和功能分成多个子系统，对每个部分涉及的数据进行抽象、归纳和重组，确定它们的公有数据集合和私有数据集合，并按照各子系统数据间的依赖关系和发出操作的主被动关系，确定它们之间的隶属关系并抽象成表间关联。面向对象处理有着相当多的优势，可以对于大型复杂的数据模块进行高效地分析，包括数据的收集、分析、共享与传输等。面向对象可以采用预测的方式进行分析，在用户分析后进行数据提取，将其价值体现出来。

在这个基础上，为保证系统在一定的通用性前提下具有较强的专业性，可采用面向对象的设计方法，对所有设备共同的管理操作，定义通用的数据库结构和操作，从而构成设备管理系统的基类，如设备的编码、名称、型号、生产厂家，当前所处位置等属性和录入、修改、删除等操作。而对于设备的专项管理，如检修、事故、报废等，则分别定义特殊类，包含有专用的属性和操作。这部分内容在逻辑上既与设备管理系统的基类有关，又与底层子类相联系。数据集分析可以发现新的联系与信息。科学家在电子科学工作中遇到了很多需要处理海量数据的问题，涉及气象学、基因组学、复杂物理模拟、生物学和环境研究等。

所有功能都基于数据库结构而设计，采用这样设计的数据库结构，保证了较高的代码效率，而且易于维护。具体某类设备从设备基类派生，充分、完备地定义自己特有的属性，在运行时通过将基类实例化，参与所有针对设备的各项功能操作。数据库充分分析使用特定的信息概念，一般采用灰色关联度法进行数据的提取与存储，它定义没有信息为黑色的情况以及具有完美信息为白色的情况，这些理想化的情况都不会出现在现实世界的问题中。事实上，这些过渡阶段的情况被描述为灰色。因此，灰色系统意味着其中部分信息是已知的并且部分信息是未知的系统。

2 实验室设备管理系统的测试

2.1 局域网测试

局域网可以构造在技术上不同，通常，LAN的布线，从一定的大小作为结构化布线进行。快速以太网100BASE-TX和千兆位以太网1000BASE-T是以太网家庭中最常见的，主要用于数据中心和快速互连100千兆以太网。路由器能够将不同的协议和架构的多个实验室连接在一起，在TCP/IP模型中，路由器作為在实验室的外部边界并将其连接到Internet或其他实验室。无线局域网主要是通过IEEE 802.11协议中，这是与有线以太网很大程度上兼容的标准来实现的。由于无线实验室并不在建筑物边界停止，所以还需要特殊的加密技术。最初的标准是WEP（WEP 64或WEP-128），但现在安全性较差，因此较少被使用。WPA2使用一个更好的加密机制即AES（高级加密标准），作为更安全的方法，应该是以下集中无线技术（WEP、WPA、WPA2）通过与IPsec的VPN的专业技术相结

合。

2.2 硬件性能测试

实验室服务器通常是实验室的重要组成部分，Intranet应用是许多企业的基本合作平台，网站经常是现代公司的主要销售工具，硬件性能测试对于服务器来说是非常必要的，实验室服务器的性能决定了其价值。硬件性能测试应用程序Web服务器工具是一个强大的HTTP客户端/服务器测试应用程序，旨在确定网站或Web服务器中的关键性能问题，这些问题可能会阻碍网站访问者和工作的员工获得实验室信息。硬件性能测试是先进服务器数据传输的核心，因此对硬件性能测试的广泛研究具有重要意义。无论数据通信是确定性的还是可靠的，都涉及硬件性能测试的适配性，因此需要学习硬件性能测试硬件性能测试的方法。在服务器中可以建立硬件性能测试实验系统，在实验系统中，执行关于实验室延迟的硬件性能测试硬件性能测试，通过发送/接收大量数据和错误注入，测试验证硬件性能测试实验室的确定性和可靠性，这种测试还可以提供大量的测试数据，用于进一步研究硬件性能测试的实验室维护方法和进行故障诊断。

3 结束语

通过互联网不同模块的特性，结合实验室实际情况，可以建立一套自动控制系统来替代人员的工作，减轻负担，确保安全[2-4]。实验室质量的数据与信息是大量的，需要有强大的交换平台来进行共享。这种平台对于更大的实验室建设都有着不可替代的作用。同时，科研所带来的信息也将为以后的相同情况下的建设提供一个比较好的对比与参照。

参考文献

[1] 王成艳，王刚，石枫.完善实验室设备管理的方法与实践[J].中国医学装备.2009，6（3）：31-33.

[2] 王连春，佘名高.实验室设备管理系统设计[J].重庆科技学院学报（自然科学版）.2008，10（2）：113-114.

[3] 曹威，姚湘娥.高校实验室设备管理系统设计与开发[J].技术与创新管理.2008，29（3）：231-234.

[4] 李崇亮.电工实验室设备管理系统的开发[J].山西农业大学学报（自然科学版）.2008，28（4）：478-480.